Surse de energie regenerabile

Energii regenerabile sunt considerate n practic, energiile care provin din surse care fie c regenereaz de la sine n scurt timp, fie sunt surse practic inepuizabile. Termenul de energie regenerabil se refer la forme de energie produse prin transferul energetic al energiei rezultate din procese naturale regenerabile. Astfel, energia luminii solare, a vnturilor, a apelor curgtoare, a proceselor biologice i a cldurii geotermale pot fi captate de ctre oameni utiliznd diferite procedee. Sursele de energie ne-rennoibile includ energia nuclear precum i energia generat prin arderea combustibililor fosili, aa cum ar fi ieiul, crbunele i gazele naturale. Aceste resurse sunt, n chip evident, limitate la existena zcmintelor respective i sunt considerate n general (a se vedea teoriaacademicianului romn Ludovic Mrazec de formare anorganic a ieiului i a gazelor naturale) ne-regenerabile. Dintre sursele regenerabile de energie fac parte: energia eolian, uzual exprimat - energie de vnt energia solar energia apei energia hidraulic, energia apelor curgtoare energia mareelor, energia flux/refluxului mrilor i oceanelor energie potenial osmotic

energia geotermic, energie ctigat din cldura de adncime a Pmntului energie de biomas: biodiesel, bioetanol, biogaz

Toate aceste forme de energie sunt, n mod tehnic, valorificabile putnd servi la generarea curentului electric, producerea de ap calde, etc. Actualmente ele sunt n mod inegal valorificate, dar exist o tendin cert i concret care arat c se investete insistent n aceast, relativ nou, ramur energetic.

Energie solarPentru detalii, vezi: Energie solar.

Panouri solare

Conceptul de "energie solar" se refer la energia care este direct produs prin transferul energiei luminoase radiat de Soare. Aceasta poate fi folosit ca s genereze energie electric sau s nclzeasc aerul din interiorul unor cldiri. Dei energia solar este rennoibil i uor de produs,

problema principal este c soarele nu ofer energie constant n nici un loc de pe Pmnt. n plus, datorit rotaiei Pmntului n jurul axei sale, i deci a alternanei zi-noapte, lumina solar nu poate fi folosit la generarea electricitii dect pentru un timp limitat n fiecare zi. O alt limitare a folosirii acestui tip de energie o reprezint existena zilelor noroase, cnd potenialul de captare al energiei solare scade sensibil datorit ecranrii Soarelui, limitnd aplicaiile acestei forme de energie rennoibil. Nu exist nici un dezavantaj deoarece instalaiile solare aduc beneficii din toate punctele de vedere. Panourile solare produc energie electric 9h/zi (calculul se face pe minim; iarna ziua are 9 ore) Ziua timp de 9 ore aceste panouri solare produc energie electric i n acelai timp nmagazineaz energie n baterii pentru a fi folosit noaptea. Instalaiile solare sunt de 2 tipuri: termice i fotovoltaice. Cele fotovoltaice produc energie electric gratis. Cele termice ajut la economisirea gazului n proporie de 75% pe an. O cas care are la dispoziie ambele instalaii solare (cu panouri fotovoltaice i termice n vid) este considerat "FARA FACTURI" deoarece energia acumulat ziua n baterii este trimis n reea). Instalaiile solare funcioneaz chiar i atunci cnd cerul este nnorat. De asemenea sunt rezistente la grindin (n cazul celor mai bune panouri). ]Energia

regenerabil n lume

Investiiile globale anuale n energia regenerabil au crescut n ultimii ani de la 39 de miliarde de dolari n 2005 la 55 de miliarde de dolari n 2006. Pentru anul 2007 investiiile vor atinge un nivel de 100 [1] miliarde dolari. Directiva european din anul 2005, cunoscut sub sintagma 20/20/20 stabilete c pn n 2020, UE trebuie s-i reduc cu 20% emisiile de noxe i s produc 20% din totalul energiei din surse [2] regenerabile . De asemenea statele Uniunii Europene trebuie s amestece treptat combustibilul tradiional utilizat n transport cu biocombustibil, astfel nct, pn n 2010, biodieselul s reprezinte 5,75% din motorina de [3] pe pia, urmnd ca, n 2020, ponderea s creasc la 20%.

Celul solarDe la Wikipedia, enciclopedia liber

O celul solar tipic

O celul solar const din dou sau mai multe straturi de material semiconductor, cel mai ntlnit fiind siliciul. Aceste straturi au o grosime cuprins ntre 0,001 i 0,2 mm i sunt dopate cu anumite elemente chimice pentru a forma jonciuni p i n. Aceast structur e similar cu a unei diode. Cnd stratul de siliciu este expus la lumin se va produce o agitaie a electronilor din material i va fi generat un curent electric. Celulele, numite i celule fotovoltaice, au de obicei o suprafa foarte mic i curentul generat de o singur celul este mic dar combinaii serie, paralel ale acestor celule pot produce cureni suficient de mari pentru a putea fi utilizai n practic. Pentru aceasta, celulele sunt ncapsulate n panouri care le ofer rezisten mecanic i la intemperii.

Celule fotovoltaice policristaline ntr-un modul solar.

Panou solar

Cuprins[ascunde]

1 Clasificare

o o o o

1.1 Materiale 1.2 Rezervele de materia prim 1.3 Moduri de construcie 1.4 Principiu de funcionare

2 Celule solare pe baz de siliciu

o

2.1 Fabricaia avnd la baz blocuri sau bare de siliciu

o

2.1.1 Procedeul de turnare 2.1.2 Procedeul Bridgman 2.1.3 Procedeul Czochralski 2.1.4 Procedeul de topire zonal 2.1.5 Fabricare de waferi (discuri/plci subiri de siliciu) 2.1.6 Prelucrarea plcilor de siliciu

2.2 Fabricarea plcilor semiconductoare n mod direct

o

2.2.1 Procedeul EFG 2.2.2 Procedeul String-Ribbon 2.2.3 Procedeul cu transfer de strat

2.3 Celule din siliciu murdar

3 Alte tipuri de celule solare

o o o o o

3.1 Celule solare cu strat subire 3.2 Celule cu concentrator 3.3 Celule solare electrochimice pe baz de pigmeni 3.4 Celule solare din compui organici 3.5 Celule bazate pe fluorescen

4 Istoric 5 Forme i mrimi 6 mbtrnirea

o o

6.1 Celule solare cristaline 6.2 Celule solare amorfe

7 Caracteristici tehnice

o

7.1 Scheme de conectare

7.1.1 Schem echivalent simplificat 7.1.2 Schem echivalent extins (Model cu una sau dou diode)

8 Amortizarea energetic i eficiena energetic 9 Protecia mediului 10 Fabricani de celule solare (Extras)

o o

10.1 Germania 10.2 n afara Germaniei

11 Alte firme n industria tehnologiei solare 12 Surse 13 Legturi externe 14 Vezi i alte articole 15 Vezi i

[modificare]ClasificareCelulele solare pot fi clasificate dup mai multe criterii. Cel mai folosit criteriu este dup grosimea stratului materialului. Aici deosebim celule cu strat gros i celule cu strat subire. Un alt criteriu este felul materialului: se ntrebuineaz, de exemplu, ca materiale semiconductoare combinaiile CdTe, GaAs sau CuInSe, dar cel mai des folosit este siliciul. Dup structur de baz deosebim materiale cristaline(mono-/policristaline) respectiv amorfe. n fabricarea celulelor fotovaltaice pe lng materiale semiconductoare, mai nou, exist posibiltatea utilizrii i a materialelor organice sau a pigmenilor organici.

[modificare]Materiale1. Celule pe baz de siliciu

Strat gros

Celule monocristaline (c-Si) randament mare - n producia n serie se pot atinge pn la peste 20 % randament energetic, tehnic de fabricaie pus la punct; totui procesul de fabricaie este energofag, ceea ce are o influen negativ asupra periodei de recuperare (timp n care echivalentul energiei consumate n procesul de fabricare devine egal cantitatea de energia generat).

Celule policristaline (mc-Si) la producia n serie s-a atins deja un randament energetic de peste la 16 %, cosum relativ mic de energie n procesul de fabricaie, i pn acum cu cel mai bun raport pre performan.

Strat subire

Celule cu siliciu amorf (a-Si) cel mai mare segment de pia la celule cu strat subire; randament energetic al modulelor

de la 5 la 7 %; nu exist strangulri n aprovizionare chiar i la o producie de ordinul TeraWatt

Celule pe baz de siliciu cristalin, ex. microcristale (c-Si) n combinaie cu siliciul amorf randament mare; tehnologia aceeai ca la siliciul amorf

2. Semiconductoare pe baz de elemente din grupa III-V

Celule cu GaAs randament mare, foarte stabil la schimbrile de temperatur, la nclzire o pierdere de putere mai mic dect la celulele cristaline pe baz de siliciu, robust vizavi de radiaia ultraviolet, tehnologie scump, se utilizeaz de obicei n industria spaial (GaInP/GaAs, GaAs/Ge)

3. Semiconductoare pe baz de elemente din grupa II-VI

Celule cu CdTe utilizeaz o tehnologie foarte avantajoas CBD(depunere de staturi subiri pe suprafee mari n mediu cu pH , temperatur i concentraie de reagent controlate) ; n laborator s-a atins un randament de 16 %, dar modulele fabricate pn acum au atins un randament sub 10 %, nu se cunoate fiabilitatea. Din motive de protecia mediului este improbabil utilizarea pe scar larg.

4. Celule CIS, CIGS CIS este prescurtarea de la Cupru-Indiu-Diselenid produs n staie pilot la firma Wrth Solar n Marbach am Neckar, respectiv Cupru-Indiu-Disulfat la firma Sulfurcell n Berlin, iar CIGS pentru Cupru-Indiu-Galiu-Diselenat produs n staie pilot n Uppsala/Suedia. Productorii de mai sus promit trecerea la producia n mas n anul 2007. 5. Celule solare pe baz de compui organici Tehnologia bazat pe chimia organic furnizeaz compui care pot permite fabricarea de celule solare mai ieftine. Prezint, totui, un impediment faptul c aceste celule au un randament redus i o durat de via redus (max. 5000h). nc (ianuarie 2007) nu exist celule solare pe baz de compui organici pe pia. 6. Celule pe baz de pigmeni Numite i celule Grtzel utilizeaz pigmeni naturali pentru transformarea luminii n energie electric; o procedur ce se bazeaz pe efectul de fotosintez. De obicei sunt de culoare mov. 7. Celule cu electrolit semiconductor De exemplu soluia: oxid de cupru/NaCl. Sunt celule foarte uor de fabrict dar puterea i sigurana n utilizare sunt limitate. 8. Celule pe baz de polimeri Deocamdat se afl doar n faz de cercetare.

[modificare]Rezervele

de materia prim

Ca materie prim de baz siliciul este disponibil n cantiti aproape nelimitate. Pot aprea ns strangulri n aprovizionare datorate capacitilor de producie insuficiente i din cauza tehnologiei energofage. La celulele solare ce necesit materiale mai speciale cum sunt cele pe baz de indiu, galiu, telur i seleniu situaia se prezint altfel. La metalele rare indiu i galiu consumul mondial (indiu cca. 850 t, galiu cca. 165 t) depete deja de mai multe ori producia anul (USGS Minerals Information). Deosebit de critic este situaia datorit creterii accentuate a consumului de indiu n form de indiu oxid de zinc n ecranele cu cristale lichide i cele cu LED organic, precum i utilizrii de galiu i indiu n producia diodelor luminiscente (LED) care se comercializeaz n surse de lumin cu consum mic de energie respectiv ca surs de lumin de fundal n televizoare cu ecran plat. Rezervele de indiu, estimate la 6000 tone(economic exploatabile 2800 tone), se presupune c se vor epuiza deja n acest deceniu (Neue Zrcher Zeitung 7. Dezember 2005) (reserve de indiu conform USGS Mineral Commodity Summaries (2006)). La seleniu i telur, care e i mai greu de gsit, situaia pare mai puin critic, deoarece ambii metaloizi se regsesec n cantiti mici n nmolul anodic rezultat n urma procesului de electroliz acuprului iar productorii de cupru utilizeaz doar o parte din nmolul rezultat pentru extragerea de telur i seleniu. Rezervele exploatabile economic la seleniu se estimeaz totui la doar 82000 tone, iar la telur la doar 43000 tone, vizavi de cupru unde se estimeaz la 550 milioane tone! Multe procese de producie utilizeaz galiu, indiu, seleniu i telur n mod neeconomic. Spre deosebire de cupru, unde procesul de reciclare este pus la punct, la galiu, indiu, seleniu i telur procesul de reciclare nu este posibil deoarece aceste elemente se gsesc incluse n structuri multistrat foarte fin distribuite de unde recuperarea, se pare, nici n viitor nu va fi posibil.

[modificare]Moduri

de construcie

Pe lng materia prim o importan mare prezint tehnologia utilizat. Se deosebesc diferite structuri i aranjamente n care se depun electrozii de acoperire transpareni a cror rezisten nu este deloc neglijabil. Alte tehnici vizeaz mrirea eficienei asigurnd absorbia unui spectru de frecven ct mai larg prin suprapunerea mai multor materiale cu diferite caracteristici de absorbie. Se ncearc selectarea materialelor n aa fel nct spectrul luminii naturale s fie absorbit la maximum. Actualmente celulele solare pe baz de materiale semiconductoare cele mai des comercializate sunt cel pe baz de siliciu. Celulele solare pe baz de materiale semiconductoare utilizate pentru producerea de energie electric sunt legate n module. Pe un modul se afl mai multe rnduri de celule solare conectate n serie ntre ele pe faa i pe reversul modulului permind, datorit tensiunii nsumate, utilizarea unor conductori cu seciune mai mic dect la legarea n paralel. Pentru protejarea unei celule solare mpotriva efectului de avalan

n jonciune, datorat potenialului mai mare (aprut de exemplu la umbrirea parial a modulului), trebuie incorporate paralel cu celulele solare diode de protecie(bypass). Sistemele de panouri solare sunt nzestrate uneori cu mecanisme de orientare, panoul fiind n permanen direcionat pentru a exploata la maximum energia solar incident. Randamentul termodinamic maxim teoretic pentru producerea de energie din lumina solar este de 85 %. Acesta se calculeaz din temperatura suprafeei soarelui(5800 K), temperatura maxim de absorbie(20 ani

20-100 EUR/W

Randamentul celulelor solare comerciale este de cca 20 %, iar modulele construite cu acestea ating un randament de cca 17 %. Recordul pentru celulele fabricate n condiii de laborator este de 24,7 % (University of New South Wales, Australia), din care s-au confecionat panouri cu un randament de 22 %. Preul acestor module fabricate prin procedeul de topire zonal este de cca 200 Euro pe celul la o suprafa a celulei de 21,6 cm2, corespunznd unui cost de 5-10 Euro/W. Sistemele GaAs au costuri de 5 pn la 10 ori mai mari. mbtrnirea conduce la scderea randamentului cu cca 10 % n 25 ani. Fabricanii dau garanii pe cel puin 80 % din puterea maxim n 20 ani. n spaiu constanta solar este mai mare dect iluminarea global pe pmnt, totodat celulele solare mbtrnesc mai repede. Panourile pentru satelii ating momentan (2005) un randament de 25 % la o durat de via de 15 ani[5].

[modificare]Scheme

de conectare

Schem de conectare i schem echivalent a unei cellule solare

Semnul convenional pentru o celul solar indic asemntor unei diode sau fotodiode prin interediul unei sgei sensul curentului pentru conectare. Caracteristica unei cellule solare se deosebete totui de cea a unei fotodiode ideale. Pentru a modela aceste diferene, exist mai multe scheme echivalente.

[modificare]Schem echivalent simplificatSchema este compus dintr-o surs de curent legat n paralel cu o diod ideal. Aceast surs produce un curent dependent de intensitatea luminii i este modelat de fotocurentul IPh. La valoare curentului total contribuie i curentul prin diod ID (siehe Diode) zu

.

[modificare]Schem echivalent extins (Model cu una sau dou diode)

Model de celulul solar cu o diod

Schema extins ine cont de parametrii reali ai elementelor componente care apar n procesul de fabricaie. Prin aceasta se ncearc modelarea ct mai exact din punct de vedere electric a celulei solare. Fa de schema echivalent simplificat la cea extins cu o diod, schema se ntregete cu o rezisten legat n parallel i una legat n serie.

Rezistana n paralel Rp ia n considerare defectele de cristal, impurificri neomogene i defecte de material prin care apar cureni de pierdere care traverseaz jonciunea p-n. La celule solare bine construite aceast rezisten este relativ mare.

Cu rezistena n serie Rs se iau n considerare efectele n urma crora crete rezistena total a elementelor componente. Acestea sunt n principal rezistena semiconductorului, rezistena contactelor i a legturilor. La celulele solare aceast rezisten trebuie s fie ct se poate de mic.

Formula pentru curentul total n acest model este o funcie recursiv i arat

astfel:

Model cu dou diode cu surs cu limitare de tensiune la efectul de avalan la tensiune invers.

Fa de cea anterioar aceastei scheme i se mai adaug o diod cu ali parametri pentru a evidenia funcionarea n regim de tensiune invers. Formulele pentru aceast schem conin referiri la conductivitatea gb, tensiunea de strpungere Ub i coeficientul exponenial de avalan i arat

astfel: nb:

[modificare]Amortizarea

energetic i eficiena energetic

Amortizarea energetic este momentul n care energia consumat pentru fabricarea celulei fotovoltaice este egalat de cea produs n timpul exploatrii. Cel mai bine se prezint din acest punct de vedere celulele cu strat subire. Un panou solar (fr cadru) cu astfel de celule se amortizeaz n 2-3 ani, Celulele policristaline necesit pn la amortizare cca 3-5 ani, pe cnd cele monocristaline 4-6 ani. Deoarece un sistem cu panouri solare include i suporii de montare, invertor etc. durata de amortizare energetic se mrete cu cca 1 an.[6]

[modificare]Protecia

mediului

n fabricarea de celule solare se utilizeaz parial i materiale duntoare sntii i mediului. Exemplu n acest sens prezint celulele cu strat subire CdTe i arseniura de galiu i mult discutatele celule solare de tip CIS i CISG. Producia n mas i utilizarea pe suprafee extinse a acestora trebuie bine cntrit. Dar i producia de celule cu siliciu tradiionale ascunde pericole pentru mediu. Pentru persoane neavizate aceste riscuri ce sunt legate de procesul de fabricaie nu sunt vizibile. Aici intervine cerina de a promova selectiv

tehnologiile de fabricare a celulelor solare ce nu distrug mediul i care pe baza progreselor tehnologice promit avantaje concureniale.

[modificare]Fabricani [modificare]Germania

de celule solare (Extras)

Antec Solar Energy|ANTEC SOLAR ENERGY AG , Arnstadt (Thringen) Deutsche Cell GmbH ( SolarWorld AG -Tochter), Freiberg (Sachsen) ErSol|ErSol Solar Energy AG , Erfurt (Thringen) EverQ GmbH , Thalheim (Sachsen-Anhalt) First Solar GmbH, Frankfurt (Oder), (Brandenburg) CSG Solar , Thalheim (Sachsen-Anhalt) Q-Cells|Q-Cells AG , Thalheim (Sachsen-Anhalt) Schott Solar GmbH, Alzenau (Bayern) Shell Deutschland GmbH, Gelsenkirchen (Nordrhein-Westfalen) SULFURCELL Solartechnik GmbH, Berlin Sunways AG, Konstanz (Baden-Wrttemberg) Solarworld AG, Bonn Solarion AG, Leipzig Solarwatt AG, Dresden Wrth Solar , Schwbisch Hall

[modificare]n

afara Germaniei

Advent Solar , Albuquerque (USA) First Solar Inc., Perrysburg (USA) GE Energy - Solar Power (USA) (frher Astropower) Isofoton (Spanien) Kyocera , Kyoto (Japan) Microsol Power Pvt. Ltd. (Indien) Mitsubishi|Mitsubishi Electric , Tokio (Japan) Photowatt (Frankreich) Sanyo , Osaka (Japan) Sharp , Osaka (Japan) - Anteil am Weltmarkt fr Solarzellen ca. 30% Solibro AB, Uppsala (Schweden) SunPower , USA Suntech Power Holdings Co. Ltd., Wuxi (China) United Solar Ovonic , Auburn Hills (USA)

Yingli Solar , Bejing (China) Swiss Wafers AG , Weinfelden (Switzerland)

[modificare]Alte

firme n industria tehnologiei solare

Applied Materials , Santa Clara (USA) Hersteller von Produktionsanlagen fr Solarzellen LPKF Laser & Electronics AG , Garbsen (Germany) Hersteller von Laseranlagen fr die Strukturierung von Dnnschicht-Solarzellen

Roth & Rau AG , Hohenstein-Ernstthal (Germany) Hersteller von Produktionsanlagen fr Solarzellen und Turnkey Facility Solutions

SOLARC , Berlin (Germany) Herstellung und Entwicklung von hochwertigen Photovoltaikprodukten im unteren und mittleren Leistungsbereich www.solarc.de

[modificare]Surse

1. ^ [1] 2. ^ M. Powalla and B. Dimmler. CIGS solar modules - progress in pilot production, new developments and applications. 19th European Photovoltaic Solar Energy Conference, (2004) Paris, Ed.: JRC, Ispra, Italy, 1663) 3. ^ K. Ramanathan, M. A. Contreras, C. L. Perkins, S. Asher, F. S. Hasoon, J. Keane, D. Young, M. Romero, W. Metzger, R. Noufi, J. Ward and A. Duda. Properties of 19.2 % Efficiency ZnO/CdS/CuInGaSe2 Thin-film Solar Cells. Prog. Photovolt. Res. Appl. 11, 225-30 (2003) 4. ^ http://oregonstate.edu/~ecclese/files/Term%20Paper.pdf 5. ^ http://www.esa.int/techresources/ESTEC-Article-art_print_friendly_1115706332477.html 6. ^ V. Quaschning (2002): Energieaufwand zur Herstellung regenerativer Anlagen, [2] [modificare]Legturi

externe

Celula Solara - tipuri si generalitati Hahn-Meitner-Institut Berlin Entwicklung von Dnnschichtsolarzellen Photon - auflagenstrkste deutsche Solarstromzeitschrift Photon International - fhrende internationale Solarstromzeitschrift PV-Uni-Netz.de Solarserver.de Bundesverband Deutscher Solarstrom ngstrm Solar Center (Uppsala) (englische Seite) Informationen rund um die Finanzierung von Solaranlagen Informationsportal fr solares Gestalten und Bauen aktuelle Studie zur Energiercklaufzeit im Rahmen des Crystal-Clear-Projekts der EU

Forschungsverbund Sonnenenergie: Solarzellen Institut fr Solarenergieforschung Hameln Fraunhofer Institut Solare Energiesysteme Java-Applet zur Funktionsweise einer Silizium-Solarzelle (engl.) Green Power Informatii despre energia alternativa

[modificare]Vezi [modificare]Vezi

i alte articole i

Departamentul Energiei, SUA Detalii tehnice celule solare Categorii:

Pagini cu legturi invalide ctre fiiere Conversie de energie Dispozitive semiconductoareCreare cont / Autentificare

Articol Discuie Lectur Modificare Istoric

Pagina principal Portaluri tematice Cafenea Articol aleatoriu Participare Schimbri recente Proiectul sptmnii Ajutor Portalul comunitii Donaii Tiprire/exportare Trusa de unelte n alte limbi Azrbaycanca ( Catal esky Dansk Deutsch English Esperanto )

Celule Solare ( Solar Cells)Foarte multe celule solare compuse din diverse materiale au fost dezvoltate in ultimii ani. Marea majoritate a celulelor sunt fabricate din siliciu. Celulele sunt clasificate ca si cristaline sau thin film. Celulele cristaline sunt felii taiate din lingouri sau piesa turnata de cristale din siliciu, iar celulele thin-film contin straturi foarte subtiri din material ieftin ( sticla, inox sau plastic).

O celula solara consta din doua sau mai multe straturi de material semiconductor cel mai intalnit fiind siliciul. Aceste straturi au o grosime cuprinsa intre 0,001 pana la 0,2 mm si sunt dopate cu electron pentru a forma jonctiuni p si n. Aceasta structura e similara cu a unei diode. Cand acest strat de siliciu este expus la lumina se va produce o agitatie a electronilor din material si va fi generat un curent electric. Curentul generat de o singura celula este mic dar combinatii serie, paralel al acestor celule pot produce curenti suficienti de mari pentru a putea fi utilizati. Aceste celule de obicei sunt incapsulate in panouri care le ofera rezistenta mecanica si la intemperii.

Fig2: Eficienta acestor panouri in functie de tehnologie.Randamentul acestor celule solare si module este dependenta de tehnologia (material) folosita. Materiale diferite si combinatii produc o rata a randamentului diferita. Randamentul teoretic maxim care poate fi atins este de aproximativ 42 % pentru materialele cunoscute in prezent. Sunt unele materiale de top care nu sunt prezentate in figura de mai sus si care sunt utilizate in industria spatiala. Din experienta putem spune ca materialele utilizate in laborator au o eficienta cu cel putin 30% mai mare decat cele utilizate in productia industriala. In general dureaza intre 5- 10 ani pentru ca un material testat in laborator sa ajunga pe piata comerciala. Module solare (Solar Modules) Asa cum am precizat anterior , celulele fotovoltatice sunt interconectate pentru a forma module si sunt asezate intre doua starturi ( unul transparent si altul protector) pentru a forma un panou solar. Puterea electrica acestor module variaza intre 5W si 200W si uneori si pana la 300W. Modulul solar fiind caramida de constructie a unui sistem fotovoltaic pentru a obtine puterea dorita. Putem face urmatoarele observatii pentru modulele cunoscute: aproape toate celulele sunt fabricate din siliciu cea mai comuna tehnologie este cristalina thin cells este o tehnologie cu mare potential

Celule utilizateTip celula solara utilizat Randament Descriere Siliciu Monocristalin 10 15 % Siliciu monocristalin cristal unic si continu fara aproape nici un defect Foarte stabil Experienta indelungata Proces lung si complicat de productie

Avantaje Dezavantaje

Parte din piata mondiala

42%

Tip celula solara utilizat Randament Descriere

Siliciu Multicristalin 9 13 % Siliciu multicristalin granule multiple de cristal monocristalin turnat in lingou Fabricare rapida Experienta buna Proces lung si complicat de productie

Avantaje Dezavantaje Parte din piata mondiala

42%

Tip celula solara utilizat Randament Descriere Avantaje

Siliciu EFG (Edge-defined Film-fed Growth) 10 13 % Siliciu cristalin crescut in blocuri dar in straturi subtiri Fabricare rapidasi economica Experienta buna

Dezavantaje

Suprafata celulei neregulata si poate cauza probleme in procesul de fabricare

Parte din piata mondiala

3%

Tip celula solara utilizat Randament

Siliciu Amorf 46%

Descriere

Siliciu amorf

Avantaje Dezavantaje Parte din piata mondiala

Fabricare in tehnologie dezvoltata pentru consumatori Randament foarte scazut

12%

Tip celula solara utilizat Randament

CIS, CdTe 7 10 % Cupru Iridium Deselenit (CIS) sau Cadmiu telurit (CdTe)

Descriere Avantaje Dezavantaje Parte din piata mondiala Fabricare rapida Tehnoligie relativ noua si inca neperformanta

1%

Sistemul fotovoltaic mai dispune si de alte componete iar cele mai importante sunt acumulatorii si invertoarele. Sistemele fotovoltaice pot fi descrise de doua categorii principale. Sisteme independente (Stand-alone systems) Aceste sisteme sunt utilizate in zone fara energie electrica. In principiu energia produsa de panourile solare este stocata in baterii, iar de acolo este furnizata cu ajutorul unui invertor (convertor curent continuu curent alternativ), utilizatorilor casnici la 220V.

Aceste sisteme sunt in general grupate pe aplicatii profesionale de telecomunicatii , sisteme de pompare, iluminat, etc sau pe aplicatii in mediul rural fara energie electrica. Sisteme conectate la retea (Grid-connected systems) Aceste sisteme sunt utilizate in zone cu energie electrica. In principiu energia produsa de panourile solare este livrata in reteaua nationala si in acelasi timp folosita pentru aplicatile casnice.

Aceste sisteme permit reducerea semnificativa a costurilor cu energia electrica consumata dar presupun o investitie initiala care se va amortiza in timp.

Intrebari Frecvente1. Care este functia sistemului solar separat ? Este folosit pentru a incalzi apa calda menajera necesara unei locuite cu ajutorul energiei solare 2. Care este modul de fabricare a panourilor solare cu tuburi colectoare Panoul solar cu tuburi colectoare este fabricat din tuburi de sticla borosilicata, paralele. Fiecare tub este realizat dintr-un tub interior i unul exterior. Are o suprafata absorbanta cu o acoperire mare care absoarbe energia solara dar impiedica pierderea de caldura. Aerul este indepartat prin vidare, din spatiul dintre tuburi. Vidul astfel format elimina pierderile conductive i de convectie 3. Pot fi folosite aceste panouri solare pentru proiecte mari de incalzire? Da, sistemele cu panouri solare sunt modulare i se pot conecta in serie sau in paralel pentru a incalzi apa in cadrul unor proiecte industriale. Nu exista limitari pentru dimensiunea sistemului. Totui nu se recomanda legarea a mai mult de 150 tuburi in serie pentru a preveni supraincalzirea. 4. Care este presiunea de lucru? In ceea ce privete sistemul solar separat, nu exista apa curenta intre tuburi i rezervorul de portelan email, astfel intregul sistem este inchis. Deci, presiunea de lucru este de 6 bar / 0.6MPa, in timp ce presiunea de testare este de 12 bar / 1.2MPa. 5. Ce avantaje de mediu prezinta utilizarea energiei solare? Oricnd alegeti sa folositi energie solara, inseamna ca nu se mai ard combustibili fosili. Un panou termic folosit in locul unui boiler electric economisete intr-un an aproximativ 1 tona de titei, reduce emisiile de dioxid de carbon cu aproximativ 700Kg i reduce emisiile de dioxid de sulf (responsabile de ploile acide) cu 5Kg.

6. Unde se monteaza panourile solare? Incalzitoarele noastre solare pot fi instalate atat pe acoperis plat cat si inclinat. Pentru acoperis plat, avem 2 unghiurilor normale pentru stand, sa zicem, 40 / 45 , cerintele speciale putand fi deasemenea executate. Panourile solare se monteaza pe acoperis, in directia sud sau sud-vest. Ideea e ca in acel loc sa fie soare cat mai mult timp in perioada zilei. Sa nu fie umbrit de vegetatie sau cladiri. Panourile se monteaza la un unghi de circa 45. Panourile cantaresc putin (30-70 kg fara apa din rezervor) si nu pot afecta structura acoperisurilor pe care sunt montate. Greutatea lor ajunge la cateva zeci de kilograme, in functie de model. Apoi se ia in calcul si volumul de apa in cazul celor cu rezervor exterior. 7. Care sunt urmarile spargerii unui tub, cauzate de o furtuna cu grindina sau un accident? Acest tip de colectori au fost conceputi sa reziste in conditii de mediu extreme, utiliznd sticla fortificata. Daca totui se sparge un tub, panoul colector va functiona in continuare dar cu o eficienta mai mica. Se pot comanda tuburi de schimb. 8. Care este functia incalzitorului electric din interiorul rezervorului? Functia sa principala este de a servi ca incalzire auxiliara, in special pentru a opera in zilele ploioase sau innorate. 9. In conditii de inghet pot fi utilizate panourile solare? Da, tuburile comercializate de societatea noastra sunt concepute sa reziste la temperaturi de pna la -35oC. In astfel de conditii se poate obtine o temperatura foarte buna a apei calde menajere ct timp este soare. In Romnia, din cauza temperaturilor sub 0oC este recomandat un sistem cu circuit inchis cu glicol sau setarea controller-ului sa mentina temperatura in boiler i sa circule apa calda prin tevi. 10. Care este modalitatea prin care putem proteja panourile solare de inghet? La panourile solare dedicate prin constructia lor a fi folosite doar in lunile de vara, pur si simplu se goleste instalatia de apa inaintea primului inghet. La sistemele complexe, care functioneaza si iarna, in circuitul solar se foloseste glicol. Pentru a evita pierderile se impune a se izola conductele si robinetii. 11. Care este functia controlorului solar & statia solara de lucru & vas de expansiune ? Au functii automate si puternice, pentru mai multe detalii va rugam sa consultati instructiunile de operare. 12. Ct de importanta este inclinarea panoului solar? Da, unghiul de inclinare trebuie sa fie de minim 20 fata de orizontala. Unghiul tipic al unui acoperi este intre 18 si 35o. Inclinarea aditionala nu are un efect major asupra performantei medii a instalatiei. O exceptie o reprezinta locatiile in care iarna este foarte insorit afara i atunci unghiul de inclinare trebuie sa fie mai mare pentru a expune panoul mai bine razelor solare. 13. Cum ar putea supapa de aerisire sa elibereze presiunea din sistem? Presiunea de lucru i presiunea de testare pentru Sistemul solar separat este de 6 bar i 12 bari. Atunci cnd fie presiunea se apropie de 6 bari sau temperatura apei ajunge la 90 Celsius, mnerul de mai sus de supapa va fi impins sa se deschida automat i presiunea suplimentara eliberata. 14. Cum trebuie orientati conectorii solari? Este de dorit ca panourile solare sa fie orientate ct mai spre sud. Soarele rasare la est, traverseaza orizontul la sud i apune la vest. Cel mai bine pentru a avea o eficienta ridicata este sa orientati panourile solare spre sud, ct mai mult posibil. In majoritatea zonelor, nu veti pierde mai mult de 5% din eficienta daca panourile termice sunt orientate oriunde pe directia est-vest, i nu direct spre sud. 15. Care este functia Heat Pipe-urilor (tijelor superconductoare) din interiorul tuburilor vidate? Sunt folosite pentru a absorbi lumina soarelui i de a o transmite sub forma de caldura la rezervorul de portelan email pentru a incalzi apa. Temperatura condensatorului poate ajunge la 250-300 in zilele insorite. 16. Ce fel de material este folosit pentru stratul de izolare? Dar care este grosimea i functia?

Materialul folosit pentru stratul izolator este numit ca "spuma poliuretanica", iar grosimea sa este de 4550mm. Este folosita in principal pentru conservarea de caldura. 17. Care este energia produsa de un panou solar cu 20 de tuburi colectoare? Fiecare panou cu 20 tuburi colectoare produce aproximativ 40.000 BTU (11,72 kWh) intr-o zi insorita. Aceasta cantitate de energie este suficienta sa incalzeasca 400 litri de apa la 45oC. In general este suficienta energie pentru a produce apa calda menajera in timpul sezonului cald pentru o familie de 4 persoane, fara a fi nevoie sa se utilizeze rezistenta electrica. 18. De ce costa atat de mult sistemul? Sistemul solar separat fara serpentina de cupru este alcatuit din: rezervor de portelan -email, colectoare solare heat pipe, controler solar, pompa de circulatie marca Wilo (Germania) si piese de instalare; 19. Intr-o zi innorata panoul solar cu tuburi colectoare are aceeai eficienta? Da, spre deosebire de panourile solare plane, panourile cu tuburi vidate functioneaza datorita razelor difuze. Desigur, eficienta va fi mai scazuta fata de o zi insorita. 20. Cum se poate preveni coroziunea sistemului? Exista in principal, 3 metode pentru a preveni coroziunea: In primul rnd rezervorul nostru din titan albastru-auriu poate rezista la coroziune de ioni de clor, deoarece este un fel de silicat i deci rezistent la coroziune i rugina; In al doilea rnd Anodul de Mg(magneziu) din interiorul r ezervorului poate absorbi, de asemenea, material murdar si poate purifica apa, prevenind astfel depunerile in interiorul rezervorului; In plus scurgerea poate fi deschisa in mod regulat pentru a lasa material murdar sa iasa din rezervor. 21. Ct de avantajoase sunt aceste panouri solare , din punct de vedere economic? Nivelul economiilor realizabile prin utilizarea panourilor solare cu tuburi vidate supraconductoare, poate atinge procentul de 100% din factura combustibilului clasic utilizat pentru obtinerea energiei termice. Atingerea acestui nivel presupune in schimb, o investitie majora, amortizabila la randul ei intr-o perioada mai indelungata. Exista un echilibru intre o valoare rezonabila a investitiei, economiile realizate si perioada de amortizare. 22. Care este timpul necesar pentru incalzirea apei i ct timp poate fi pastrata caldura? In ceea ce privete timpul necesar pentru incalzirea apei, se bazeaza pe mai multi factori, cum ar fi temperatura apei reci, puterea medie a soarelui, etc. Tabelul de mai jos contine datele estimate pentru timpul de incalzire: Pentru zilele reci i ploioase, rezistenta electrica din interiorul rezervorului de stocare pote fi folosita ca incalzitor auxiliar. Din cauza stratului de izolare i a tehnologiei portelan email a rezervorului, coeficientul mediu al pierderilor de caldura este de 7% pe zi,pe sistem separat presurizat de incalzire a apei , in timp ce pentru sistemele nepresurizate, coeficientul poate ajunge pna la 10% -15% pe zi.

23. Care este cantitatea de apa care poate fi incalzita de un panou solar? Un panou solar cu rezervor destinat incalzirii apei calde menajere incalzeste, zilnic, o cantitate medie echivalenta cu capacitatea rezervorului, la o temperatura de 60-65C. In lunile de iarna, pentru ca ziua e mult mai scurta, temperatura apei ajunge intre 15-45C. Vara, in zilele insorite, temperatura poate ajunge la peste 90C. 24. Panoul solar poate fi utilizat in acelai timp cu un sistem pentru apa calda deja existent? Da. Exista valve care permit conectarea panourilor solare la boilerul deja disponibil. Daca boilerul d-voastra nu are astfel de valve care sa permita conectarea directa a panourilor solare, se poate adauga un boiler aditional pentru a preincalzi apa inainte de a intra in boilerul din sistemul actual. 25. Intr-o familie de 5 persoane, care este capacitatea necesara a rezervorului?

Ei bine, in mod normal temperatura apei calde menajere este de 50 Celsius i capacitatea necesara pentru fiecare persoana este 40L, asa ca pentru o familie de 5 va recomandam sisteme presurizate separate cu rezervor de 200L portelan email. 26. Cu ct sunt reduse costurile in urma utilizarii unui panou solar corect instalat? In timpul verii costurile se reduc cu aproape 90-100%, ajungand ca incalzirea apei menajere sa fie gratis. Primavara si toamna aceste costuri se reduc cu cel putin 60%. Ceea ce face ca un panou solar sa-si merite investitia. 27. Comparativ cu interiorul rezervorului din otel inoxidabil, care sunt avantajele rezervorului email portelan? a) Acesta este mai sanatoas decat rezervor din otel inoxidabil, pentru ca otelul titan albastru-auriu nu contine metale otravitoare cum ar fi plumbul, hydrargyrum (mercur), crom i nichel, in timp ce rezervorul din otel inoxidabil contine crom i nichel. Astfel, acesta poate fi incadrat in categoria de energie verde si produse ecologice. b) Pentru ca rezervorul titan albastru-auriu este izolat, caldura poate fi conservata pentru mai mult timp comparativ cu rezervor din otel inoxidabil.

28. Cum va functiona panoul solar daca cerul este innorat? Daca cerul este innorat, panoul solar este capabil sa receptioneze radiatia solara, dar in cantitate mult mai mica. Nu conteaza daca este frig sau nu, atat timp cat este soare (lumina) afara.

29. Care este functia serpentinei de cupru din interiorul rezervorului de email? In principiu, exista 3 functii pentru serpentina de cupru: a) Materialul special de incalzire pote rula in interiorul serpentinei de cupru si se va imbunatati procesul de incalzire a apei; b) Va poate oferi apa mai curata. Apa poate rula att in rezervorul de email cat si in serpentina de cupru, atunci cnd vom folosi apa din rezervorul de email pentru a incalzi apa din interiorul serpentinei, deoarece apa este folosita o data, nu exista nici o depunere; c) Pentru rezervorul cu dubla serpentina, acesta poate fi conectat la alte energii, cum ar fi gazul. d) Rezervorul cu serpentina dubla de cupru poate fi folosit atat pentru apa calda menjera cat si ca aport la sistemul de incalzire. 30. In ct timp investitia in panourile solare va fi amortizata? Pentru o gospodarie mare, un panou solar nu este mult mai scump dect un sistem electric sau pe gaz. In functie de locatie i de cantitatea de apa calda menajere utilizata, economisirea curentului electric sau a gazelor naturale difera, dar se poate considera o perioada de amortizare intre 2-6 ani. 31. Sistemul solar separat poate fi folosit pentru incalzirea centrala? Da, rezervorul email portelan cu serpentina dubla din cupru poate fi conectat pentru a furniza i a folosi apa din interiorul rezervorului pentru incalzirea centrale a casei, dar nu este cel mai bun mod. Este sugerat sa cumparati o pompa de caldura. 32. Incalzirea traditionala va putea fi inlocuita total cu panourile solare? Incalzirea cu panouri solare trebuie vazuta nu ca o alternativa totala la sistemul traditional de incalzire, ci ca un sistem care asigura o reducere a costurilor cu incalzirea. 33. Cum se intretine un sistem solar cu tuburi colectoare ? In scopul de a va bucura din plin de apa calda, va sugeram urmatoarele modalitati de intretine a produselor cumparate pentru a asigura o durata de viata mai lunga: Este bine sa deschideti scurgerea in mod regulat pentru a permite iesirea fluxului de material murdar din rezervorul de portelan-email pentru a se asigura purificarea apei. Inainte de a face acest lucru, asigurati-va ca mnerul valvei de aerisire este deschis.

Este sugerat sa deschideti si sa inchideti mnerul vavei aerisire o data pe saptamna pentru a permite eliberarea presiunii din sistem in cazul in care temperatura medie este foarte mare. Daca plecati pentru 5 sau mai multe zile, atunci puteti cere ajutorul prietenilor Dvs pentru a va ajuta in acest sens. De asemenea, sugeram sa va conectati o teava la valva de aerisire, pentru ca in cazul in care se elibereaza presiunea, apa fierbinte poate picura. De asemenea, din cauza conductei puteti verifica daca sistemul functioneaza in mod normal, daca este apa care curge din interiorul tevii, atunci sistemul functioneaza corect. Daca nu exista apa care picura pentru cteva zile, atunci este nevoie sa verificati daca conducta este stagnata. De asemenea este sugerat faptul sa verificati des conditiile de functionare ale statie de lucru solare, mai ales manometru & debit i indicatorul de temperatura. Daca presiunea este mai mare de 6 bari,va trebui sa eliberati presiunea excesiva mai des, prin deschiderea si inchiderea manerului; daca debitul nu este normal, se poate intampla din 2 motive: - un fel de gaz este format in conducte, trebuie sa deschideti supapele relative de presiune; - daca fluidul special din interiorul conductei nu este suficient, puteti adauga folosind valva de umplere. 34. Cum pot utiliza panourile solare pentru incalzirea apei din piscina? Utilizarea panourilor solare exclusiv la incalzirea apei din piscina, este viabila chiar si in varianta utilizarii unor panouri mai putin performante, cum sunt cele plane, nevidate. O astfel de investitie, desi convenabila valoric, nu este recomandabila datorita limitarii utilitatii la perioada de vara. Este mult mai utila utilizarea de panouri cu tuburi vidate, care satisfac deplin nevoia incalzirii apei in piscina pe timp de vara, iar in timpul iernii asigura un procent insemnat (30 50%) din energia necesara incalzirii locuintei. 35. Ct de importanta este zona geografica pentru eficienta panoului solar? In Romania nu sunt diferente foarte mari de insorire intre doua locatii. Per ansamblu suntem situati intr-o zona foarte buna de insorire. Pentru mai multe detalii puteti consulta harta de insorire disponibila pe site. 36. Exista un pericol de incendiu in cazul temperaturilor foarte ridicate? Nu. Pericolul de incendiu este exclus. 37. Ce poate defecta un panou solar? cadere de grindina de mari dimensiuni. Fabricantul asigura durabilitatea tuburilor solare montate la o inclinatie de 45 la bucati de grindina cu diametrul de pana la 30 de milimetri in functie de tipul tubului. Daca se sparg, tuburile pot fi inlocuite imediat cu altele noi. 38. Panourile solare functioneaza si iarna? In cazul utilizarii panourilor solare cu tuburi vidate supraconductoare, iernile geroase, cu temperaturi mult sub 0C, nu ridica probleme, deoarece agentul termic care colecteaza caldura captata este un lichid antigel, care rezista pana la temperaturi extreme de -40C. Pe de alta parte, vidul din interiorul tuburilor, asigura o izolatie termica foarte inalta, pierderile fiind sub 5%. Din aceste motive, panourile solare cu tuburi vidate supraconductoare, sunt aproape la fel de eficiente iarna, ca vara. Exista totusi o diferenta intre energia totala captata iarna fata de cea captata vara, dar aceasta diferenta este data in primul rand de perioada zilei, mult mai scurta iarna decat vara, de timpul mediu de stralucire a soarelui, si el mai redus, si in mai mica masura, de pierderile de energie datorate temperaturilor mediului ambiant, mult mai scazute. Panourile solare pot sa functioneze si pe timpul iernii. Temperatura exterioara nu afecteaza agentul termic, acesta fiind izolat de exterior printr-un strat de vid al tubului solar. Iarna, perioada de absorbtie a radiatiei solare este mai mica, pentru ca si ziua dureaza mai putine ore. 39. Panourile au tuburi din sticla. Ce se intampla daca unul se sparge? Sistemul functioneaza in continuare fara probleme. Tubul defect se inlocuieste cu un altul - pretul fiind foarte mic. Inlocuirea e necesara pentru a nu fi afectata puterea de incalzire a panoului solar. 40. Orice instalator imi poate monta panoul solar? Sistemul e usor de montat. Orice instalator ar trebui sa stie sa lege apa calda-apa rece la tevile corespunzatoare ale instalatiei din casa in cazul panourilor solare cu rezervor exterior. In cazul panourilor solare cu boiler interior si cu aport la incalzire este recomandat a se apela la instalatori care au mai montat panouri solare.