Universitatea Dunrea de Jos din GALAIFacultatea de Metalurgie, tiina Materialelor i MediuCatedra de Agregate si Instalatii Termice

PROIECT:RECUPERAREA ENERGIEI SOLARE DIN DRUMURILE ASFALTATE.

STUDENI: AVRAM Virgil CRISTEA Geanina-Adina HARASIM Ioana TENIE Catalin TIRON Laurentia-Geanina

AN: II GRUPA: 42021

INDRUMTORI: Asist. Dr. Ing. Daniela Buruiana Conf. Dr. Ing Adrian Vasiliu

AN UNIVERSITAR: 2010 20111. IntroducereProblematica energiei a devenit primordial n ultimii ani din cauza epuizrii resurselor de combustibili fosili, a variaiilor preului acestora i a dependenei politice de naiunile care le livreaz. n plus, schimbrile condiiilor climatice impun reducerea emisiilor de gaze cu efect de ser. Conform unor studii de specialitate, consumul de energie primar a fost de 10345 mtoe n 2002. Dintre acestea 8401 mtoe (81%) s-a obinut din combustibil fosil (petrol, gaze naturale i crbune). Energia obinut din surse hidraulice a fost de 224 mtoe, iar din surse nucleare de 692 mtoe. Consumul estimat de energie electric pentru 2020 este de 24400 miliarde kWh. n prezent, 80-85% din producia de gaze cu efect de ser n lume i are originea n sectorul energetic. Aceast producie a crescut de la 15661 Mt n 1973 la 26583 Mt n 2004. Ponderea rilor dezvoltate (OECD - Organizaia pentru Cooperare i Dezvoltare Economic) a fost de 65,9% n 1973 i de 48,6% n 2004. Scderea ponderii rilor dezvoltate este cauzat de creterea emisiilor n rile n curs de dezvoltare, care sunt principalii factori ce duc la creterea global a consumului de energie.Sursele de energie trebuie evaluate n funcie de mai muli factori, ca:a) disponibilitatea n timp a resurselor;b) repartiia geografic;c) ponderea n producie;d) stabilitatea preurilor;e) statutul juridic i comercial;f) fiabilitatea surselor;g) efectele sociale ale exploatrii;h) efectele de natur ecologic.n 2007 capacitatea instalat de energie termic folosind colectoare solare a fost de 88 GW (cu 17,3% mai mult dect n anul precedent), n timp ce producia de biodiesel a crescut n aceeai perioad cu 85%.Directiva 2001/77/EC (27 martie 2001) stipuleaz c, pn n 2020, rile Uniunii Europene i vor produce 21% din necesarul de energie electric din surse regenerabile. Aceast cifr este important i pentru c 45% din consumul total de energie primar din UE este de natur electric. n plus, UE s-a angajat ca, pn n 2010, s reduc emisiile anuale de gaze cu efect de ser cu 8%, avnd n vedere c emisiile de CO2 per capita au fost (2004): OECD 11,1 t, EU 9 t, media mondial 4 t. ntre 1990 i 2004 emisiile au crescut cu 4% n OECD i au sczut cu 3% n regiunea IEA (Agenia Internaional pentru Energie) a Europei. Conform unor previziuni, cantitatea total de energie primar furnizat se va dubla ntre 2002 i 2020, crbunele acoperind o parte semnificativ a creterii n detrimentul petrolului (de la 26% la 36% fa de o scdere de la 40% la 27%). Aceasta va duce la o cretere important n emisiile de CO2, care ar putea ajunge la 600 Mt n 2020, aproape de trei ori nivelul din 2004.Utilizarea resurselor de energie regenerabil ctig tot mai mult teren, datorit creterii continue a preului purttorilor de energie de origine fosil i a diminurii stocurilor, respectiv a gestionrii deeurilor rezultate din producia de energie nuclear. n ciuda acestui fapt, n rile europene este relativ sczut, dei ponderea acesteia n totalul utilizrii de energie este n cretere; n cele 27 de ri ale Uniunii, n 1997 era de 5,4%, iar zece ani mai trziu 7,8%. Procentul de utilizare a energiei regenerabile n Ungaria n anul 2007 a fost de 5,3%, reprezentnd mai mult de dou treimi din media uniunii. Ponderi mai sczute sunt caracteristice Olandei (3,6%), Belgiei (3,1%) i Irlandei (2,9%). n schimb ns, n Slovenia, Estonia i Romnia procentul de utilizare a energiilor regenerabile variaz ntre 10-20%, iar n Letonia este de aproape 30%.Conform datelor furnizate de Autoritatea Naional de Reglementare n Domeniul Energiei (ANRE), producie de energie electric a Romniei a fost de 60461 GWh n 2007, cu emisii specifice medii de CO2 de 566 g/kWh. Obiectivul asumat este de 33% pondere a surselor regenerabile pn n 2010, obiectiv rezonabil avnd n vedere c ponderea surselor hidroenergetice, aproape n totalitate de mari dimensiuni, a fost de 28%. Trebuie avute ns n vedere obieciile prezentate mai sus cu privire la aceste surse hidroenergetice. Ponderea surselor nucleare n producia de energie electric n 2007 a fost de 13%, cu deeuri specifice de 0,02 g/kWh. Combustibilii gazoi au avut o pondere de 17%, cei lichizi de 2%, iar cei solizi de 40%. n perioada ianuarie-septembrie 2008 s-au produs 44,09 TWh energie electric pentru livrare, n cretere cu 9,87% fa de perioada corespunztoare a anului precedent, 12849,48 Tcal energie termic (cretere de 4,58%) i 10381 Tcal energie termic n cogenerare (cretere de 3,86%). Datele prezentate mai sus indic necesitatea creterii produciei de energie din surse regenerabile. ANRE furnizeaz urmtoarea repartiie a surselor de energie regenerabil pentru Romnia:

Fig. 1.1 Repartitia suselor de energie regenrabila pentru RomaniaPentru stabilirea unei politici energetice coerente ntr-o regiune dat, este necesarinventarierea sursele de energie regenerabil n funcie de tipul acestora.Pentru fiecare resurs este util s se indice:a) potenialul teoretic;b) potenialul tehnic amenajabil (n funcie de tehnologiile existente);c) potenialul economic (productor de beneficii, innd cont de investiii, de costurile de producie, de schemele de finanare i de suportul de stat, precum i de situaia terenurilor, a infrastructurii, a reelelor de utiliti i reelelor de transport a energiei electrice pe regimuri i niveluri de tensiune).

2. Energia solarEnergia solar poate fi utilizat pentru nclzirea aerului sau a apei, folosind panouri termice, n vederea aplicaiilor industriale de dimensiuni mici i medii, sau de nclzire i climatizare a locuinelor sau a cldirilor de mari dimensiuni, sau pentru producerea de energie electric prin panouri fotovoltaice (PV). Energia electric PV poate fi injectat n reeaua naional de transport n cazul sistemelor conectate la reea sau poate fi stocat n acumulatori n cazul sistemelor autonome. Energia stocat poate fi utilizat pentru consum casnic curent sau pentru a alimenta diferite instalaii ca fntnile, stlpii de iluminat, antenele aflate n locuri izolate etc.Pentru evaluarea potenialului solar sunt utile att date privind radiaia solar ct i date meteorologice. Factorii cei mai importani care influeneaz distribuia temperaturii aerului pe o suprafa mare, sunt poziia geografic, nlimea deasupra nivelului mrii respectiv distana marin.

Fig. 2.1 Harta publicata de ANM in vara lui 2010, .

Soselele Romaniei ar putea avea un potential urias de generare a electricitatii, insa nu s-a realizat niciun studiu in acest sens. Perioadele de canicula nu aduc numai neplaceri. Pentru ca schimbarile climatice ridica din ce in ce mai multe provocari sectorului energetic, principalul poluator industrial, un grup de cercetatori de la Institutul Politehnic din Worcester, Statele Unite, au descoperit o metoda de a utiliza caldura excesiva captata de asfaltul soselelor pentru a produce caldura si electricitate, ca idee alternativa la deja traditionalele panouri solare.Potrivit publicatiei "Science Daily", asfaltul poate inmagazina caldura solara mult timp dupa apusul soarelui, iar captarea caldurii din asfalt ar duce la racirea acestuia. Un astfel de sistem ar include conducte de apa amplasate in interiorul asfaltului, iar apa astfel incalzita poate fi utilizata ca agent termic sau ca resursa pentru generatoare termoelectrice.Romania, pe harta "asfaltului energetic"In Romania, in goana dupa utilizarea surselor regenerabile de energie, investitorii au scapat din vedere acest potential. Pana in prezent, nu a fost nimeni interesat de punerea in practica a acestei idei si nu a fost facut niciun studiu in acest sens, ne-a declarat presedintele Institutului National pentru Studiul Amenajarii si Folosirii Resurselor de Energie (IRE), Jean Constantinescu. insa, la o prima vedere, Romania ar putea fi inclusa cu succes pe harta "asfaltului energetic". Asfaltul utilizat la noi este un bun captator solar, suprafetele sunt intinse, iar culoarea, potrivita, a adaugat oficialul IRE.Strategia energetica nationala arata ca in Romania se pot genera 1,2 TWh de electricitate anual din surse solare, adica 2% din productia nationala din 2007.Una din problemele care ar putea sta in fata concretizarii acestei idei sunt costurile uriase necesare unui sistem complex de distributie a energiei la consumatorii finali, in conditiile in care soselele sunt departe de zonele locuite. Mai mult, in sezonul rece, vor fi necesare echipamente speciale de protectie a aparaturii, care sunt foarte costisitoare, a mai spus Constantinescu.Energia solara a fost utilizata cu rezerve in Romania, pana in prezent, din cauza cheltuielilor mari pe care le implica. Potrivit strategiei energetice, costul producerii unui MWh de energie eoliana este intre 140 si 430 de euro. In prezent, singurele panouri fotovoltaice racordate la reteaua nationala au o putere instalata de 10kW, arata datele Asociatiei "Surse noi de energie".

Fig. 2.2 Recuperatoare de enrgie din asfalt

Energia solara colectata de pe o 100 metri de strada si o parcare mica, poate ajuta la incalzirea a 70 de apartamanete a unui bloc cu 4 etaje. Energia solara extrasa din drumuri este una din cele mai ciudate metode, de recuperare a energiei, pe care oamenii de stiinta si inginerii incearca sa o colecteze, cea mai abundenta, fiabila, accesibila si inepuizabila sursa alternativa de energie.

Etapele punerii in practica a experimentului:

1. Confectionarea cutiilor1.1. din 12 placi de lemn: opt cu dimensiunea de 40 x 20 cm si restul de patru cu dimensiunea de 50 x 24 cm

1.2. s-au cumparat: balamale cu lungimea de 2 m care au fost taiate ulterior in bucati de 20 cm, 60 de suruburi, 3 incuietori, smirghel

1.3. s-au fixat placile de lemn cu balamale in trei colturi ale cutiei de lemn iar de al patrulea colt s-a fixat incuietoarea

1.4. s-a smirgheluit cutia pentru a avea un aspect finisat

2. Straturile utilizate2.1. piatra cu diametrul mare

2.2. piatra cu diametrul mediu

2.3. agregat concasat

2.4. pietris

2.5. praf gros2.6. praf fin2.7. bitum

3. Masurarea serpentine

3.1. serpentine cu diametrul de 5 mm3.2. serpentina de la cutia mare are lungimea de 5.8 m

4. Bitum - grosimea stratului: 5 cm- temperature: C

5