Panouri Fotovoltaice 1,0 [PDF]

Zitiervorschau

CUPRINS CAPITOLUL I...........................................................................................................................3 I.I Soarele - energie inepuizabila la scara globala..................................................................3 I.2 Orientarea..........................................................................................................................4 I.3 Raspandirea pe glob...........................................................................................................5 CAPITOLUL II...........................................................................................................................6 II.1 Ce sunt și cum functionează sistemele solare?.................................................................6 II.2 Panouri fotovoltaice (PV).................................................................................................7 II.3 Sistemele fotovoltaice......................................................................................................8 II.4 Construcţia unui panou solar obişnuit (elemente constructive).......................................9 CAPITOLUL III........................................................................................................................10 III.1 Celula solară..................................................................................................................10 III.2 Celulele solare pot fi clașificate după mai multe criterii...............................................11 III.4 Celule pe bază de siliciu...............................................................................................12 III.5 Moduri de constructie...................................................................................................12 III.6 Principiu de funcţionare................................................................................................13 CAPITOLUL IV........................................................................................................................13 IV.1 Fabricarea panoului solar..............................................................................................13 IV.2 Caracteristici technice ale panoului solar......................................................................14 IV.3 Tipuri de panouri...........................................................................................................14 IV.4 Avantajele panourilor solare..........................................................................................15 CAPITOLUL V.........................................................................................................................16 V.1 Aplicatiii ale panourilor solare fotovoltaice...................................................................16 V.2 Utilizarea casnică............................................................................................................18 CAPITOLUL VI.......................................................................................................................21 Îmbunatățiri propuse în proiectarea ecologică a panourilor fotovoltaice.............................21 Capitolul VII.............................................................................................................................22 Studiu de caz – PARC FOTOVOLTAIC 1,5MW.................................................................22 1

Clima si fenomenele naturale specifice................................................................................23 Amplasarea panourilor pe teren............................................................................................25 TIMPUL DE RECUPERARE A INVESTITIEI...................................................................26 CONCLUZIE........................................................................................................................26 BIBLIOGRAFIE.......................................................................................................................28

2

CAPITOLUL I

I.I Soarele - energie inepuizabila la scara globala Soarele este, de departe cea mai importantă sursă de energie pentru noi. Soarele încălzește atmosfera pământului, vaporizează apa din oceane, directionează norii rezultati prin curenti de aer, denumite și vanturi spre continente, acolo unde iși dovedesc utilitatea determînand ploile și menținand debitele raurilor. Aceasta este o modalitate directă de a foloși aceasta energie și face parte din procesele ce au loc pe pamant de milioane de ani. Însa Soarele poate face "un pic" mai mult: ar putea sa asigure întreaga cantitate de energie de care are nevoie o societate industriala moderna, la scara mondiala pentru un viitor nedefinit; ceea ce nu poate face o sursa de energie obisnuita. Acestea s-ar putea întampla cu usurinta fara poluare sau batai de cap în privinta resurselor naturale epuizabile. Multi oameni însa nu sunt convînși de acest lucru ei avand parerea ca o astfel de învestitie ar aduce pierderi și nu un profit negandit de mare. Energia Solară alaturi de Energia Gravitationala sunt principalele surse de energie pentru Terra. Orice alte surse de energie pe care noi le foloșim în momentul de față, provin din rezervele Pamantului și acestea ar trebui de fapt conșiderate și folosite ca "energii alternative". Afirmatia ca Energia Solară este singura sursa de energie "alternativa" poate parea șocantă la prima vedere, dar după o scurta analiză, putem constata ca energia eoliana, hidroenergia, combustibilii vegetali, înclusiv energia valurilor sau a mareelor, nu sunt decat rezultatul actiunilor complexe ale energiei solare asupra Pamantului și a formelor de viata pe care acesta le găzduiește. Promovarea producerii energiei electrice din surse regenerabile de energie reprezintă un imperativ al perioadei actuale motivat de: 

protecţia mediului,



creşterea independenţei energetice faţă de importuri prin diverșificarea surselor de aprovizionare cu energie



motive de ordin economic şi de coeziune socială

Energia solară reprezintă energia electromagnetică transmisă de soare generată prin fuziune nucleară. Ea stă la bază întregii vieţi de pe pământ şi reprezintă aproximativ 420 trilioane kWh. Aceasta cantitate de energie generată de soare este de câteva mii de ori mai mare decât cantitatea totală de energie utilizată de toţi oamenii. Lumina şi căldura radiate de soare au fost utilizate de oameni încă din antichitate cu ajutorul unei serii de tehnologii îmbunătăţite permanent. Radiaţia solară, împreună cu celelalte surse secundare de energie în afară de energia solară, cum ar fi energia vântului şi energia 3

valurilor, electricitatea hidro şi biomasa, reprezintă cea mai mare parte din energia provenită din sursele regenrabile disponibile pe pământ. Din energia solară se utilizează numai o foarte mică parte. Producerea de energie electrică din energie solară se bazează pe instalatii termice şi pe panourile fotovoltaice. Modalităţile în care se utilizează energia solară sunt limitate numai de imaginaţia omului. O listă parţială a aplicaţiilor energiei solare cuprinde încălzirea şi răcirea spaţiului cu ajutorul arhitecturii solare, furnizărea de apă potabilă prin distilare şi dezinfecţie, iluminatul, producerea de apă caldă, gătitul cu ajutorul energiei solare şi căldura de proces de înaltă temperatură utilizată în scopuri industriale. Pentru a utiliza energia solară, se folosesc de obicei panourile solare. Tehnologiile solare pot fi, în general, pasive sau active în funcţie de modul în care energia solară este captată, convertită şi and distribuită. Tehnicile solar active înclud utilizarea panourilor fotovoltaice şi a colectoarelor termice pentru captarea energiei. Tehnicile solare pasive includ orientarea unei clădiri spre soare, selectarea materialelor cu o masă termică favorabilă sau cu proprietăţi de dispersie a luminii, precum şi proiectarea spaţiilor în aşa fel încât aerul să circule în mod natural.

I.2 Orientarea Raza luminoasa parcurge o linie dreapta de la Soare spre Pamant. La intrarea în atmosfera Pamantului, o parte din lumina se imprastie iar o parte ajuge la sol într-o linie dreapta. O alta parte a luminii este absorbita de atmosfera. Lumina ce s-a imprastiat în atmosfera este ceea ce noi numim lumina difuză sau radiație difuză. Rază de lumina ce ajunge pe suprafața solului fara sa fie imprastiată este denumita radiație directă. Radiatia solară directă este cea mai cunoscuta și simtita în mod direct de catre oameni. Numai o mică parte a radiație solare ajunge cu adevarat pe solul Pamantului. Un panou solar produce energie electrică chiar și când nu există radiație directă. Asadar, chiar daca este înnorat afara, un sistem solar va produce energie electrică. Totuși, cele mai bune conditii de obtinere a energiei electrice sunt în zilele însorite, iar panoul îndreptat direct spre Soare. Daca nu se optează pentru sisteme de orientare automata în funcție de soare, se va face un compromis în asezarea panourilor. Pentru zonele ce se află în emisfera nodica, panourile se vor orienta spre sud iar pentru cele din emisfera sudica, se vor orienta spre nord. O mică deviatie de la orientare oprima nu va avea un efect semnificativ în productia de energie electrică anuala.

4

I.3 Raspandirea pe glob Răspândirea foarte limitată a utlizării tehnologiei solare are foarte multe cauze. În primul rand, tehnologia de captarea a razelor solare este înca la început și costisitoare. Pretul producerii unui WATT în prezent, prin intermediul celulelor fotovoltaice, este de 6-7 ori mai mare decat cel al producerii sale în termocentrale. De aceea învestitia initiala într-un sistem de producere a energiei prin captarea razelor solare este mare, chiar daca amortizărea se produce în timp, sistemele fiind în general foarte fiabile și putand functiona 10-25 de ani fara mari costuri de întreținere. În 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 și acest lucru se va schimba pe masură ce tehnologia evoluează. Cel mai mare dezavantaj este însa acela ca energia solară este dependenta de razele soarelui, cu alte cuvînte de cantitatea de radiatii solare care ajung pe Pamant. Iar aceasta este variabila, în funcție de ora, de perioada a anului, de conditiile atmosferice, etc. Și nu în ultimul rând, randamentul sistemelor solare depinde în mare masura de unghiul sub care cade rază de soare pe panoul solar, asadar de pozitia pe glob. Energia solară este o sursa de energie din ce în ce mai raspandita în lume, iar multi oameni încep sa foloseasca acest tip de producere de energie deoarece aceasta energie nu are efecte negative,nu este daunatoare mediului,iar din puct de vedere fînanciar este un plus pentru oricîne efortul este doar la început când montare și achizitionare acestor panouri este un pic costisitoare deoarece acest tip de energie este abia la început și nu este atat de avansata.

5

CAPITOLUL II

II.1 Ce sunt și cum functionează sistemele solare? Sistemele solare sunt de mai multe tipuri: după modul de constructie, funcționare și destinatie. Sistemele cu panouri fotovoltaice se folosesc pentru producerea curentului electric, însa în acest articol ne referim doar la sistemele termo-solare, care recuperează caldura din radiatia înfraroșie a soarelui și o stochează pana la utilizare. Lăsând la o parte aplicatiile industriale mari, cele mai folosite sisteme sunt cele care produc apa caldă necesară consumului zilnic. Principalele tipuri de colectoare solare folosite în aplicatiile obisnuite sunt cele plane sau cele cu tuburi vidate. Colectoarele cu tuburi vidate sunt ceva mai scumpe, dar mai performante, datorita gradului ridicat de izolare termică și a eficientei mult crescute. Acestea se utilizează în special la aplicatiile unde este necesară o temperatura mai ridicata sau la înstalatiile complexe, care generează atat apa caldă menajera cat și caldura pentru încalzirea locuîntelor. În general, colectoarele plane sunt formate dintr-o retea de tevi din material termoconductor (cupru, în general) cu aripioare din tabla pentru cresterea suprafetei de captare. Tot acest ansamblu este așezat într-o cutie bine izolata termic, cu peretele dinspre soare transparent (din sticlă cu transparenta ridicata). Suprafața tevii și a aripioarelor metalice este acoperita cu un strat selectiv care facilitează absorbtia radiatiilor solare și limitează în același timp reflexia acestora. Colectoarele plane sunt mai ieftine decat cele cu tuburi. Pe litoral, ele sunt ideale, fiind folosite numai în lunile de vara. În celelalte perioade ale anului sau în restul tarii (mai ales la munte), eficienta acestui tip de colectoare este mai redusa decat a colectoarelor cu tuburi vidate, la suprafete de captare similare. Sistemele cu tuburi vidate sunt actualmente larg utilizate în Germania, Canada, Marea Britanie și China datorita performantelor lor tehnice. Fiecare tub este format din două tuburi concentrice din sticlă borosilicat (foarte rezistenta și cu un grad de transparenta ridicat), sudate între ele. Spatiul dintre cele două tuburi se videază, iar suprafața interioara a tubului întern se acopera cu un strat selectiv cu excelente proprietati de absorbtie a radiației solare (>92%) și cu o reflexivitate foarte redusa (