Membri fondatori

AE3R semnatara a

Parteneri

Agen?ia Local? a Energiei Alba

Agentia pentru Eficienta Energetica si Protectia Mediului
 


Buletin informativ


Nume:
Email:

Partener Media


 

Energie solar? PDF Imprimare Email

 
Soarele este cea mai important? surs? de energie pentru P?mânt. Energia solar? este emis? sub form? de radia?ii ?i este disponibil? în cantit??i imense, practic inepuizabile. Radia?iile solare pot fi captate ?i transformate în alte forme de energie: electric? sau termic?.
 
Energia solar? se refer? la o surs? de energie reînnoibil? care este direct produs? prin lumina ?i radia?ia solar?. Aceasta poate fi folosit? s?:
 
• genereze electricitate prin celule solare (fotovoltaice)
• genereze electricitate prin centrale electrice termale
• genereze electricitate prin turnuri solare
• înc?lzeasc? blocuri, direct
• înc?lzeasc? blocuri, prin pompe de c?ldura
• înc?lzeasc? blocuri, prin cuptoare solare
 
Instala?iile solare sunt de 2 tipuri:
 

1. Instalatii termice

 
Principiul de functionare se bazeaza pe conversia radiatiei solare in caldura si utilizarea acesteia pentru incalzirea apei.
 
Sistemul functioneaza indiferent de temperatura exterioara, chiar si iarna.
 
Exist? mai multe tipuri constructive de panouri solare termice:
 
• panouri solare nepresurizate
• panouri solare presurizate
• panouri solare presurizate separate
 
Panourile solare nepresurizate
 
Caracteristici
Se mai numesc ?i panouri solare de var?. Acoper? cea mai mare parte din necesarul zilnic de ap? cald? menajer? în perioada martie-octombrie.Sunt foarte u?or de instalat ?i nu necesit? costuri suplimentare de între?inere.Au o durat? de via?? de aproximativ 25 de ani. Rezervorul este realizat din inox, cu un strat izolator de poliuretan care mic?oreaz? pierderile de c?ldur?.
 
Mod de func?ionare
Tuburile vidate capteaz? radia?ia solar? ?i o transform? în energie termic?, înc?lzind astfel apa din tubul interior. Pe m?sur? ce apa se înc?lze?te, densitatea ei scade. Apa înc?lzit? în tub se va ridica în rezervorul de acumulare ?i va fi inlocuit? de un volum echivalent de ap? rece. Circuitul natural se va realiza în continuare ?i apa din rezervor se va înc?lzi.
 
Panourile solare presurizate
 
Caracteristici
Acest sistem poate fi utilizat pe toat? durata anului. Func?ioneaz? la presiunea sistemului de ap? curent? (aproximativ 6 bar). Sunt realizate pe baza celei mai noi ?i moderne tehnologii, având cel mai eficient transfer energetic dintre toate echipamentele de acest gen. Pierderile termice ale panourilor solare cu tuburi vidate sunt practic inexistente, în schimb pot absorbi c?ldura ?i în cazul radia?iei solare difuze (soare acoperit de nori), sau la temperaturi foarte sc?zute ale mediului extern.
 
Mod de func?ionare
Tuburile vidate capteaz? radia?ia solar? ?i o transform? în energie termic?, înc?lzind schimb?toarele de c?ldur? aflate în partea superioar?. Lichidul aflat în interiorul rezervorului preia caldura de la heat-pipe si o cedeaza serpentinei de cupru, care la rândul ei cedeaz? c?ldura apei care circul? prin ea.
 
Panourile solare presurizate separate
 
Caracteristici
Panourile solare presurizate separate nu pot func?iona independent. Deoarece nu au un rezervor de stocare, ele trebuiesc conectate la un boiler montat în zona de consum (în cas?). Varianta de utilizare recomandat? este cea cu boiler bivalent, pomp? de circula?ie ?i panou electronic de comand? (regulator electronic dedicat). Toate acestea formeaz? un sistem complet.
 
Mod de func?ionare
Energia solar? este captat? în interiorul tubului vidat, unde este transferat? heat-pipe-ului de cupru. Caldura ajunge apoi în cap?tul superior al s?u, fiind preluat? de c?tre agentul termic (antigel). Antigelul o transport? la schimb?torul de caldur? ?i este preluat? de c?tre apa din boiler. Apa încalzit? poate fi apoi folosit? ca ap? cald? menajer? sau agent termic de înc?lzire. Operarea acestui tip de panou este asigurat? de controllerul electronic care comand? pornirea ?i oprirea pompei de recilculare.
 
Avantajele panourilor solare de înc?lzire a apei
 
• Sistemul func?ioneaz? indiferent de temperatura exterioar?, chiar ?i iarna;
• Datorit? faptului c? tubul este rotund, razele solare vor radia întotdeauna perpendicular pe suprafa?a acestuia;
• Tubul colector vidat ofer? rezultate excelente chiar pe timp înnorat fiind capabil s? capteze razele infraro?ii care trec prin stratul de nori;
• Func?ioneaz? indiferent de temperatura exterioar?, chiar ?i iarna;
• Tuburile vidate ofer? performa?e bune ?i pe timp înnorat, fiind capabile s? capteze radia?iile infraro?ii care p?trund prin nori;
• Datorit? izola?iei foarte bun? oferit? de vid, panourile func?ioneaz? chiar pân? la -20 grade Celsius;
• Panoul func?ioneaz? în continuare chiar dac? unul sau mai multe tuburi se sparg;
• Tuburile avariate sunt u?or de schimbat;
• Ofer? eficien?a energetic? tot timpul anului ?i asigur? costuri zero cu combustibili conven?ionali pentru cel putin 5 luni pe an;
• Energia oferit? de panouri este energie ecologic? ?i nu polueaz? mediul înconjur?tor.
• Energia rezultata o energie regenerabila si nepoluanta si se obtine o reducere de 90 pana la 100% a consumului de energie.
• Instala?iile termice ajut? la economisirea gazului metan, în propor?ie de circa 75% pe an.
 

2. Instalatii fotovoltaice


Panourile fotovoltaice sunt dispozitive capabile sa transforme energia solara in energie electrica. Celula fotoelectrica permite conversia directa a energiei luminoase in energie electrica, principiul de functionare se bazeaza pe efectul fotoelectric.
 
Conversia este statica si nepoluanta, tocmai de aceea acest mod de producere a energiei electrice este unul ecologic. Elementul de baza dintr-un sistem fotovoltaic este reprezentat de celula solara.
 
Procesul de transformare directa a luminii solare in curent electric poarta denumirea de fotovoltaic. Randamentul unor asemenea panouri este cuprins între 8-20%, în func?ie de gradul de absorb?ie a radia?iei solare. Eficien?a destul de scazut? a panourilor fotovoltaice actuale este în principal datorat? faptului c? din spectrul solar vizibil doar o mic? parte de frecven?e de und? a radia?iilor luminoase sunt transformate în electricitate.
 
O instala?ie de captare fotovoltaic? cost? aproximativ 5-10 euro/watt putere instalat?. Panourile comercializate în ziua de azi sunt în general foarte fiabile ?i pot func?iona 10-25 de ani f?r? mari costuri de între?inere. Aceste costuri sunt înc? destul de mari comparativ cu energia produs?, tocmai din acest motiv proiectele solar-fotovoltaice sunt sus?inute puternic prin legea nr. 220 din 2008.
 
Energia rezultata este o energie regenerabila, nepoluanta si gratuita. Instala?iile fotovoltaice produc energie electric? gratis (din lumina soarelui). Panourile solare fotovoltaice produc energie electric? 4h/zi (calculul se face pe minim: orele de lumin? iarna). Ziua, timp de 4 ore, ( iarna 1,5 ore) aceste panouri solare produc energie electric? ?i în acela?i timp înmagazineaz? energie în baterii, pentru a fi folosit? in timpul nop?ii, la casele izolate, f?r? legatur? la re?eaua electric? national?.
 
Clasificarea sistemelor fotovoltaice
 
Sistemele conectate la re?ea, numite ?i bazate pe re?ea, alimenteaz? cu energie re?eaua public?, prin intermediul unor invertoare. Aceste sisteme pot fi mici, a?a numitele sisteme distribuite, în general montate pe acoperi?uri, care au putere de ie?ire de câ?iva kW, sau pot fi sisteme mari, cu puteri de ie?ire de ordinul megawa?ilor. Sistemele distribuite folosesc pentru montarea panourilor fotovoltaice, de obicei, avantajul unei structuri deja existente, cum ar fi acoperi?urile sau fa?adele sau panourile ce se monteaz? pe suporturi de sine st?t?toare, montate în exterior.
 
Figura 1 prezint? structura schematic? a unui sistem fotovoltaic conectat la re?ea. Cablurile de la modulele fotovoltaice individuale conduc la cutia de conectare a generatorului, care poate con?ine de asemenea diode ?i dispozitive de protec?ie primar?. Dac? un invertor este instalat pentru fiecare rând al modulelor sistemului fotovoltaic, cutia de conectare a generatorului nu mai este necesar?. Invertorul converte?te curentul continuu (CC) de la modulele fotovoltaice în curent alternativ (CA) monofazat sau trifazat. Curentul alternativ (CA) este apoi debitat în re?eaua utilitar? sau în re?eaua operatorului de putere.
 
Proiectarea modular? a generatoarelor fotovoltaice permite ca sistemele de generare a energiei s? fie instalate pentru un domeniu foarte larg de puteri de ie?ire. Dar, indiferent de puterea de ie?ire, proiectarea de baz? a acestor sisteme este foarte asem?n?toare.
Fig.1 Schema re?elei mici conectate la un sistem
fotovoltaic pentru o cas? particular?

 
Sisteme fotovoltaice pentru alimentarea dispozitivelor ?i a consumatorilor mici
 
Pentru alimentarea anumitor produse sau aplica?ii se fabric? module standard, care furnizeaz? o cantitate mai mic? sau mai mare de energie. Aceste module standard sunt dimensionate s? aib? o tensiune nominal? între 15 ?i 17 vol?i astfel încât s? fie capabile s? încarce un acumulator cu tensiunea nominal? de 12V.
Fig.2 Sistem fotovoltaic cu ie?ire de curent alternativ
 
Pentru a preveni supraînc?rcarea bateriei sau desc?rcarea complet? a acesteia se folose?te un regulator (controler) de înc?rcare, montat între generatorul fotovoltaic ?i acumulator. Regulatorul de înc?rcare con?ine, de obicei ?i o diod? de protec?ie la desc?rcare, care previne desc?rcarea bateriei pe timp de noapte prin generatorul fotovoltaic. Un regulator de înc?rcare bun consum? foarte pu?in ?i are o tensiune de mers în gol sc?zut?, ceea ce protejeaz? acumulatorul s? nu se descarce.
 
Acumulatorul înmagazineaz? energia produs? de generatorul fotovoltaic ?i o furnizeaz? consumatorului în caz de vreme rea sau pe timpul nop?ii.
 
Dispozitivele care se alimenteaz? de la generatorul fotovoltaic folosesc pentru stocare cel mai des baterii nichel – cadmiu (NiCd) sau nichel – metal hidrid (NiMH). Totu?i se folosesc ?i baterii cu plumb, baterii litiu – ion sau condensatori (numi?i ?i condensatori dublu strat).
 
În sistemele fotovoltaice care alimenteaz? re?edin?e permanente, care au cicluri de înc?rcare/desc?rcare zilnice, se folosesc, de obicei, baterii cu anozi tubulari („OpzS”). Acestea au un num?r mare de cicluri ?i, prin urmare, durata de via?? mai lung?. Adesea, se folosesc baterii normale de ma?in? deoarece sunt mai u?or de procurat ?i sunt mai ieftine.
 
Pentru adaptarea tensiunii de ie?ire a generatorului la tensiunea necesar? consumatorului se folose?te un regulator de tensiune. Pentru dispozitivele alimentate de celule fotovoltaice, regulatorul este, de obicei, un convertor c.c./c.c. (current continuu / current continuu), care transform? un curent continuu de o anumit? valoare în curent continuu cu alt? valoare.
 
Sisteme fotovoltaice pentru alimentarea consumatorilor care nu sunt cupla?i la re?ea sau din locuri izolate, cu puteri medii ?i mari.
 
Dac? sunt necesare nivele de ie?ire mai mari sau dac? se folosesc aparate electrocasnice sau industriale, sistemele trebuie s? furnizeze tensiuni de ie?ire de 230V c.a. Pentru a se ob?ine aceste tensiuni de ie?ire, sistemului i se adaug? un invertor. Invertorul transform? direct curentul continuu produs de generatorul fotovoltaic sau pe cel preluat de la baterie în curent alternativ.
Fig.3 Sistem fotovoltaic cu ie?ire de curent alternativ
 
Dac? radia?ia solar? este bun?, generatorul fotovoltaic poate satisface întreaga cerere de energie, într-un mod prietenos cu mediul, f?r? emisii toxice sau zgomote. Energia produs? în exces este înmagazinat? în acumulator. Noaptea sau pe timp de vreme rea, bateriile acoper? cererea de energie. Când bateria este în pericol de a se desc?rca, motorul generator – de exemplu unul diesel sau cu gaz lichefiat – porne?te pentru a acoperi necesit??ile de alimentare cu energie electric? ?i, în acela?i timp, reîncarc? bateriile.
 
În zonele cu vânt, sistemului i se poate ad?uga ?i o turbin? eolian?.
Fig.4 Schema bloc a unui sistem hibrid care const? dintr-un
generator fotovoltaic, un generator eolian ?i un motor generator

 
Sisteme fotovoltaice conectate la re?ea
 
Sistemele fotovoltaice pot debita energie în re?eaua public? prin intermediul unui invertor. Avantajul este acela c? nu este necesar? stocarea energiei, care poate fi folosit? oriunde ?i ca urmare se reduce înc?rcarea re?elei conven?ionale. Cantitatea de energie electric? furnizat? în re?ea este mic?.
 
Fig.3-10. Sistem fotovoltaic conectat la re?ea
 
În zilele însorite, ele furnizeaz? putere consumatorilor din cas?, iar excesul de putere este livrat în re?ea ?i contorizat. Dac? vremea este nefavorabil?, casa ia putere din re?eaua conven?ional?. Puterea de ie?ire a unui astfel de sistem este de câ?iva kW.
 
Caracterul modular al sistemelor fotovoltaice permite construirea unor instala?ii de mare putere, conectate la re?ea. Ele livreaz? putere direct în re?eaua de medie sau de înalt? tensiune prin intermediul unui invertor.