Energia Solara
Celula Fotovoltaica
La inceput te ignora, apoi te iau in ras, apoi te combat, apoi tu invingi. Aceste cuvinte ale lui Mahatma Gandhi descriu de minune felul in care a evoluat in mintea oamenilor perceptia asupra energiilor regenerabile. Energia solara, cea eoliana, cea hidroelectrica si energia biomasei nu mai sunt astazi doar "mofturi" ale ambientalistilor, ci s-au impus drept resurse strategice in toata puterea cuvantului.
In fiecare an, Soarele trimite pe suprafata terestra o cantitate
de energie de 10.000 de ori mai mare decat cea folosita in prezent de catre om;
mai exact, in doar 40 de minute, astrul ceresc ne "iradiaza" cu o
energie egala celei de care o 717c29h menirea se serveste pe parcursul unui an intreg.
Cu
doar 4%
Conform unui raport al International Energy Agency, daca doar 4 procente din
suprafata desertica a planetei ar fi acoperite cu panouri fotovoltaice,
dispozitivele in cauza ar putea furniza o cantitate de energie capabila sa
acopere intregul consum mondial. Mai mult, potrivit cercetatorilor germani de
la Wuppertal Institut, un singur panou solar gigantic, de 600/600 km (360.000
de kilometri patrati), instalat in desertul Sahara ar fi suficient pentru a
satisface necesarul de energie al tuturor
pamantenilor.
Pana la urma, daca ne-am dovedi capabili sa acoperim cu panouri solare
eficiente macar 1% din suprafata planetei, am putea inlocui productia
centralelor din intreaga lume cu o sursa de energie curata si regenerabila.
De
la rasarit la apus
Soarele este o stea alcatuita dintr-un miez de heliu (19%) si un strat de
hidrogen (80%), in interiorul carora au loc continuu reactii de fuziune
nucleara intre atomii de hidrogen, din cauza uriasei presiuni la care sunt
supusi acestia. In timpul fuziunii, o parte a materiei se topeste intr-un unic
atom, iar alta se transforma in energie, care se
ridica pana la suprafata astrului si se raspandeste in spatiu sub forma de raze
solare (radiatii vizibile, infrarosii, ultraviolete, unde radio, raze X). Acest
proces nu este, insa, unul etern: a avut un inceput bine determinat, in urma cu
aproximativ 4 miliarde de ani, si va avea un sfarsit
la fel de cert, marcat de momentul cand se va termina combustibilul, adica
hidrogenul. Cu alte cuvinte, cu fiecare minut care trece, Soarele devine tot
mai slab, iar specialistii ii mai dau inca 4
miliarde de ani de viata, la capatul carora, avertizeaza ei, steaua se va
stinge, transformandu-se intr-un gigant rosu, rece si inert.
La iesirea sa in spatiu, energia solara se raspandeste
in toate directiile si doar o cantitate minima ajunge pe Terra. Plantele o
transforma in energie chimica prin intermediul clorofilei din
Din toata aceasta energie, o parte se transforma in energie cinetica (miscarea
animalelor), alta in materie necesara dezvoltarii
biologice, iar ultima in caldura, care se imprastie. Energia chimica stocata de
organisme persista si dupa moartea acestora, uneori timp de milioane de ani,
combustibilii fosili nefiind altceva decat reziduuri ale energiei chimice
acumulate de paleovegetale si paleoanimale in timpuri indepartate.
Lemnul cu care omul aprinde focul arde datorita energiei chimice inmagazinate
de copac pe tot parcursul vietii sale. Dar si vantul, ploile, mareele,
cursurile de apa - in fapt toate fenomenele
naturale - exista multumita actiunii Soarelui si miscarii de rotatie a
Pamantului.
Soarele -
mod de intrebuintare
Conform unui raport realizat de Greenpeace impreuna cu Asociatia Europeana a
Industriilor Fotovoltaice (EPIA), pana in anul 2040, o patrime din necesarul
energetic global ar putea fi acoperita de energia solara.
La ora actuala, exista mai multe tipuri de instalatii care exploateaza aceasta
energie: cele termice solare, utilizate pentru incalzirea apei de consum si a
locuintei, instalatiile solare termoelectrice, care, prin intermediul unor fluide
incalzite, pun in functiune niste turbine (adevaratele generatoare de energie),
instalatiile fotovoltaice, care convertesc radiatia solara in electricitate cu
ajutorul unor celule de siliciu, si instalatiile termodinamice.
Efectul fotovoltaic rezida in transformarea luminii Soarelui direct in energie
electrica si este cunoscut inca din secolul al
XIX-lea. Atunci s-a descoperit ca energia solara poate fi transformata in
electricitate prin intermediul unei celule electrolitice, fara concursul
vreunui proces termodinamic. Prima aplicatie practica a fost
dezvoltata in Statele Unite in 1954, cand laboratoarele
In sinteza, este eliberata energie atunci cand fotonii
radiatiei solare lovesc o celula si ii smulg electronii de la exterior
(asa-numitii electroni de valenta); acestia sunt colectati de reteaua metalica
serigrafiata pe suprafata celulei, "incolonati" si dirijati intr-un
flux de curent continuu. Componenta de baza a sistemelor fotovoltaice este celula fotovoltaica, un dispozitiv construit dintr-o
"felie" subtire de material semiconductor tratat (in general,
siliciu). Are circa 12 centimetri latime si este capabila sa produca o
putere de circa 1 Wati - asta in conditii standard,
adica atunci cand se afla la temperatura de 25 de grade Celsius si este supusa
unei puteri a radiatiei egala cu 1.000 W/mp.
Celulele fotovoltaice sunt asamblate intr-un modul
fotovoltaic care, in mod obisnuit, reuneste intre 18 si 36 de astfel de celule.
Mai multe module reunite constituie un panou
fotovoltaic. Pentru a inregistra puterea maxima in conditii standard (1.000 W),
este nevoie in medie de 10 m2 de astfel de module.
La ora actuala, exista trei varietati de celule cu siliciu, a caror eficienta
merge de la 5 la 15%: celulele cu siliciu monocristalin (cele mai scumpe si mai
eficiente), celulele cu siliciu multicristalin (cu o eficienta de pana la 9%)
si celulele cu siliciu amorf (cele mai ieftine, cu eficienta de 5-9%).
In prezent,
la nivel mondial, costurile pe care le presupune o instalatie de panouri solare pentru casa sau
pentru birou se ridica la cateva mii de euro. In multe tari, guvernele ofera
subventii substantiale celor care isi echipeaza locuinta cu asemenea dispozitive,
dar pretul lor tot ramane ridicat. El scade insa in mod constant, din 1996
reducandu-se in fiecare an, in medie cu 33%.
Pe teritoriul Romaniei, anul trecut au fost identificate in jur de 600 de
instalatii solare - cu o putere de 1.666 de kilowati, pentru suprafete care,
insumate, se ridica la 1.816 m2 -, si 900 de sisteme fotovoltaice pentru
iluminat, cu o putere instalata de 9 kilowati. La noi, pretul unui ansamblu de
panouri solare se situeaza intre 550 si 2.500 de euro, in functie de numarul de
m2 acoperiti.
Panou solar
Recent,
oamenii de stiinta au pus la punct un material plastic
in masura sa converteasca forta Soarelui in energie electrica si in zilele
innorate. Materialul a fost realizat cu ajutorul nanotehnologiilor si este alcatuit din celule solare capabile sa administreze
radiatia infrarosie invizibila a Soarelui.
Cu el s-ar putea confectiona panouri solare de cinci ori mai puternice decat
cele realizate pe baza tehnologiei actuale. Precum o vopsea,
produsul poate fi suflat pe diferite materiale si folosit ca generator portabil. De
exemplu, un automobil cu hidrogen, vopsit cu acest
strat de plastic, ar putea converti suficienta energie pentru a-si incarca
bateria in mod continuu.
Convertor de energie solara din material plastic
Suedia
este prima
Västerås, putin peste 140.000 de locuitori, situat pe traseul dintre
In fiecare an, centrala strange 18.000 de tone de deseuri organice si 5.000 de
tone de deseuri provenite din agricultura, pe care le transforma in gaz natural
(metan) si etanol - echivalentele a 2,3 milioane de litri de petrol si a 23.000
megawati/ora de energie. In plus, in urma acestui proces,
sunt obtinute si 21.000 de tone de ingrasaminte pentru agricultura.
Orasul Bio
Energia Solara
Celula Fotovoltaica
|
