Start

O cantitate imensă de energie solară O cantitate imensă de energie solară ajunge la suprafaţa pământului în fiecare ajunge la suprafaţa pământului în fiecare zi. Această energie poate fi captată, şi zi. Această energie poate fi captată, şi folosita sub formă de caldură în aplicaţii folosita sub formă de caldură în aplicaţii termo-solare, sau poate fi transformată termo-solare, sau poate fi transformată direct în electricitate cu ajutorul direct în electricitate cu ajutorul celulelor celulelor fotovoltaicefotovoltaice(CF)(CF) ..

Pentru a înţelege cum CF şi sistemele Pentru a înţelege cum CF şi sistemele termo-solare captează energia solară, este termo-solare captează energia solară, este important să înţelegem cum aceasta îşi important să înţelegem cum aceasta îşi urmează cursul de la soare spre Pământ şi urmează cursul de la soare spre Pământ şi cum acest flux se schimbă periodic. cum acest flux se schimbă periodic.

1

Soarele este o sferă cu diametrul de Soarele este o sferă cu diametrul de aproximativ 1.4 milioane de km, aproximativ 1.4 milioane de km, formată din gaze cu temperaturi formată din gaze cu temperaturi foarte mari(temperatura interioră a foarte mari(temperatura interioră a soarelui este de aproximativ 15 soarelui este de aproximativ 15 milioane de grade Kelvin). Această milioane de grade Kelvin). Această temperatură imensă, combinată cu o temperatură imensă, combinată cu o presiune de 70 miliarde de ori mai presiune de 70 miliarde de ori mai mare decât aceea a atmosferei mare decât aceea a atmosferei Pământului creează condiţiile ideale Pământului creează condiţiile ideale pentrupentru reacţiile de fuziunereacţiile de fuziune.. 2

Reacţiile de fuziune din soare au loc între atomi de hidrogen, care se combină şi formează atomi de helium. În urma acestui proces se degajă energie sub forma unor radiaţii cu energie mare, mai cu seamă raze gamma. În timp ce aceaste radiaţii migrează din centrul spre exteriorul sferei solare, ele reacţionează cu diferite elemente din interiorul soarelui şi se transformă în radiaţii cu energie mica. Soarele a produs în acest fel energie timp de aproximativ 5 miliarde de ani, şi va continua să facă la fel pentru înca 4-5 miliarde.

3

Pământul se roteste în jurul soarelui la o Pământul se roteste în jurul soarelui la o distanţă de aproximativ 150 milioane de km. distanţă de aproximativ 150 milioane de km. Radiaţiile se extind la viteza de 300.000 de km Radiaţiile se extind la viteza de 300.000 de km pe sec, viteza luminii. Timpul necesar pentru a pe sec, viteza luminii. Timpul necesar pentru a ajunge pe Pământ este de aproximativ 8 min.ajunge pe Pământ este de aproximativ 8 min.

4

Cantitatea de energie solară ce atinge la un Cantitatea de energie solară ce atinge la un moment dat un anumit loc de pe suprafaţa moment dat un anumit loc de pe suprafaţa Pământului se numeşte Pământului se numeşte constantă solarăconstantă solară, , valoarea ei depinzând de mai mulţi factori. valoarea ei depinzând de mai mulţi factori. Dacă soarele este la amiază şi cerul este Dacă soarele este la amiază şi cerul este senin, radiaţia pe o suprafaţă orizontală senin, radiaţia pe o suprafaţă orizontală este de aproximativ 1000 de W pe metru este de aproximativ 1000 de W pe metru patrat. Se observă scăderea constantei patrat. Se observă scăderea constantei solare când suprafaţa nu este orientată solare când suprafaţa nu este orientată perpendicular pe razele soarelui. perpendicular pe razele soarelui.

5

Pămâtul se învârte în jurul axei sale o dată pe zi Pămâtul se învârte în jurul axei sale o dată pe zi şi se şi se roteşte, într-o orbită eliptică, în jurul soarelui, o dată pe an. roteşte, într-o orbită eliptică, în jurul soarelui, o dată pe an. Axa în jurul căreia se învârte Pământul este înclinată cu Axa în jurul căreia se învârte Pământul este înclinată cu aproximativ 23 de grade de la verticală. Această înclinare a aproximativ 23 de grade de la verticală. Această înclinare a dat nastere anotimpurilor: când: axa Pământului este dat nastere anotimpurilor: când: axa Pământului este înclinată spre soare, emisfera nordică primeşte mai multe înclinată spre soare, emisfera nordică primeşte mai multe radiaţii solare (vara). Şase luni mai târziu, când axa nu este radiaţii solare (vara). Şase luni mai târziu, când axa nu este înclinată spre soare, în emisfera sudică este vară, deci înclinată spre soare, în emisfera sudică este vară, deci cantitatea de radiiaţii solare ce va atinge Pământul este cantitatea de radiiaţii solare ce va atinge Pământul este mai mare. mai mare.

Înălţimea la care se găseşte soarele pe cer afecteaza şi ea Înălţimea la care se găseşte soarele pe cer afecteaza şi ea valoarea constantei solare.valoarea constantei solare.

6

IntroduceIntroducerree Tehnologiile "termo-solare" folosesc Tehnologiile "termo-solare" folosesc

căldura razelor de soare pentru a căldura razelor de soare pentru a produce apă caldă, energie electrică produce apă caldă, energie electrică şi pentru a încălzii unele locuinţe. şi pentru a încălzii unele locuinţe. Aplicaţiile termo-solare se întind de Aplicaţiile termo-solare se întind de la un simplu sistem rezidenţial de la un simplu sistem rezidenţial de încălzire a apei până la staţii foarte încălzire a apei până la staţii foarte mari de generare a energie mari de generare a energie electrice.electrice.

7

Pe parcursul isotriei, oamenii au folosit căldura Pe parcursul isotriei, oamenii au folosit căldura soarelui pentru diferite întrebuinţări casinice. soarelui pentru diferite întrebuinţări casinice. Astăzi, energia termo-solara este folosită aproape în Astăzi, energia termo-solara este folosită aproape în orice climat pentru a furniza o sursa sigură şi ieftină orice climat pentru a furniza o sursa sigură şi ieftină de energie. În ultimii ani energia termo-solară este de energie. În ultimii ani energia termo-solară este folosită pentru creearea aburilor ce alimentează folosită pentru creearea aburilor ce alimentează turbine generatoare de energie electrică.turbine generatoare de energie electrică.

8

Oamenii au folosit razele solare pentru Oamenii au folosit razele solare pentru diferite întrebuinţări de secole dar conceptul diferite întrebuinţări de secole dar conceptul proriu-zis de energie termo-solară a aparut în proriu-zis de energie termo-solară a aparut în anul 1767 când omul de stiinţa elveţian anul 1767 când omul de stiinţa elveţian Horace de Saussure a inventat primul Horace de Saussure a inventat primul colector solar, sau "cutia fierbinte". colector solar, sau "cutia fierbinte". Renumitul astrolog Sir John Hershel a folosit Renumitul astrolog Sir John Hershel a folosit în anul 1830 aceste "cutii fierbinţi" pentru a în anul 1830 aceste "cutii fierbinţi" pentru a gătii în timpul expediţie sale în sudul Africii. gătii în timpul expediţie sale în sudul Africii. Energia termo-solară a devenit foarte Energia termo-solară a devenit foarte importantă în unele părţi ale Africii pentru importantă în unele părţi ale Africii pentru gătit şi pentru distilarea apei. Încălzirea gătit şi pentru distilarea apei. Încălzirea solară a început să ia amploare când solară a început să ia amploare când Clarence Kemp a patentat primul sistem Clarence Kemp a patentat primul sistem comercial de încalzire a apei în anul 1891. comercial de încalzire a apei în anul 1891. Ideea a prins repede în regiunile unde trebuia Ideea a prins repede în regiunile unde trebuia importat combustibil pentru încălzirea apei.importat combustibil pentru încălzirea apei.

9

În anul 1987, aproape 30% din casele din Pasadena, În anul 1987, aproape 30% din casele din Pasadena, California (S.U.A.) aveau un sistem termo-solar de California (S.U.A.) aveau un sistem termo-solar de încălzire. Încălzirea solară a apei a înflorit (în S.U.A.) încălzire. Încălzirea solară a apei a înflorit (în S.U.A.) în timpul aniilor în care preţul energie era mare (anii în timpul aniilor în care preţul energie era mare (anii ‘70). Datorită faptului că încălzirea apei într-o ‘70). Datorită faptului că încălzirea apei într-o reşedinţa poate însemna până la 40% din reşedinţa poate însemna până la 40% din consumaţia totală de energie, încălzirea solară joacă consumaţia totală de energie, încălzirea solară joacă un rol important în multe ţării. De exemplu, un rol important în multe ţării. De exemplu, aproximativ 1.5 mil de clădiri din Tokyo, Japonia şi aproximativ 1.5 mil de clădiri din Tokyo, Japonia şi peste 30% dintre cele din Israel au sisteme de peste 30% dintre cele din Israel au sisteme de încălzire solară a apei. Energia termo-solară mai încălzire solară a apei. Energia termo-solară mai poate fi folosită şi indirect pentru alimentarea cu poate fi folosită şi indirect pentru alimentarea cu aburi a unei turbine generatoare de electricitate. aburi a unei turbine generatoare de electricitate. Aceasta metoda este foarte eficientă şi competitiva. Aceasta metoda este foarte eficientă şi competitiva. Prima aplicaţie comercială a acestui sistem a apărut Prima aplicaţie comercială a acestui sistem a apărut la începutul anilor ‘80. În Statele Unite aceasta la începutul anilor ‘80. În Statele Unite aceasta industrie este coordonată de către Departamentul industrie este coordonată de către Departamentul American de Energie şi a crescut foarte mult American de Energie şi a crescut foarte mult datorită proiectelor iniţiate de acesta.datorită proiectelor iniţiate de acesta. 10

TEORIETEORIE Energia electrică termo-solară se Energia electrică termo-solară se

obţine cu ajutorul tehnologiilor ce obţine cu ajutorul tehnologiilor ce folosesc radiaţiile solare pentru a folosesc radiaţiile solare pentru a obţine aburi. Acesti aburi alimentează obţine aburi. Acesti aburi alimentează turbine generatoare de electricitate. turbine generatoare de electricitate.

Sistemele de încălzire a apei de Sistemele de încălzire a apei de dimensiuni mici folosesc colectoridimensiuni mici folosesc colectori cu cu taler plat pentru a capta căldura taler plat pentru a capta căldura soarelui, în timp ce uzinele electrice soarelui, în timp ce uzinele electrice alimentate de energia termo-solară alimentate de energia termo-solară folosesc procedee mai complexe folosesc procedee mai complexe pentru captarea radiaţiilor.pentru captarea radiaţiilor. 11

Componentele unui colector cu taler platComponentele unui colector cu taler plat

Colectorii cu taler plat Colectorii cu taler plat transferă căldura soarelui către transferă căldura soarelui către

apă fie direct, fie cu ajutorul apă fie direct, fie cu ajutorul altor lichide şi a unui sistem de altor lichide şi a unui sistem de

schimbare a căldurii.schimbare a căldurii.

Colectorul este acoperit cu sticlă, sau cu un alt material transparent, pentru a menţine căldura solară în el. Partea posterioară a colectorului se acoperă cu un matrial izolator pentru a nu lăsa căldura să se degaje. Între materialul transparent şi izolator se află un material de absorbire a căldurii. 12

Colectorul cu taler platColectorul cu taler plat ComponenteleComponentele

13

Există 3 tipuri de sisteme Există 3 tipuri de sisteme termo-solare de încălzire a termo-solare de încălzire a apei ce folosesc colectorul cu apei ce folosesc colectorul cu taler plat:taler plat:

A:A: Sistemul este format dintr-o Sistemul este format dintr-o pompă, un colector şi un bazin pompă, un colector şi un bazin de stocare. Pompa trece apa de stocare. Pompa trece apa prin colector, acesta o prin colector, acesta o încălzeşte, după care este încălzeşte, după care este stocată în bazinstocată în bazin

B:B: Sistemul este format dintr- Sistemul este format dintr-un colector ce reprezintă în un colector ce reprezintă în acelaşi timp şi bazinul de acelaşi timp şi bazinul de stocare.stocare.

C:C: Sistemul este format dintr- Sistemul este format dintr-un colector şi un bazin de un colector şi un bazin de stocare a apei. stocare a apei. 14

Transformarea energiei termo-solare Transformarea energiei termo-solare în energie electricăîn energie electrică

Centralele electrice termo-Centralele electrice termo-solare produc electricitate solare produc electricitate folosind o turbină alimentată folosind o turbină alimentată cu aburii produşi prin cu aburii produşi prin clocotirea unui lichid cu clocotirea unui lichid cu ajutorul radiaţiilor soarelui.ajutorul radiaţiilor soarelui.

15

Centralele electrice termo-solare folosesc mai multe Centralele electrice termo-solare folosesc mai multe metode pentru captarea razalor de soare:metode pentru captarea razalor de soare:

1. Sisteme cu receptor central1. Sisteme cu receptor central.. Aceste sisteme concentrează razele de soare spre Aceste sisteme concentrează razele de soare spre

un colector central cu ajutorul unor oglizi plasate un colector central cu ajutorul unor oglizi plasate radiar.radiar.

2. Sisteme cu albii2. Sisteme cu albii.. Albiile sunt lungii, formate din oglinzi curbate ce Albiile sunt lungii, formate din oglinzi curbate ce

concentrează razele soarelui pe nişte ţevi umplute concentrează razele soarelui pe nişte ţevi umplute cu un lichid. Acest lichid poate atinge temperaturi cu un lichid. Acest lichid poate atinge temperaturi foarte mari,de exemplu in centralele din Sudul foarte mari,de exemplu in centralele din Sudul Californiei poate ajunge până la 400 grade C.Californiei poate ajunge până la 400 grade C.

3. Sisteme cu parabolă3. Sisteme cu parabolă.. Folosesc o parabolă ce concentrează radiaţiile Folosesc o parabolă ce concentrează radiaţiile

solare spre un colector montat în punctul focal al solare spre un colector montat în punctul focal al acesteia.acesteia.

16

Apa caldă poate fi produsă la o scară mică pentru utilizări casinice Apa caldă poate fi produsă la o scară mică pentru utilizări casinice sau la o scară mare pentru alimentarea centralelor electrice sau la o scară mare pentru alimentarea centralelor electrice termo-solare. Aplicaţiile la scară mică folosesc în general colectori termo-solare. Aplicaţiile la scară mică folosesc în general colectori cu taler plat, în timp ce centralele electrice folosesc sisteme de cu taler plat, în timp ce centralele electrice folosesc sisteme de concentrare a radiaţiilor solare.concentrare a radiaţiilor solare.

1. Apa caldă pentru uz cansnic1. Apa caldă pentru uz cansnic Instalarea unui sistem ce foloseşte energia solară pentru încălzire Instalarea unui sistem ce foloseşte energia solară pentru încălzire

este economic şi poate satisface 60-80% din totalul necesar de este economic şi poate satisface 60-80% din totalul necesar de apă caldă. apă caldă.

SRCC sau Solar Rating & Certification Corporation este o SRCC sau Solar Rating & Certification Corporation este o organizatie non profit ce se ocupă cu asigurarea calităţii organizatie non profit ce se ocupă cu asigurarea calităţii sistemelor termo-solare casnice.sistemelor termo-solare casnice.

2.Încălzirea piscinei2.Încălzirea piscinei 3.Întrebuinţări comerciale şi casnice3.Întrebuinţări comerciale şi casnice 4.Centrale electrice termo-solare.4.Centrale electrice termo-solare. Folosind albii, parabole sau receptori centrali uzinele electrice Folosind albii, parabole sau receptori centrali uzinele electrice

termo-solare concentrează razele soarelui spre colectori care ating termo-solare concentrează razele soarelui spre colectori care ating temperaturi foarte mari(uneori până la 600 de grade C). Astăzi, temperaturi foarte mari(uneori până la 600 de grade C). Astăzi, există un număr mare de centrale comerciale active, altele mai există un număr mare de centrale comerciale active, altele mai mari urmând să fie construite. mari urmând să fie construite.

17

1.1.Spitalul St. Rose din San Antonio, Texas Spitalul St. Rose din San Antonio, Texas foloseşte un sistem termo-solar de încălzire foloseşte un sistem termo-solar de încălzire pentru 90% din totalul de apa caldă necesară. pentru 90% din totalul de apa caldă necesară. Sistemul are un bazin de 30000 de L şi un Sistemul are un bazin de 30000 de L şi un colector cu o suprafaţă de 5000 de metri pătraţi. colector cu o suprafaţă de 5000 de metri pătraţi. Acest mod de obţinere a apei calde ajută spitalul Acest mod de obţinere a apei calde ajută spitalul să economisească 17.000$ pe an.să economisească 17.000$ pe an.

2.2. Locatari acestui bloc din Locatari acestui bloc din Honolulu, Hawai au optat în anul Honolulu, Hawai au optat în anul 1984 pentru folosirea energiei 1984 pentru folosirea energiei termo-solare la încălzirea apei termo-solare la încălzirea apei datorită preţurilor mari ale datorită preţurilor mari ale petrolului. Sistemul foloseşte petrolului. Sistemul foloseşte aproximativ 50 de colectori cu aproximativ 50 de colectori cu taler plat de 48 metri pătraţi şi un taler plat de 48 metri pătraţi şi un bazin de 13500 l pentru asigurarea bazin de 13500 l pentru asigurarea a 70% din totalul necesar de apă a 70% din totalul necesar de apă caldă.caldă.

18

3.3. Această centrală Această centrală termo-solară foloseşte un termo-solară foloseşte un sistem cu receptor central sistem cu receptor central si are o putere de 10 MW. si are o putere de 10 MW.

4.4.În California de Sud În California de Sud (S.U.A.) există 9 centrale (S.U.A.) există 9 centrale cu sisteme de albii, cu sisteme de albii, numite şi SEGS(Solar numite şi SEGS(Solar Electric Generating Electric Generating Systems) ce genereaza în Systems) ce genereaza în total 354 de megawaţi. total 354 de megawaţi. Sistemele cu albii sunt Sistemele cu albii sunt cele mai fiabile şi cele mai fiabile şi economice sisteme economice sisteme termo-solare.termo-solare. 19

se obţine electricitate şi apă caldă în se obţine electricitate şi apă caldă în acelaşi timpacelaşi timp centralele pot fi centralele pot fi adaptate la aplicaţiile pentru care adaptate la aplicaţiile pentru care sunt folositesunt folosite

poluarea este foarte mică sau poluarea este foarte mică sau inexistentăinexistentă

construirea centralor termo-solare se construirea centralor termo-solare se face mult mai repede decât a face mult mai repede decât a centralelor conevenţionale centralelor conevenţionale

20

Pentru a creşte eficienţa sistemelor Pentru a creşte eficienţa sistemelor trebuie folosite materiale mai uşoare în trebuie folosite materiale mai uşoare în construcţia colectorilor termo-solari. construcţia colectorilor termo-solari. Oamenii de stiinţa ai Departamentului Oamenii de stiinţa ai Departamentului American de Energie au constatat că sarea American de Energie au constatat că sarea topită absoarbe şi stochează foarte topită absoarbe şi stochează foarte eficient căldura soalară. Deasemenea s-au eficient căldura soalară. Deasemenea s-au făcut experimente la Universiatea din făcut experimente la Universiatea din Chicago pentru dezvoltarea unui sistem de Chicago pentru dezvoltarea unui sistem de concentrare ce creşte intensitatea soarelui concentrare ce creşte intensitatea soarelui de 60.000 de ori. Guvernul american a de 60.000 de ori. Guvernul american a planificat în anii următori construirea unor planificat în anii următori construirea unor centrale de 100 MW ce folosesc sisteme centrale de 100 MW ce folosesc sisteme de colectare cu receptor central.de colectare cu receptor central.

21

IntroducereIntroducere Celulele fotovoltaice transformă Celulele fotovoltaice transformă

razele solare în electricitate. În razele solare în electricitate. În ultimii ani au apărut noi ultimii ani au apărut noi tehnologii de conversie tehnologii de conversie fotovoltaică cu o eficienţă mare şi fotovoltaică cu o eficienţă mare şi preţ redus. Panourile fotovoltaice preţ redus. Panourile fotovoltaice sunt în ziua de azi din ce în ce sunt în ziua de azi din ce în ce mai folosite, mai ales în zonele mai folosite, mai ales în zonele izolate, în care nu se poate izolate, în care nu se poate produce energie electrică prin produce energie electrică prin metode convenţionale. Sistemele metode convenţionale. Sistemele fotovoltaice sunt uşor de mânuit, fotovoltaice sunt uşor de mânuit, au nevoie rar de întreţinere şi nu au nevoie rar de întreţinere şi nu poluează mediul înconjurator. poluează mediul înconjurator.

22

TEORIETEORIE Celuele fotovoltaice(CF) folosesc Celuele fotovoltaice(CF) folosesc materiale materiale

semiconductoaresemiconductoare pentru a capta energia solară. Pentru a pentru a capta energia solară. Pentru a creşte cantitatea de radiiaţii ce alimentează panourile creşte cantitatea de radiiaţii ce alimentează panourile fotovoltaice se folosesc sisteme de concentrare şi căutare a fotovoltaice se folosesc sisteme de concentrare şi căutare a razelor solare.razelor solare.

Energia solară devine din ce în ce mai importantă. Energia solară devine din ce în ce mai importantă. Panourile solare utilizează celule fotovoltaice fabricate din Panourile solare utilizează celule fotovoltaice fabricate din tipuri speciale de materiale siliconice. tipuri speciale de materiale siliconice. Acestea transformă Acestea transformă lumina solară in electricitate.lumina solară in electricitate.

Energia solara este utilizată pentru generarea de căldură şi Energia solara este utilizată pentru generarea de căldură şi apă caldă. Tuburile de deasupra absorb căldura solară într-apă caldă. Tuburile de deasupra absorb căldura solară într-un mod foarte eficient şi transferă căldura în rezervorul de un mod foarte eficient şi transferă căldura în rezervorul de apă prin intermediul conductelor.apă prin intermediul conductelor.

  

23

Conversia fotovoltaicăConversia fotovoltaică

Acest capitol prezintă felul în care celulele Acest capitol prezintă felul în care celulele fotovoltaice captează radiaţiile solare şi le fotovoltaice captează radiaţiile solare şi le transformă în energie electrică. Se va explica transformă în energie electrică. Se va explica numai cazul în care celulele sunt fabricate din numai cazul în care celulele sunt fabricate din cristale de siliciu, deşi există şi cazuri în care cristale de siliciu, deşi există şi cazuri în care acestea sunt formate din alte materiale acestea sunt formate din alte materiale semiconductoare. Totuşi principiile de bază semiconductoare. Totuşi principiile de bază sunt aceleaşi.sunt aceleaşi.

24

Alcătuirea dispozitivelor fotovoltaiceAlcătuirea dispozitivelor fotovoltaice O celula solară conventională constă într-o O celula solară conventională constă într-o

napolitană de siliciu de o grosime de napolitană de siliciu de o grosime de aproximativ 0.5 mm. Celulele tipice au un aproximativ 0.5 mm. Celulele tipice au un diametru de 10 cm, produc 1 W de energie şi diametru de 10 cm, produc 1 W de energie şi sunt grupate în module de 12. Modulele sunt sunt grupate în module de 12. Modulele sunt la rândul lor grupate în panouri, care la rândul lor grupate în panouri, care formează dispozitive de captare a energiei formează dispozitive de captare a energiei solaresolare

Când un cristal pur de siliciu(A-B) este luminat de o rază de soare, unul sau mai mulţi electroni sunt îndepărtaţi de nucleu(C), în locul acestora formându-se "găuri". Aceste “găuri” sunt umplute ulterior cu alţi electroni, proces în urma căruia se degajă energie(D).

Modul de funcţionare a celulelor fotovoltaice

25

Randamentul Randamentul celulelor fotovoltaicecelulelor fotovoltaice

CF conventionale CF conventionale transformă între 5 si transformă între 5 si 15% din energia 15% din energia solară în energie solară în energie electrică. Unele celule electrică. Unele celule experimentale, experimentale, fabricate din materiale fabricate din materiale foarte scumpe, au o foarte scumpe, au o eficienţă aproape eficienţă aproape dublă dar numai în dublă dar numai în anumite condiţii de anumite condiţii de laborator.laborator.

1.CF 1.CF conventionaleconventionale

2.CF subţiri2.CF subţiri 3.CF sferice3.CF sferice 4.CF 4.CF

multijuncţionalemultijuncţionale 5.CF policristaline5.CF policristaline 6.CF fără siliciu6.CF fără siliciu

Tipuri de celule fotovoltaice

26

Tipuri de celule fotovoltaiceTipuri de celule fotovoltaice

1.1.Cele mai multe CF din ziua de azi sunt celule cu un Cele mai multe CF din ziua de azi sunt celule cu un singur cristal de siliciu. Celulele de siliciu sunt relativ singur cristal de siliciu. Celulele de siliciu sunt relativ ieftine, eficiente şi fiabile.ieftine, eficiente şi fiabile.

2.2. Sunt alcătuite tot din siliciu dar sunt fabricate printr-o Sunt alcătuite tot din siliciu dar sunt fabricate printr-o metodă avansată. CF subţiri folosesc mult mai puţin siliciu metodă avansată. CF subţiri folosesc mult mai puţin siliciu decât celulele convenţionale dar sunt mai puţin eficiente şi decât celulele convenţionale dar sunt mai puţin eficiente şi mai scumpe.mai scumpe.

3.3.Sunt fabricate cu ajutorul unei tehnologii noi dezvoltată Sunt fabricate cu ajutorul unei tehnologii noi dezvoltată de Texas Instruments Corporation. Celulele sferice de Texas Instruments Corporation. Celulele sferice funcţionează în acelaşi fel ca şi cele convenţionale dar funcţionează în acelaşi fel ca şi cele convenţionale dar diferă prin forma lor. Ele sunt formate din mai multe sfere diferă prin forma lor. Ele sunt formate din mai multe sfere de siliciu acoperite cu aluminiu pentru a asigura între ele de siliciu acoperite cu aluminiu pentru a asigura între ele un contact electric. Celulele sferice sunt uşor de fabricat, un contact electric. Celulele sferice sunt uşor de fabricat, sunt relativ ieftine şi nu necesită o puritate mare a sunt relativ ieftine şi nu necesită o puritate mare a siliciului.siliciului.

4.4.Multe metale pot fi transformate în semiconductoare şi Multe metale pot fi transformate în semiconductoare şi folosite în CF. Unele dintre ele sunt deja folosite în timp ce folosite în CF. Unele dintre ele sunt deja folosite în timp ce altele sunt în fază experimentală. altele sunt în fază experimentală. 27

Piaţa CF s-a dezvoltat rapid, astfel că, în ziua de azi, există Piaţa CF s-a dezvoltat rapid, astfel că, în ziua de azi, există foarte multe aplicaţii ale acestora. Cu cât preţurile vor scădea foarte multe aplicaţii ale acestora. Cu cât preţurile vor scădea

mai mult cu atât sistemele fotovoltaice se vor înmulţii.mai mult cu atât sistemele fotovoltaice se vor înmulţii.

1.Aplicaţii casnice Unele locuinţe folosesc sistemele fotovoltaice pentru a înlocui sau

suplimenta sursele de energie electrică convenţionale. Un sistem casnic independent este format din panouri solare(A), o baterie(B) care stochează energie pe timpul nopţii, şi un mecanism(C) ce permite aparatelor casnice

convenţionale să fie alimentate cu electricitate solară. Unele locuinţe folosesc aparate casnice speciale pentru energia electrică solară.

28

2.Alimentarea sistemelor izolate2.Alimentarea sistemelor izolate

Sistemele fotovoltaice alimentează la ora actuală, în toata Sistemele fotovoltaice alimentează la ora actuală, în toata lumea, mii de sisteme de comunicaţii izolate. Ele pot fi lumea, mii de sisteme de comunicaţii izolate. Ele pot fi reprezentate de sisteme radio, telefoane, sisteme de control şi reprezentate de sisteme radio, telefoane, sisteme de control şi multe altele.multe altele.

În fiecare an coroziunea metalelor aduce pagube de milioane În fiecare an coroziunea metalelor aduce pagube de milioane de dolari în toată lumea. Pentru a prevenii aceste coroziunii se de dolari în toată lumea. Pentru a prevenii aceste coroziunii se foloseşte protecţia catodică, adeseori alimentată de panouri foloseşte protecţia catodică, adeseori alimentată de panouri fotovoltaice. Cele mai multe sisteme de protecţie catodica au fotovoltaice. Cele mai multe sisteme de protecţie catodica au nevoie de mai puţin de 10 kW de energie electrică.nevoie de mai puţin de 10 kW de energie electrică.

Capacitatea bateriilor scade dacă acestea nu sunt folosite o Capacitatea bateriilor scade dacă acestea nu sunt folosite o perioadă mai lungă de timp. Pentru a prevenii această perioadă mai lungă de timp. Pentru a prevenii această problemă sistemele fotovoltaice pot furniza bateriilor un curent problemă sistemele fotovoltaice pot furniza bateriilor un curent mic şi constant.mic şi constant.

Sistemele de avertizare izolate pot fi deasemenea alimentate Sistemele de avertizare izolate pot fi deasemenea alimentate de electricitatea solară. de electricitatea solară.

În Statele Unite există peste 6000 de sisteme de iluminat În Statele Unite există peste 6000 de sisteme de iluminat alimentate cu panouri fotovoltaice. alimentate cu panouri fotovoltaice.

Pentru a menţine unele sisteme de irigaţii se foloseşte energia Pentru a menţine unele sisteme de irigaţii se foloseşte energia electrică solară obţinută cu ajutorul celulelor fotovoltaice.electrică solară obţinută cu ajutorul celulelor fotovoltaice. 29

Cazuri particulareCazuri particulare În Republica Dominicană s-a demarat un program În Republica Dominicană s-a demarat un program

de promovare a energiei electrice solare în mediul de promovare a energiei electrice solare în mediul rural. În urma acestui program, început în anul rural. În urma acestui program, început în anul 1985, s-au instalat peste 1000 de sisteme 1985, s-au instalat peste 1000 de sisteme fotovoltaice.fotovoltaice.

Panourile fotovoltaice pot oferi o sursă de energie Panourile fotovoltaice pot oferi o sursă de energie sigură şi pentru perioade scurte de timp, sau în sigură şi pentru perioade scurte de timp, sau în cazul în care este nevoie neapărată de cazul în care este nevoie neapărată de electricitate. Acesta a fost cazul în SUA, Florida, electricitate. Acesta a fost cazul în SUA, Florida, dupa ce uraganul “Andrew” a distrus aproape dupa ce uraganul “Andrew” a distrus aproape toate posibilităţiile de alimentare cu energie toate posibilităţiile de alimentare cu energie electrică.electrică.

O instalaţie fotovoltaică alimentează sistemul de O instalaţie fotovoltaică alimentează sistemul de comunicaţii de pe vârful Onyx în SUA,California. comunicaţii de pe vârful Onyx în SUA,California. Staţia se află la 3300 de metri altitudine, condiţiile Staţia se află la 3300 de metri altitudine, condiţiile meteo fiind adeseori foarte aspre cu vânturi ce meteo fiind adeseori foarte aspre cu vânturi ce ating o viteza de 200 km/h şi zăpezi ce depăşesc 2 ating o viteza de 200 km/h şi zăpezi ce depăşesc 2 metri. Înainte de instalarea sistemului de metri. Înainte de instalarea sistemului de alimentare solară, staţia folosea 3 generatoare alimentare solară, staţia folosea 3 generatoare diesel de 7.5 kW ce consumau 26500 L de diesel de 7.5 kW ce consumau 26500 L de combustibil anual.combustibil anual.

În Mali, Africa au fost instalate în jur de 100 de În Mali, Africa au fost instalate în jur de 100 de sisteme de extragere a apei alimentate sisteme de extragere a apei alimentate fotovoltaic. Acest proiect a ajutat foarte mult fotovoltaic. Acest proiect a ajutat foarte mult societăţiile sărace africane.societăţiile sărace africane.

30

În Europa, modul nostru de viaţă depinde de În Europa, modul nostru de viaţă depinde de combustibilii fosili. Aceştia s-au creat în milioane şi combustibilii fosili. Aceştia s-au creat în milioane şi milioane de ani dinmilioane de ani din resturi ale pădurilor preistorice.resturi ale pădurilor preistorice.

 Îngropaţi sub pământ, timpul şi presiunea au  Îngropaţi sub pământ, timpul şi presiunea au transformat copacii încet-încet în petrol, gaz şi cărbuni. transformat copacii încet-încet în petrol, gaz şi cărbuni. Oricum, omenirea a folosit deja mai mult de jumătate Oricum, omenirea a folosit deja mai mult de jumătate din aceşti combustibili şi în câteva zeci de ani aceştia din aceşti combustibili şi în câteva zeci de ani aceştia

vor fi epuizaţi pentru totdeauna. vor fi epuizaţi pentru totdeauna.  De aceea este vital ca Europa să dezvolte surse de  De aceea este vital ca Europa să dezvolte surse de

energie inepuizabile; energia soarelui, vântului, apei şi energie inepuizabile; energia soarelui, vântului, apei şi plantelor.plantelor.

31

Nimic nou despre Energia regenerabilă. Nimic nou despre Energia regenerabilă. De secole, clădirile au fost proiectate să De secole, clădirile au fost proiectate să captureze căldura soarelui. Lemnul a fost captureze căldura soarelui. Lemnul a fost

folosit pentru încălzire şi gătit. folosit pentru încălzire şi gătit. Energia eoliană a fost folosită pentru Energia eoliană a fost folosită pentru

măcinarea făinii şi pentru a transporta măcinarea făinii şi pentru a transporta mărfurile şi călătorii cu vapoarele în jurul mărfurile şi călătorii cu vapoarele în jurul

lumii.lumii.

32

Resursele energiei regenerabile nu s-au Resursele energiei regenerabile nu s-au modificat dar tehnologia cu siguranţă a modificat dar tehnologia cu siguranţă a evoluat. Turbinele eoliene moderne au evoluat. Turbinele eoliene moderne au devenit foarte eficiente şi generează devenit foarte eficiente şi generează

electricitate pentru mii de case în Europa, electricitate pentru mii de case în Europa, fără să producă emisii de carbon care fără să producă emisii de carbon care

cauzează cauzează încălzireaîncălzirea globalăglobală..   

33

Puterea apei reprezintă o sursă majoră de energie Puterea apei reprezintă o sursă majoră de energie în multe ţări europene, şi în special în Scandinavia.în multe ţări europene, şi în special în Scandinavia.

Barajele sunt utilizate Barajele sunt utilizate pentru a crea bazine de pentru a crea bazine de apă. Apa este accelerată în cădere prin jgheaburi şi apă. Apa este accelerată în cădere prin jgheaburi şi

direcţionată pentru a pune în mişcare turbinele direcţionată pentru a pune în mişcare turbinele care generează electricitate. Încă o dată, această care generează electricitate. Încă o dată, această

resursă este regenerabilă şi nu generează emisii de resursă este regenerabilă şi nu generează emisii de

carbon.carbon.

34

Centrala solara din Salamanca, Centrala solara din Salamanca, cea mai mare centrală de cea mai mare centrală de energie solară la nivel mondial, a energie solară la nivel mondial, a fost inaugurată, ieri, în Spania. fost inaugurată, ieri, în Spania. Ea se întinde pe o suprafaţă de Ea se întinde pe o suprafaţă de 36 de hectare şi a fost realizată 36 de hectare şi a fost realizată de compania spaniolă Avanzalia de compania spaniolă Avanzalia Solar, având o capacitate de 13,8 Solar, având o capacitate de 13,8 megawaţi, suficient pentru a megawaţi, suficient pentru a asigura necesarul a 5.000 de asigura necesarul a 5.000 de locuinţe.locuinţe.

Noul proiect depăşeşte recordul Noul proiect depăşeşte recordul anterior, deţinut de o centrală anterior, deţinut de o centrală din Germania cu o capacitate de din Germania cu o capacitate de 12 megawaţi. Planta Solar de 12 megawaţi. Planta Solar de Salamanca va genera economii Salamanca va genera economii de 27.930 de barili de petrol pe de 27.930 de barili de petrol pe an şi va contribui la reducerea an şi va contribui la reducerea emisiilor de dioxid de carbon. emisiilor de dioxid de carbon. Proiectul a fost dezvoltat Proiectul a fost dezvoltat împreună cu producătorul împreună cu producătorul japonez de module solare japonez de module solare Kyocera CorporationKyocera Corporation

35

Panouri termice solarePanouri termice solare

Energia solara reprezinta la nivel global cea mai eficienta metoda de

incalzire a locuintelor.Utilizarea energiei solare este o solutie de viitor,

nepoluanta, independenta de cresterea pretului

produselor petroliere, o solutie la indemana oricui, indiferent ca locuieste la

bloc sau la casa, o investitie

36

Sursele de energie solara au fost considerate, chiar Sursele de energie solara au fost considerate, chiar de ceva timp ca fiind cele mai bune, imediat de ceva timp ca fiind cele mai bune, imediat profitabile optiuni pentru majoritatea oamenilor de profitabile optiuni pentru majoritatea oamenilor de pe Pamant, prin asigurarea energiei pentru diferite pe Pamant, prin asigurarea energiei pentru diferite instalatii.instalatii.

Soarele este, de departe cea mai importanta sursa de Soarele este, de departe cea mai importanta sursa de energie pentru noi. El incalzeste atmosfera pamantului, energie pentru noi. El incalzeste atmosfera pamantului, vaporizeaza apa din oceane, directioneaza norii rezultati prin vaporizeaza apa din oceane, directioneaza norii rezultati prin curenti de aer, denumite si vanturi spre continente, acolo curenti de aer, denumite si vanturi spre continente, acolo unde isi dovedesc utilitatea determinand ploile si mentinand unde isi dovedesc utilitatea determinand ploile si mentinand debitele raurilor. Aceasta este o modalitate directa de a folosi debitele raurilor. Aceasta este o modalitate directa de a folosi aceasta energie si face parte din procesele fiziologice ce au aceasta energie si face parte din procesele fiziologice ce au loc pe pamant de milioane de ani. Insa Soarele poate face loc pe pamant de milioane de ani. Insa Soarele poate face “un pic” mai mult: ar putea sa asigure intreaga cantitate de “un pic” mai mult: ar putea sa asigure intreaga cantitate de energie de care a re nevoie o societate industriala moderna, energie de care a re nevoie o societate industriala moderna, la scara mondiala pentru un viitor indefinit; ceea ce nu poate la scara mondiala pentru un viitor indefinit; ceea ce nu poate face o sursa de energie obisnuita. Acestea s-ar putea face o sursa de energie obisnuita. Acestea s-ar putea intampla cu usurinta fara poluare sau batai de cap in privinta intampla cu usurinta fara poluare sau batai de cap in privinta resurselor naturale epuizabile. Multi oameni insa nu sunt resurselor naturale epuizabile. Multi oameni insa nu sunt convinsi de acest lucru ei avand parerea ca o astfel de convinsi de acest lucru ei avand parerea ca o astfel de investitie ar aduce pierderi si nu un profit negandit de mare.investitie ar aduce pierderi si nu un profit negandit de mare.

37

In anii 1970 oamenii de stiinta In anii 1970 oamenii de stiinta americani erau cuprinsi de un americani erau cuprinsi de un entuziasm puternic gandind ca entuziasm puternic gandind ca ar putea schimba vechea ar putea schimba vechea tehnologie cu aceasta noua, tehnologie cu aceasta noua, bazata pe energia asigurata de bazata pe energia asigurata de Soare. Aceasta s-a intamplat Soare. Aceasta s-a intamplat dupa primele esecuri in dupa primele esecuri in transportul si prelucrarea transportul si prelucrarea petrolului, care poluau foarte petrolului, care poluau foarte grav mediul. Astfel s-a ajuns la grav mediul. Astfel s-a ajuns la concluzia ca aceasta noua concluzia ca aceasta noua tehnologie ar trebui initializata tehnologie ar trebui initializata la viata de la sate, insa nu dupa la viata de la sate, insa nu dupa mult timp aceasta miscare cu mult timp aceasta miscare cu tot cu entuziasmul s-au risipit. tot cu entuziasmul s-au risipit. Motivele pentru aceasta si Motivele pentru aceasta si pentru absenta utlizarii in ziua pentru absenta utlizarii in ziua de astazi a energiei solare pe de astazi a energiei solare pe scara larga, nusunt nici scara larga, nusunt nici dificultati conceptuale nici dificultati conceptuale nici tehnologice. Exista insa tehnologice. Exista insa persoane cu mare influenta persoane cu mare influenta asupra a astfel de lucruir care asupra a astfel de lucruir care pur si simplu se tem de o pur si simplu se tem de o trecere completa la utilizarea trecere completa la utilizarea energiei solare.energiei solare. 38

O buna masura a suveranitatoii acestora este O buna masura a suveranitatoii acestora este aceea ca, chiar in ciuda importatntei capitale ale aceea ca, chiar in ciuda importatntei capitale ale acestui fapt pentru societatea moderna, acest acestui fapt pentru societatea moderna, acest concept de a valorifica anergia a fost complet concept de a valorifica anergia a fost complet eliminat din planurile Statelor Unite, mai ales din eliminat din planurile Statelor Unite, mai ales din perspectiva informarii opiniei publiceperspectiva informarii opiniei publice

(cu exceptia planelor militare care au in (cu exceptia planelor militare care au in perspectiva folosirea acestui nou tip, mai ales in perspectiva folosirea acestui nou tip, mai ales in cazul unei crize de petrol.) Daca s-ar fi inceput cu cazul unei crize de petrol.) Daca s-ar fi inceput cu folosirea energiei in limite restranse, astazi s-ar fi folosirea energiei in limite restranse, astazi s-ar fi ajuns la un procent semnificativ ocupat de folosirea ajuns la un procent semnificativ ocupat de folosirea energiei solare din anergia totala. Ideea principala energiei solare din anergia totala. Ideea principala era ca pentru directionarea energiei solare, lumina era ca pentru directionarea energiei solare, lumina soarelui trebuia sa fie concentrata. Aparate care soarelui trebuia sa fie concentrata. Aparate care puteau realiza acest lucru puteau fi facute la un puteau realiza acest lucru puteau fi facute la un pret mic, chiar intr-o productie mare, inca din anii pret mic, chiar intr-o productie mare, inca din anii 1970. Nu a fost sa fie asa.1970. Nu a fost sa fie asa.

39

Au fost si inca sunt probleme asociate cu progresul solar, unele reale Au fost si inca sunt probleme asociate cu progresul solar, unele reale altele scornite. Una dintre acestea ar fi ca soarele nu straluceste altele scornite. Una dintre acestea ar fi ca soarele nu straluceste intotdeauna nici macar in California, insa sunt destule solutii pentru a intotdeauna nici macar in California, insa sunt destule solutii pentru a remedia problema aceasta – aceasta face parte din problemele remedia problema aceasta – aceasta face parte din problemele serioase; una dintre cele inventate de unii sceptici, ar fi de exemplu serioase; una dintre cele inventate de unii sceptici, ar fi de exemplu prabusirea instalatiilor, aceasta determinand un pericol chiar mai prabusirea instalatiilor, aceasta determinand un pericol chiar mai mare decat fuziunea nucleara; insa ideea de periculozitate nu poate fi mare decat fuziunea nucleara; insa ideea de periculozitate nu poate fi contrazisa in totalitate.contrazisa in totalitate.

ToatToate acestea au fost mai intai amintite intr-o lucrare publicate la e acestea au fost mai intai amintite intr-o lucrare publicate la inceputul anului 1983 numita “Cea mai lunga oda a Soarelui”, in inceputul anului 1983 numita “Cea mai lunga oda a Soarelui”, in prima dintre cele trei volume- manuscrise, din care numai putine parti prima dintre cele trei volume- manuscrise, din care numai putine parti pot fi incluse aici.pot fi incluse aici.

Unele aspecte ale energiei solare constituie o problema pentru unii si Unele aspecte ale energiei solare constituie o problema pentru unii si chiar o oportunitate pentru altii. Pentru simplul fapt ca soarele chiar o oportunitate pentru altii. Pentru simplul fapt ca soarele straluceste deasupra fiecarui acoperis, acesta poate fi un exemplu de straluceste deasupra fiecarui acoperis, acesta poate fi un exemplu de avantaj pentru oamenii de rand si pentru folosirea enrgiei solare la avantaj pentru oamenii de rand si pentru folosirea enrgiei solare la nivel individual nu numai in marile companii dotate cu echipamente nivel individual nu numai in marile companii dotate cu echipamente speciale de captre si prelucrare a razelor solare, echipamente ce ar fi speciale de captre si prelucrare a razelor solare, echipamente ce ar fi etalate pe suprafete mari de teren. Avantejele sunt multiple: un profit etalate pe suprafete mari de teren. Avantejele sunt multiple: un profit crescut considerabil, o stare de sanatate mai buna a oamenilor crescut considerabil, o stare de sanatate mai buna a oamenilor determinata de lipsa poluarii, sau daca nu, macar de diminuarea ei.determinata de lipsa poluarii, sau daca nu, macar de diminuarea ei.

FolFoloossiirea acestei energii se poate incepe prin atingerea unor scopuri rea acestei energii se poate incepe prin atingerea unor scopuri simple, apoi la trecerea la obiectiva mai avansate.simple, apoi la trecerea la obiectiva mai avansate.

Productia ieftina a lentilelor de concentrare, si folosirea lor sub Productia ieftina a lentilelor de concentrare, si folosirea lor sub acoperisuri de sticla constituie miezul primelor incercari. Exista pasaje acoperisuri de sticla constituie miezul primelor incercari. Exista pasaje din diferite lucrari publicate in anii 1977-1980, care descriu avantajele din diferite lucrari publicate in anii 1977-1980, care descriu avantajele principale ale folosirii lentilelor sub paravane de sticla, sau a lentilelor principale ale folosirii lentilelor sub paravane de sticla, sau a lentilelor cu forma de diamant.cu forma de diamant. 40

Energia utila care poate fi Energia utila care poate fi obtinuta cu un captator obtinuta cu un captator solar depinde de mai multi solar depinde de mai multi factori, dintre care esentiali factori, dintre care esentiali sunt:sunt:- energia solara totala - energia solara totala disponibila in zona de disponibila in zona de amplasare a panourilor;amplasare a panourilor;- tipul si constructia - tipul si constructia panoului solar;panoului solar;- unghiul de inclinare a - unghiul de inclinare a panoului fata de orizontala;panoului fata de orizontala;- orientarea planului - orientarea planului panoului fata de directia panoului fata de directia Sud (unghiul azimutal);Sud (unghiul azimutal);- dimensionarea - dimensionarea componentelor instalatiei componentelor instalatiei solare.solare. Fini

ş

Energia Solară...Energia Solară...StartStart IntroducereaIntroducerea -Cum produce Soarele energia-Cum produce Soarele energia (pag.2)(pag.2) -Reac-Reacţţia de fuziuneia de fuziune (pag.3)(pag.3) -Cum este transportata energia pe P-Cum este transportata energia pe Pămîămîntnt (pag.4)(pag.4) --Cantitatea de radiaţii ce ajung pe Pămănt Cantitatea de radiaţii ce ajung pe Pămănt (pag.5)(pag.5) -Variaţia sezonieră -Variaţia sezonieră (pag.6)(pag.6) Energia termo-solarăEnergia termo-solară -Introducere -Introducere (pag.7) (pag.7) -Istoria energiei termo-solare -Istoria energiei termo-solare (pag.8-10)(pag.8-10) -Teorie -Teorie (pag.11-13)(pag.11-13) Sisteme termo-solareSisteme termo-solare -Transformarea en. termo-solare in energie electrică -Transformarea en. termo-solare in energie electrică (pag.15)(pag.15) -Sisteme de captare a en. termo-solare -Sisteme de captare a en. termo-solare (pag.16)(pag.16) Aplicaţii Aplicaţii (pag.17)(pag.17) Cazuri particulare Cazuri particulare (pag.18-19)(pag.18-19) Avantajele energiei solare Avantajele energiei solare (pag.20)(pag.20) Viitorul energiei solare Viitorul energiei solare (pag.21) Celulele fotovoltaiceCelulele fotovoltaice -Introducere -Introducere (pag.22)(pag.22) -Teorie -Teorie (pag.23-27)(pag.23-27) Aplicaţiile CFAplicaţiile CF Cazuri particulare Cazuri particulare (pag.30)(pag.30) O resursă in creştere O resursă in creştere (pag.31-34)(pag.31-34) Cea mai mare centrală de energie solară Cea mai mare centrală de energie solară (pag.35)(pag.35) Panouri termice solare Panouri termice solare (pag.36)(pag.36) Energia solară in prezent şi in trecut Energia solară in prezent şi in trecut (37-40)(37-40) Ştiai că...Ştiai că...FinisFinis. . CUPRINSCUPRINS