Utilizarea energiei soarelui cu ajutorul panourilor fotovoltaice

1. Utilizarea panourilor fotovoltaiceInitial panourile fotovoltaice au fost folosite pentru a asigura energia electrica acolo unde nu exista nici un alt mod de a o produce: statii experimentale, outpost-uri indepartate sau sateliti.In prezent, panoul fotovoltaic, desi inca destul de costisitor, a inceput sa patrunda in cam toate domeniile si mediile sociale. Este folosit pentru a produce curentul electric necesar locuintelor individuale izolate, in cadrul unor centrale solare de mare capacitate, in cadrul dispozitivelor mobile precum taxiurile electrice sau alimentatoarele mobile si multe altele. Pe masura ce tehnologia va avansa si pretul panourilor solare va scadea din ce in ce mai mult, tot mai multe persoane vor avea acces la aceasta forma alternativa de producere a energiei electrice.

1. Panouri solare Cum ziceam si in paragraful precedent, pretul unei instalatii solare de producere a energiei electrice este inca foarte ridicat. Investitia initiala se amortizeaza in timp. In tara noastra, instalarea de sisteme cu panouri fotovoltaice este propice in principal in partea de sud si sud-est. In functie de necesarul electric al incintei pentru care se monteaza sistemul, acesta poate asigura intre 20 si chiar 80% din necesarul de consum, pentru anumite perioade de timp.

Un sistem fotovoltaic nu contine doar panouri, ci si baterii, invertoare si multe alte dispozitive. Astfel, pretul sau creste. Pentru a acoperi necesarul unei locuinte de 150 de m2 spre exemplu, este nevoie de o investitie de 15-20.000 euro, care se poate amortiza in 8-15 ani. Chiar si asa insa, sistemul fotovoltaic (sau chiar cel hibrid, cu turbine eoliene si panouri), nu poate asigura independenta de la retea. El poate fi un substituent, dar va fi necesara in continuare o situatie de backup: reteaua RENEL sau un generator pe benzina.

2. Panouri fotovoltaice in RomaniaDatorita pretului mare si al potentialului energetic destul de scazut al tarii noastre, panourile fotovoltaice sunt folosite la noi pe o scara foarte redusa.Insa, daca se va adopta legea prin care guvernul va subventiona 90% din costul instalarii unui sistem energetic alternativ, s-ar putea ca cererea de astfel de produse sa cunoasca o crestere exponentiala. In plus, cum reglementarile UE obliga tarile membre ca un procent semnificativ din energia produsa de acestea pana in anul 2012 sa fie prin mijloace alternative, s-ar putea ca viitorul panourilor fotovoltaice si al energiei electrice solare sa fie din ce in ce mai roz.

1. Lumina (fotoni)

2. Suprafata frontala

3. Strat negativ

4. Strat izolator

5. Strat pozitiv

3. Suprafata posterioaraEnergia electrica este produsa atat timp cat panoul este expus la lumina. Materialele din care sunt fabricate celulele solare sunt semiconductoare si au o durata de viata de cel putin 20 de ani. Randamentul panourilor solare va scadea in timp. Ritmul de scadere in timp al randamentului este garantat de fiecare producator de panouri solare. Uzura panourilor este data de mediul inconjurator si modalitatea de montaj a acestora.

4. Celule solareCelulele solare sunt de mai multe tipuri: monocristaline, policristaline, amorfe, film subtire, CIS (copper indium diselenide) si CdTe (cadmium telluride), CIGS, etc. Diferenta intre aceste celule consta in structura si modul cum sunt aranjati atomii. Acest lucru va da si un aspect specific fiecarei celule solare. Diferenta cea mai mare consta totusi in eficienta. Eficienta celulei se masoara in procentul de energie luminoasa transformata in energie electrica. Celulele solare monocristaline si policristaline au aproape aceasi eficienta fiind si cea mai mare din multitudinea de celule solare comerciale existente pe piata.

In ultimul timp, celulele solare CIS si CdTe au inceput sa fie disponibile pe piata in cantitati reprezentative.

5. Radiatia SolaraSoarele emite in mod continuu cantitati uriase de energie. O parte din aceasta radiatie ajunge pe Pamant. Cantitatea de energie ce ajunge pe Pamant intr-o zi este mai mare decat intregul consum al Pamantului pe durata unui an intreg. Totusi, nu toata energie Soarelui ajunge pe solul Pamantului. O parte este absorbita de atmosfera sau reflectata inapoi in spatiu.

Intensitatea luminii ce ajunge pe Pamant variaza in functie de perioada zilei, locatia si conditiile meteorologice. Radiatia solara ce ajunge pe Pamant se masoara in Wh/m2 pe zi sau KWh/m2 pe an. Pentru a simplifica calculele si a avea o baza comuna de calcul, s-a decis ca standard o putere de 1000Wh/m2 timp de o ora pentru o zi insorita. Aceasta putere se regaseste intr-o zi de vara pe o suprafata de un metru patrat unde Soarele este perpendicular pe aceasta.Radiatia solara ce cade pe sol variaza atat cu perioada zilei, dar poate varia considerabil in functie de locatie, mai ales in zone de munte. Iradiatia solara variaza intre 1000KWh/m2 pe an in tarile din Europa de Nord si 2000 - 2500 KWh/m2 pe an in zonele cu desert. Aceste variatii intre locatii sunt date de diferentele de latitudine si conditiile meteorologice.Radiatia solara ce cade pe sol variaza atat cu perioada zilei, dar poate varia considerabil in functie de locatie, mai ales in zone de munte. Iradiatia solara variaza intre 1000KWh/m2 pe an in tarile din Europa de Nord si 2000 - 2500 KWh/m2 pe an in zonele cu desert. Aceste variatii intre locatii sunt date de diferentele de latitudine si conditiile meteorologice.Diferentele datorate conditiilor meteorologie au un efect mai important asupra sistemului fotovoltaic. Pentru sistemele independente, unghiul de inclinare se poate alege in functie de necesarul de energie electrica dintr-o anumita luna.Panourile fotovoltaice, functionand pe baza unor tehnologii noi, in trecut erau foarte costisitoare, dar astazi din cauza proceselor tehnologice moderne, costul energiei electrice obtinute din energia solara prin panouri fotovoltaice a scazut foarte mult, comparat cu costurile energiei electrice obtinute in mod obisnuit (prin resurse energetice fosile). In prezent recuperarea investitiilor facute intr-un sistem de panouri fotovoltaice se face in 8-10 ani. Daca ne uitam la preturile resurselor energetice obisnuite, producatoare de energie electrica, observam ca pretul acestora tot creste, iar pretul obtinerii energiei electrice prin energia solara, cu ajutorul panourilor fotovoltaice, devine tot mai mica.

Poate mai tineti minte evolutia preturilor din ultimii ani la gaz metan, energia electrica, benzina si motorina. Avand in vedere preturile crescatoare, poluarea si volumul limitat a resurselor energetice fosile, folosirea resurselor energetice regenerabile si a energiei solare prin panouri fotovoltaice, ne ofera solutii tot mai favorabile.