Energie regenerabila

download Energie regenerabila

of 17

Transcript of Energie regenerabila

UNIVERSITATEA TEHNIC GHEORGHE ASACHIdin IAI INSTALATII

FACULTATEA CONSTRUCTII SI

ENERGIA REGENERABILENERGIA SOLAR

Masterand: BUZATU CONSTANTIN

IC, ANUL I

CUPRINS:

I.INTRODUCERE.............................................................................3 II. ARGUMENTARE........................................................................4De ce energie solara?.............................................................................................4 De ce nu energie solara?.......................................................................................4 Este energia solara o alternativa sau nu?...............................................................5

III.PARTEA TEORETICA..............................................................51.Centralele solare termice.....................................................................................5 2.Centrale solare termice cu concentrarea radiaiei solare directe........................6 3.Centrale solare cu cmpuri de colectoare...........................................................6 4.Centrale solare cu jgheaburi parabolice..............................................................7 5.Centrale cu turn solar ........................................................................................7 6.Centrale cu oglinzi parabolice............................................................................8 7.Centrale solare termice fr concentrarea radiaiei solare.................................9 8.Centrale solare pe baz de panouri solare fotovoltaice....................................10 9.Odiseea gasirii unor noi forme de energie nepoluanta:....................................11 10.Centrale solare in Romania:............................................................................13

IV.CONCLUZII:.............................................................................16 V.BIBLIOGRAFIE:........................................................................17

2

Energia Solara

I.INTRODUCERE

Soarele este o sursa imensa de energie. Aceasta ajunge pe Terra sub forma de radiatii solare, radiatii care pot fi captate si transformate in alte forme de energie: electrica, mecanica sau termica. Astfel, energia solara isi poate gasi utlizarea in domenii diverse, de la agricultura pana la cercetare. Primele incercari de folosire ale energiei solare dateaza inca din secolul trecut. In prezent, aceasta este intalnita in foarte multe medii. Principalele moduri de utilizare a sa sunt insa urmatoarele:

producerea de energie termica: incalzirea apei, incalzirea locuintelor sau a serelor, etc producerea de energie electrica prin intermediul celulei fotovoltaice. Aceasta este rolul unei lungi evolutii, de la alimentarea calculatoarelor de buzunar pana la centralele solare, ce pot alimenta cartiere intregi de locuinte

Acestea nu se opresc insa aici, marturie fiind zecile de dispozitive solare aflate pe piata, de la ceasuri de mana pana la sateliti.

3

II. ARGUMENTARE

De ce energie solara? Pentru ca este disponibila in cantitati imense, este inepuizabila (cel putin pentru cateva miliarde de ani) si este ecologica. Captarea energiei solare nu este poluanta si nu are efecte nocive asupra atmosferei, iar in conditiile in care degradarea Terrei atinge un nivel din ce in ce mai ridicat, aceasta problema incepe sa fie luata in seama de tot mai multi oameni. Si acest lucru se vede. In cazul producerii de energie electrica prin intermediul panourilor fotovoltaice, procentul energiei solare din totalul energiei produse pe glob a crescut de la 0,04% in 2004 la peste 0.3% si se estimeaza ca va depasi 0,4% pana la finalul lui 2010. In continuare este un procent minuscul, dar este de apreciat faptul ca omenirii a inceput sa ii pese. Iar pe masura ce tehnologia se va dezvolta, energia solara va fi utlizata din ce in ce mai mult. De ce nu energie solara? Raspandirea foarte limitata a utlizarii tehnologiei solare are foarte multe cauze. In primul rand, tehnologia de captarea a razelor solare este inca la inceput si costisitoare. Pretul producerii unui WATT in4

prezent, prin intermediul celulelor fotovoltaice, este de 6-7 ori mai mare decat cel al producerii sale in termocentrale. De aceea investitia initiala intr-un sistem de producere a energiei prin captarea razelor solare este mare, chiar daca amortizarea se produce in timp, sistemele fiind in general foarte fiabile si putand functiona 10-25 de ani fara mari costuri de intretinere. In plus, panourile solare au un randament foarte scazut daca raportam cantitatea de energie produsa la dimensiunea lor: pentru acoperirea necesitatilor unei locuinte fiind necesare panouri de cateva zeci de metri patrati. Dar si acest lucru se va schimba pe masura ce tehnologia evolueaza.

Cel mai mare dezavantaj este insa acela ca energia solara este dependenta de razele soarelui, cu alte cuvinte de cantitatea de radiatii solare care ajung pe Pamant. Iar aceasta este variabila, in functie de ora, de perioada a anului, de conditiile atmosferice, etc. Si nu in ultimul rand, randamentul sistemelor solare depinde in mare masura de unghiul sub care cade raza de soare pe panoul solar, asadar de pozitia pe glob. O harta a potentialului solar in Europa poate fi vazuta mai jos. Este energia solara o alternativa sau nu? Cu singuranta este. Dar acesta este cuvantul potrivit momentan: o alternativa. La fel ca energia eoliana sau marina. Pentru ca in conditiile actuale, necesarul energetic al Terrei are nevoie de existenta centralelor pe baza de carbune sau nucleare. Dar in viitor, acest fapt se va schimba cu singuranta. III.PARTEA TEORETICA 1.Centralele solare termice Centralele solare termice, n funcie de modul de construcie pot atinge randamente mai mari la costuri de investiii mai reduse dect instalaiile pe baz de panouri solare fotovoltaice, necesit n schimb cheltuieli de ntreinere mai mari i sunt realizabile doar pentru puteri instalate depind un anumit prag minim. Totodatat sunt

5

exploatabile economic doar n zone cu foarte multe zile nsorite pe an. Pentru utilizarea energiei coninute n radiaia solar n scopul producerii de energie electric s-au conceput mai multe metode. Tehnologiiile rezultate se impart n dou mari grupe n funcie de utilizarea energiei radiaiei concentrate ntr-un spaiu restrns, sau utilizare fr concentrare.

2.Centrale solare termice cu concentrarea radiaiei solare directe.

Ilustraie ce prezint prin mrimea ptratelor roii suprafaa deertic ce ar fi suficient pentru acoperirea necesarului de energie: Global, a Europei, a Germaniei

3.Centrale solare cu cmpuri de colectoare Cmpul de colectoare ale centralei este compus din mai multe jgheburi parabolice sau colectoare Fresnel legate n paralel i

6

numite concentratoare liniare. Construirea de cmpuri de colectoare paraboloide este deasemenea posibil, dar vizavi de concentratoarele liniare sunt foarte costisitoare. n ceea ce privete instalaiile cu jgheburi parabolice acestea sunt deja n exploatare comercial. 4.Centrale solare cu jgheaburi parabolice

Colectoarele cu jgheaburi parabolice la Kramer Junction in California Colectoarele cu jgheaburi parabolice sunt constituite din oglinzi lungi curbate transversal pe un profil de parabol concentrnd fluxul radiaiei solare pe un tub absorbant situat n linia focal. Lungimea acestui tip de colectoare este cuprins n funcie de tip ntre 20 i 150m. Tubul absorbant este constituit dintr-o eav de metal acoperit n exterior cu un strat absorbant i prin care curge agentul termic i care este n interiorul unui alt tub, de ast dat de sticl de borosilicat rezistent la aciuni mecanice i chimice fiind acoperit de un strat antireflectorizant. ntre cele dou tuburi este creat vid pentru a reduce pierderile prin convecie. Energia radiaiei solare este transformat n energie caloric i cedat agentului termic. Oglinzile parabolice sunt aezate de regul n rnduri una dup alta pe direcia N-S. 5.Centrale cu turn solar

Cuptorul solar de la Odeillo

7

Turnul de la Solar Two Centrala pilot Solar Two

Oglinzi(heliostat) de la Solar Two

n cazul centralelor cu turn solar este vorba de obicei de centrale pe baz de aburi generai cu ajutorul energiei solare. Focarul (camera de combustie) nclzit pn acum cu pcur, gaz natural sau crbune, este nlocuit de un focar solar aezat n vrful unui turn. Radiaia solar, a sute, chiar mii de oglinzi cu orientare automat dup poziia soarelui este reflectat ctre o suprafa absorbant central numit receiver. Datorit puternicei concentrri de radiaie, n turn apar temperaturi de ordinul a mii de grade.

6.Centrale cu oglinzi parabolice

8

Oglinzile parabolice sunt construite cu dou grade de libertate putnd urmri poziia soarelui pe cer. Ele sunt montate pe un stativ i concentreaz razele solare ntr-un punct focal propriu fiecrei oglinzi unde este montat un receptor de energie termic. Acest mod de construcie este foarte compact. Oglinzile sunt fabricate cu un diametru cuprins ntre 3 i 25m rezulnd o putere instalat de pn la 50kW pe modul. La instalaiile de acest tip receptorul este conectat la un motor Stirling care transform energia termic direct n emergie mecanic putnd aciona un generator electric. O soluie mai rar o constituie parcurile(fermele) de oglinzi parabolice. n punctual focal comun tuturor oglinzilor se afl o suprafa absorbant cu ajutorul creia este nclzit un agent termic utilizat n continuare pentru generare de aburi. Conectarea n grup a mai multor oglinzi parabolice constituie o abordare mai puin economic dect centralele cu jgheaburi parabolice sau cele cu turn solar.

7.Centrale solare termice fr concentrarea radiaiei solare Aceste centrale solare nu dispun de refletoare orientate, utiliznd totui ntreaga energie coninut n radiaia solar att cea direct ct i cea difuz.

9

La centralele cu iaz solar rolul colectorului i stratului absorbant este preluat de straturile de ap srat cu diferite concentraii pe cnd la centralele termice solare acest rol revine unui acoperi de mari dimensiuni ce produce un efect de ser.

8.Centrale solare pe baz de panouri solare fotovoltaice

Central solar n Atzenhof

Central solar n Gttelborn Centralele de producere a energiei electrice pe baz de panouri solare fotovoltaice ctig teren Centrala solar din Quierschied suburbia oraului Gttelborn /Germania construit pe o suprafa de 165000 mp n 2004/2005 produce 7,4 MW energie electric utiliznd panouri solare.

10

9.Odiseea gasirii unor noi forme de energie nepoluanta: continua prin achizitionarea unei ferme de oi, cu o suprafata de 101 mii de hectare, situata adanc in teritoriul australian, informeaza siteul WiredNews.com. Imensul proiect pentru energie alternativa nu se bazeaza insa pe ingrasaminte naturale, asa cum ar putea parea la prima vedere, ci pe uzina termala numita Solar Tower, inalta deun kilometru. Anuntat de cativa ani, Solar Tower e unul din cele mai abitioase proiecte de energie alternativa din istorie. Uzina urmeaza sa produca la fel de multa energie ca un mic reactor nuclear, dar fara pericolele acestuia. Inaltimea acesteia va fi dubla fata de cea mai inalta cladire de pe Pamant, CN Tower din Canada. Solar Tower este goala pe dinauntru, ca un horn. La baza sa se afla un sistem de captare a energiei solare o portiune circulara, transparenta, ce masoara in jur de 10 mii de hectare suprafata. Aerul de sub sistem se incalzeste datorita luminii solare si se ridica prin convectie, in cladirea sub forma de horn. Aici, in timpul ascensiunii, aerul accelereaza pana la viteza de 55 km/h, punand in functiune 32 de turbine, care genereaza energie electrica in mod similar cu un sistem de mori de vant.

Dar Solar Tower are un avantaj mare fata de morile de vant sau de generatorii solari: poate functiona fara vant, si timp de 24 de ore pe zi. Datorita multimii de celule solare, aerul se incalzeste in timpul zilei, permitandu-i sa functioneze incontinuu si in absenta soarelui. Desi initial s-a anuntat ca uzina va fi pusa in functiune anul acesta, totusi constructiile nu vor incepe mai repede de 2006, a declarat Roger Davey, presedinte al EnviroMission Limited, din Melbourne, Australia, compania care se ocupa de acest proiect.

11

Cumpararea fermei, situata in apropiere de Mildura, Victoria, a costat 1 milion de dolari, si este un foarte mare pas in cadrul proiectului, a spus Davey. Pana acum, cea mai mare piedica in cadrul proiectului sunt costurile, care variaza intre 500-750 milioane de dolari. Davey nu a dezvaluit pretul total al proiectului, dar a compania sa va folosi unele inovatii ingineresti care reduc costurile si maresc eficienta. Momentul ales pentru dezvoltarea proiectului e foarte bun. In timp ce pretul petrolului trece de 50 de dolari pe baril, multe tari cauta metode ieftine de producere a energiei, si in acelasi timp metode pentru a reduce emisiile de gaze cu efect de sera. E momentul potrivit, a fost de parere Davey. Lumea cauta o imensa sursa de energie regenerabila. Estimarile arata ca Solar Tower va genera 200 de megawatti, destul pentru ca sa alimenteze cu energie electrica 200 de mii de locuinte, iar in acelasi timp ar reduce emisiile de gaze cu efect de sera, cu 830 de mii de tone anual. Hornurile (turnurile) solare au devenit un domeniu aparte, in atentia cercetarilor, considera S.A. Sherif, profesor de mecanica si inginerie aerospatiala la Universitatea din Florida. Sherif a scris cateva lucrari pe tema acestei noi tehnologii la inceputul anilor 90 si este editorul tehnic al jurnalului stiintific Solar Energy (Energie Solara). Desi costisitoare, turnurile solare creeaza energie gratuit, spune Sherif. In plus, s-a dovedit ca aceasta tehnologie alternativa functioneaza: un turn solar, inalt de aproximativ 300 de metri, a fost construit in Spania in 1981 de catre inginerul german Schlaich Bergermann si partenerul sau. Producand 50 de kilowatti, acesta a functionat timp de sapte ani. Dar cum pretul petrolului era doar 15 dolari pe baril la mijlocul anilor 80, nu au existat motive pentru a se construi unul mai inalt. Iar cand e vorba de astfel de constructii, marimea conteaza. Cu cat e mai inalt turnul, cu atat creste eficienta, a spus Sherif.

12

In ciuda optimismului generat de proiectul Australian Solar Tower, investitorii particulari ar putea fi descurajati de faptul ca e nevoie de 10 ani sau mai mult pana cand ar recupera investitia initiala. Proiectul are nevoie de finantare din partea guvernului pentru a fi dus la bun sfarsit, a adaugat Sherif. Acelasi lucru a fost valabil si pentru energia nucleara, o tehnologie mult mai complexa su mai periculoasa. Si totusi, guvernul american a investit sume imense in energia rezultata din puterea atomului. Dar aceasta nu a fost o investitie foarte bine cantarita, considera Sherif. Energia creata de uzinele nucleare e inca foarte scumpa, si mai exista problema deseurilor. Si, in timp ce exista un interes innoit in energia nucleara, resursele mondiale de uraniu sunt limitate in timp ce energia solara nu, a continuat el. EvinroMission a semnat un contract cu o companie din China, care va construi cateva astfel de turnuri solare in aceasta tara, a spus Davey. China va avea mare nevoie de energie in viitor si doreste sa apeleze si la energia regenerabila. Alte zone, precum sudul Asiei, Orientul Mijlociu sau sud-vestul Statelor Unite, primesc destula radiatie de la Soare pentru a fi construi turnuri solare, a incheiat oficialul.

10.Centrale solare in Romania: In Romania centralele solare sunt inca o afacere de subzistenta Aproximativ 2.000 de companii au facut cerere pentru finantarea unor investitii in energii regenerabile. Majoritatea acestora sunt pentru echipamente care duc la scaderea facturii la caldura. Pentru productia de energie termica din surse13

solare in scopuri comerciale, investitiile in Romania sunt ca si inexistente. La Autoritatea Fondului pentru Mediu s-au primit aproape 2.000 de dosare de la companii care solicita finantare cu pana la 50% din investitie pentru achizitia si montarea unor instalatii care produc energie regenerabila. Suma totala pe care firmele o pot primi de la stat pentru fiecare echipament este de aproape 70.000 de euro. Scopul investitiilor este acela de a reduce cheltuielile cu energia termica pentru ca majoritatea solicitarilor au fost facute pentru panouri solare. Pe data de 21 decembrie, Autoritatea va anunta firmele valide care au dreptul sa monteze respectivele instalatii. Potentialul solar al Romaniei este superior celui din Germania si Austria, insa diferenta dintre investitiile realizate in aceste state si cele de la noi sunt enorme. Producatori ca si inexistenti Pentru productia de energie termica in scopuri comerciale este nevoie, in schimb, de investitii mult mai mari. Deocamdata, in Romania, doar compania Rominterm Mangalia a mizat pe energia solara, investind aproape un milion de dolari intr-o centrala care functioneaza in combinatie cu centrala electrica conventionala. Prin aceasta investitie, s-a asigurat 70% din necesarul anual de energie termica pentru prepararea apei calde menajere si 10% pentru necesarul de caldura. Costurile cu achizitia de combustibili au scazut la Rominterm cu aproape 12%. Perioada de recuperare a investitiei este de aproape cinci ani. Pana in 2010 Rominterm va investi alte doua milioane de euro pentru montarea a 600 de panouri solare prin care se va completa furnizarea de apa calda si agentul termic in Mangalia. Oficialii companiei sustin ca impactul investitiei se va concretiza intr-o reducere cu cel putin 5% a preturilor actuale. Avantajele investitiei Toti cei care investesc in productia de energie solara beneficiaza incepand cu 1 ianuarie 2008 de trei certificate verzi pentru 1 MWh livrat in sistemul energetic national. Practic, pentru aceeasi cantitate de curent produs din surse solare, o companie incaseaza de trei ori mai multi bani decat una care produce in sistem conventional. Zonele optime pentru instalarea unor centrale solare sunt Dobrogea si

14

Campia de Sud, potrivit hartilor intocmite de Ministerul Mediului. Producatorii de energie electrica din surse regenerabile de energie care beneficiaza de aceasta schema de sustinere participa in mod distinct atat la piata de energie electrica, prin vanzarea energiei electrice produse, la pretul pietei, cat si la piata certificatelor verzi, prin vanzarea certificatelor verzi primite, se arata intr-un comunicat al Guvernului. Noi - cu vantul, bulgarii - cu soarele In Romania, majoritatea investitiilor in energiile alternative sunt in fermele eoliene. Bulgarii, in schimb, mizeaza pe puterea soarelui. Langa Sofia este in curs de finalizare cea mai mare centrala de energie solara din Europa de Est. Aceasta se intinde pe patru hectare si jumatate si va contine 13.000 de panouri cu o putere de 1.250 MWh/an. Valoarea investitiei a fost de patru milioane de euro. Spre comparatie, la Mangalia, in 2010, vor fi aproape 1.150 de panouri solare intinse pe o suprafa-ta de 1.400 metri patrati. Curent gratis Potentialul energetic solar poate fi utilizat pentru producerea de energie electrica prin panourile fotovoltaice. In Romania, investitiile in aceste sisteme au fost facute in special in gospodarii din Muntii Apuseni, Dobrogea si Delta Dunarii, precum si in statii de radiotelecomunicatii si instalatii de pompare a apei.

15

IV.CONCLUZII:

Energia solar are un potenial extraordinar de la panourile fotovoltaice care nmagazineaz energie n baterii pentru uz privat, la centralele electrice solare imense terestre i maritime. Radiaia solar care lovete suprafaa Pmntului n fiecare an, este de 10.000 de ori mai mare dect consumul mondial de energie actual. Noi tehnologii apar constant pentru a valorifica acest potenial. Iata cateva argumente: -E in totalitate gratuita; -E o sursa de energie nepoluanta; -Teoretic, este inepuizabila; -Ofera un confort deosebit. O buna dimesionare a sistemului de panouri solare ne ajuta sa obtinem apa calda(40-85 grade Celsius) pe tot parcursul anului; -Soarele nu emite nicio factura pentru energia pe care ofera Energia solara se refera la o sursa de energie regenerabila care este direct produsa prin lumina si radiatia solara. Aceasta poate fi folosita sa:

genereze electricitate prin celule solare (fotovoltaice) genereze electricitate prin centrale electrice termale genereze electricitate prin turnuri solare16

incalzeasca apa si sa asigure un aport termic la incalzirea locuintei pe timp de iarna incalzeasca blocuri, direct incalzeasca blocuri, prin cuptoare solare

V.BIBLIOGRAFIE:

www.wikipedia.orghttp://www.google.ro/imghp?hl=ro&tab=wi http://www.proiectulvenus.ro/ http://www.ghidelectric.ro http://www.centralesolare.ro

17