Omenirea este în pericol din cauza creşterii poluării. Administraţiile de pe întregul mapamond, nenumărate ONG-uri şi asociaţii încearcă să combată fenomenul, ori măcar să îl limiteze. O soluţie în acest sens este utilizarea energiei solare, o sursă practic inepuizabilă şi care nu are efectul dezastruos asupra mediului înconjurator pe care îl are de exemplu utilizarea carburanţilor. Fiecare dintre noi poate contribui la reducerea poluării folosind energia solară.
Energia solară fotovoltaică este energie produsă prin celule fotovoltaice solare, care convertesc lumina soarelui direct în energie electrică.
Celulelor solare erau înainte folosite adesea pentru alimentarea, fără baterii electrice, a calculatoarelor de buzunar şi a ceasurilor. Ele sunt fabricate din materiale semiconductoare similare cu cele utilizate în electronică la cipurile semiconductoare din componenţa dispozitivelor semiconductoare.
Cum funcţionează?
Când lumina soarelui este absorbită de aceste materiale,energia solară este convertită cu participarea particulelor subatomice, şi fluxul dirijat de electroni ce ia naştere, reprezintă electricitate. Acest proces de conversie a energiei luminii în energie electrică se numeşte efect fotovoltaic.
Ce cantitate de energie produc?
Mai multe panouri interconectate pot furniza suficientă energie pentru uzul casnic al unei locuinţe.
Pentru utilajele electrice de mare putere sau pentru aplicaţii industriale sau de utilitate publică sunt necesare sute de panouri ce vor fi interconectate pentru a forma un singur sistem mai mare.
Unde e utilizată energia solară?
Ei bine, energia solară este folosită din ce în ce mai mult şi în tot mai multe domenii.
De exemplu, ceasurile produse de firma japoneză Citizen sunt dotate cu o celulă solară inclusă în cadran care încarcă un acumulator cu litiu având o independenţă de 150-240 zile şi care după o funcţionare de 20 ani prezintă o scădere de capacitate de maximum 20%.
Aparatele automate de taxare în parcări aparţin sistemelor cu alimentare autonomă care pe lângă un modul cu celule solare mai este înzestrat şi cu un acumlator pentru a se asigura alimentarea continuă cu energie electrică.
Pe un stâlp de iluminare se montează un panou solar de cca 40 Wc care alimentează o bateria de cca 50Ah. Aceasta asigură o autonomie de cca 5 zile a 8 ore de noapte.
Aprinderea şi stingerea luminii se asigură cu un programator inclus.
Balize luminoase sunt corpuri de iluminat incluse în asfalt, ce emit o lumină difuză produse cu ajutorul unuia sau mai multor LED-uri pe baza energiei acumulate în cursul zilei prin intermediul celulelor solare. Dispun de o autonomie de 6-7 zile fără soare.
Vagon autonom acţionat de motor electric alimentat cu curentul produs de panouri solare şi stocat în baterii de acumulatoare. ELSE este un vagon experimental cu 6-8 locuri Puterea maximă de 3 kW este dezvoltată de un motor cu un randament de 95% la 24 V. Viteza de croazieră este de 15 km/h (teoretică maximă 50 km/h). Autonomia în condiţii de umbră este de 60 km.
Satelitul STARDUST, unul din cele mai evoluate, are o suprafaţă de panouri solare de 6,6 mp ce stochează energia necesară în perioda de umbră în acumulatoare cu o capacitate de 16 Ah. Staţia Spaţială Internaţională (ISS) este alimentată cu energie electrică având ca sursă celule solare ce echipează 8 panouri desfăşurate pe o lungime de câte 35 m lungime şi 11 m lăţime cu o masă de o tonă fiecare.
Celulele solare pe o aripă sunt în număr de 32800 aşezate în rânduri de câte 400. Un panou furnizează staţiei 32,8 Kilowatt energie electrică la fiecare Energia este stocată în baterii proiectate pentru 38.000 cicluri de încărcare descărcare respective o durată de viaţă de 6,5 ani.
În utilizarea casnică panourile solare au o importanţă mai mare în cazul locuinţelor izolate fără racord la reţeaua de curent alternativ. În general în sistemele mai evoluate, opţional pe lângă panouri se mai montează:
– o baterie de acumulatore pentru a pute livra energie şi în lipsa luminii solare
– un regulator de tensiune pentru prevenirea supraîncărcării bateriei
– un dispozitiv de deconectare în cazul descărcării sub limită a acumulatoarelor
un dispozitiv de măsurare ce indică direcţia de alimentare şi cantitatea de energie produsă/consumată.
Panourile solare sunt utilizate pe scară tot mai largă la producerea de curent electric, ca surse principale/secundare de curent electric în cazul clădirilor.
Dat în funcţiune în anul 1984 acoperişul din panouri solare al Universităţii din Georgetown situat în centrul dens populat al Washingtonului produce anual energie electrică în valoare de 60000 $. Faţa sudică a clădirii din Tübingen/Germania terminată în anul 2004 a fost acoperită cu 970 panouri fotovoltaice cu o putere instalată de 43 kW şi care se estimează că vor produce anual 26000 kWh energie.
Centralele de producere a energiei electrice pe bază de panouri solare câştigă teren tot mai repede.
Actualmente cea mai mare centrală solară se află în Pocking/ Bavaria compusă din 57912 panouri solare de înaltă performanţă cu o putere de 10 MW. În Shinan/Corea de Sud a început construirea unei mari centrale solare cu o putere instalată de 20 MW, producţie anuală estimată la 27000 MWh ce va acoperi cu 109000 panouri solare o suprafaţă egală cu cea a 80 de terenuri de fotbal.
În Brandis/Saxonia/Germania a început construirea celei mai mari centrale solare având o putere de 40 MW, pe un teren al unei foste baze militare, acoperindu-se o suprafaţă egală cu a 200 terenuri de fotbal cu 550.000 panouri solare din film subţire.
Se preconizează ca în primul an de funcţionare să se recupereze integral cheltuielile de construcţie care se estimează a costa cu 20%-40% mai puţin decât preţul comercial.
Primele module vor fi operaţionale la sfârşitul lunii iunie.
