Energia Solară
Energia totală oferită de Soare Pământului în fiecare secundă este 180.000 Terawati. Prin comparaţie: conform statisticilor ONU, toata umanitatea consuma 13 terawati in industrie, trafic, acasa, in agricultura. Noi folosim surse „murdare” (carbune, petrol, gaze naturale) pentru a acoperi nevoile noastre. Aceste surse conțin de asemenea și energie solara – lumina solară acumulată prin fotosinteză acum milioane de ani. Ele sunt scumpe, epuizabile, poluează planeta noastra și favorizează dezvoltarea războaielor.
Daca s-ar captura numai 0,1% din aceasta energie solară pentru o populatie de cca. 6 miliarde de oameni (astimată în anul 2000) s-ar putea produce cca. 50.000 kWh pentru fiecare locuitor (fata de cca. 3.000 kWh produși în prezent). Din păcate energia solară prezintă și o serie de dezavantaje: concentrația de energie solară este mică, iar captarea ei se face greu, cu cheltuieli mari și este distribuită neregulat în timp și pe suprafața planetei.
Darul solar generos este de înaltă calitate (transformabil eficient în orice formă de energie, precum caldura, electricitatea, energia chimică), este absolut curat, etern (pentru urmatoarele 7 miliarde de ani), de multe ori depășind nevoile umanității, și în plus este gratis pentru toata lumea.
Energia solara este cea mai la îndemâna sursă pentru eliminarea folosirii combustibililor fosili. Din fluxul solar total pe care-l radiază soarele spre pamânt, cca.60% este reflectat de păturile superioare ale atmosferei numai 40% patrunzând în atmosferă unde se mai reflecta cca. 9,5%; rezultă că la suprafața pamântului ajunge cca. 20%, din fluxul total solar cu o densitate de captare variabilă în funcție de anotimp, cantitatea anuală captată la poziția geografică a țării noastre prin care trece paralela 45, fiind apreciată la 800-1000 kwh/m2 an.
Energia solară se clasifică în energie fotovoltaică (energia electrică obţinută din energia soarelui prin intermediul elementelor fotovoltaice), energie termosolară (transformarea directă a radiaţiei solare în energie termică), energie fotochimică (conversiunea chimică), energie mecanică (transformarea directă a energiei solare în energie mecanică).
Cantitatea energiei solare accesibile se schimbă în decursul zilei din cauza mişcării relative a Soarelui şi depinde de gradul înourării cerului. La miezul zilei pe un timp frumos, iluminarea energetică, formată de soare, poate ajunge la 1000 Wt/mp sau poate fi mai mică de 100 Wt/mp în condiţii cu nivel înalt de acoperire a cerului cu nori. Cantitatea energiei solare se schimbă odată cu unghiul de înclinare a instalaţiei şi orientării suprafeţei ei, scăzând pe măsura îndepărtării de direcţia sudului.
Elementele fotovoltaice produse au o capacitate nominală exprimată în Watt-i capacităţii de vârf. Acest este indiciul capacităţii maxime în condiţii standard de testare, când iluminarea solară este aproape de mărimea maximă de 1000Wt/m2, iar temperatura suprafeţei fotoelementului este 25°C. În practică, însă, elementele fotovoltaice lucrează destul de rar în asemenea condiţii. Pentru a produce un Watt de capacitate de vârf este necesar un element cu mărimi de 10 x 10 сm. Modulele mai mari cu suprafaţa de circa 1m x 40сm, produc în jur de 40-50Wt capacitate de vârf. Dar iluminarea solară rar ajunge la valoarea de 1 kWt/m2. Mai mult decât atât, la expunerea solară modulul se încălzeşte la temperatură mult mai mare decât cea nominală. Aceşti doi factori micşorează productivitatea modulului. În condiţii tipice productivitatea medie constituie circa 6Wt pe zi şi 2000Wt în an pentru 1 Wt capacitate de vârf.
Potenţialul energetic solar este dat de cantitatea medie de energie provenită din radiaţia solară incidentă în plan orizontal care, în România, este de circa 1.100 kWh/m2-an.
Harta radiaţiei solare din România s-a elaborat pe baza datelor medii multianuale înregistrate de Institutul Naţional de Meteorologie şi Hidrologie (INMH), procesate şi corelate cu observaţii şi măsurători fizice efectuate pe teren de instituţii specializate.
În România s-au identificat cinci zone geografice (0 – IV), diferenţiate în funcţie de nivelul fluxului energetic măsurat. Distribuţia geografică a potenţialului energetic solar relevă că mai mult de jumătate din suprafaţa României beneficiază de un flux anual de energie cuprins între 1000 kWh/m2-an şi 1300 kWh/m2-an.
Aportul energetic al sistemelor solare-termale la necesarul de căldură şi apă caldă menajeră din România este evaluat la circa 1.434 mii tep (60 PJ/an), ceea ce ar putea substitui aproximativ 50% din volumul de apă caldă menajeră sau 15% din cota de energie termică pentru încălzirea curentă. În condiţiile meteo-solare din România, un captator solar-termic funcţionează, în condiţii normale de siguranţă, pe perioada martie – octombrie, cu un randament care variază între 40% şi 90%. Utilitatea sistemelor solar-termale se regăseşte, în mod curent, la prepararea apei calde menajere din locuinţele individuale.
Potentialul energetic al sistemelor solaro-termale este evaluat la circa 1.434 mii tep/an, iar cel al sistemelor fotovoltaice la circa 1.200 GWh/an.
Considerăm că panourile fotovoltaice vor fi forţa motrică a revoluţiei energiei solare industriale si care va lăsa în umbra ei epoca întunecata a revoluţiei industriale produsa de combustibilii fosili. Avantajele celulelor fotovoltaice sunt: siguranţă înaltă, cheltuieli curente mici, ecologic curate, comoditate şi cheltuieli mici la instalare, cheltuieli mici la transportarea energiei produse.