Analiza Fezabilitatii Implementarii Surselor de Energie Alternative Pentru Alimentarea Unui Centru de Depozitare Portuar

TEMA: Analiza fezabilității implementării surselor de energie alternative pentru alimentarea unui centru de depozitare portuar.

Cuprins

Rezumat

Abstract

Introducere

CAPITOLUL I

Surse de energie alternative.Strategii privind siguranța energetică la nivel național și UE. Tendințe și statistici la nivel național și mondial

Politica energetică a Uniunii Europene

1.2 Situația actuală în sectorul energiei electrice din România

1.3 Mecanisme de implementare și susținere a energiei regenerabile

CAPITOLUL II

Importanța utilizării RES pentru o dezvoltare durabilă

Conceptul de dezvoltare durabilă

2.2Exemple de comunități durabile / agenți economici de utilizează RES ca sursă de energie în activitatea lor

CAPITOLUL III

Surse de energie alternative ce pot fi utilizate pentru alimentarea unui centru de depozitare portuar

3.1 Panouri fotovoltaice

3.2  Panou solar termic

3.3 Turbine eoliene

3.4 Pompe de căldură

CAPITOLUL IV

Studiu de fezabilitate privind implementarea RES pentru alimentarea unui centru de depozitare portuar

4.1 Localizare dana de operare

4.2 Situare , utilaje , facilități , date tehnice

4.3 Caracteristici tehnice

4.3.1 Depozit frigorifer și corp anexa central (administrativ

4.3.2 Terminalul de containere frigorifice

4.4. Surse alternative de energie și calcul pentru determinarea aportului anual

4.4.1 Energia Eoliană

4.4.2 Exploatarea energiei solare prin panouri solare

CAPITOLUL V

CONCLUZII

BIBLIOGRAFIE

Rezumat

Scopul lucrării este de a analiza fezabilitatea implementării surselor de energie alternative pentru alimentarea unui centru de depozitare portuar.

În capitolul I , ne-am propus prezentarea surselor de energie alternative.

Strategii privind siguranța energetică la nivel național și UE. tendințe și statistici la nivel național și mondial. Dacă nu sunt realizate schimbări în privința producerii, transportului și consumului energiei, omenirea s-ar putea confrunta cu o criză energetică majoră în următoarele decenii. Dacă actualele legi și politici energetice rămân neschimbate de-a lungul perioadei până în 2035, cererea mondială de energie va crește cu aproape 50% comparativ cu anul 2007. Ponderea cea mai mare în creșterea consumului de energie până în 2035 o vor avea țările din afara Organizației pentru Cooperare Economică și Dezvoltare (țări non-OECD), de 84%, comparativ cu doar 14% pentru țările OECD. În ce privește producția de energie electrică, deși recesiunea economică a încetinit rata de creștere a consumului mondial de energie electrică în 2008 și 2009, acesta este estimat să crească de la 18.800 TWh în 2007 la 35.200 TWh în 2035, respectiv cu 87%, Se estimează o creștere continuă pentru producerea de energie electrică din energie nucleară și din surse de energie regenerabilă, prin susținerea acesteia din urmă cu stimulente guvernamentale și datorită creșterii prețurilor pentru combustibilii solizi și a introducerii costului emisiilor de CO2. Creșterea securității alimentării cu energie la prețuri accesibile și abordarea schimbărilor climatice sunt două dintre preocupările și provocările majore ale societății actuale. Atât securitatea alimentării cu energie, cât și schimbările climatice, au implicații în politicile externe și de securitate.

Capitolul II, prezentăm importanța utilizării RES pentru o dezvoltare durabilă. Utilizarea surselor de energie regenerabile RES au avantajul perenității lor și a impactului

neglijabil asupra mediului ambiant, ele neemitând gaze cu efect de sera. Chiar dacă prin

ardere, biomasa elimină o cantitate de CO2, această cantitatea este absorbită de aceasta pe

durata creșterii sale, bilantul fiind nul. În același timp aceste tehnologii nu produc deșeuri

periculoase, iar demontarea lor la sfârșitul vieții , spre deosebire de instalațiile nucleare, este

relativ simpla.

A folosi orice tehnologie energetică si utilizarea RES prezintă unele inconveniente. Impactul instalațiilor eoliene asupra peisajului, riscul de contaminare a solului și al scăpărilor de metan la gazeificare, perturbarea echilibrului ecologic de către microhidrocentrale sunt câteva dintre acestea. Cele mai discutate inconveniente sunt însa cele legate de suprafața de terenn necesară și de intermitența și disponibilitatea lor.

În cadrul capitolului III, aici am prezentat sursele de energie alternative ce pot fi utilizate pentru alimentarea unui centru de depozitare portuar. Cucerirea de catre om a noi surse de energie a constituit un factor fundamental in dezvoltarea societatii. Prin anii 1850, pricipalul combustibil era inca lemnul, care a oferit treptat locul carbunelui, prin 1910. Apoi, incepând cu anii ’50 a fost detronat de combustibilul lichid si gazos, respectiv titei si gaze. Dintre formele noi de energie enumeram energia solara, care asa cum putem vedea se foloseste din ce in ce mai des de catre popoare. Conversia luminii solare in curent electric se practica din jurul anilor ’60 când se folosea pentru alimentarea cu energie a aparatelor de bord instalate pe sateliti si alte nave cosmice, iar mai apoi, pentru balize luminoase pe mare sau pe aeroporturi. Tot din aceeasi perioada dateaza si primele utilizari ale energiei solare in scopuri pasnice: case solare (Japonia, Franta, SUA, Australia etc.), masini solare de gatit (India, Mexic, SUA, Columbia etc.), refrigeratoare (Franta, Sri Lanka etc.), pompe solare pentru scoaterea apei din fântâni sau râuri (Mexic, Mauritania, Senegal etc.).

În capitolul IV am prezentat un studiu de fezabilitate privind implementarea RES pentru alimentarea unui centru de depozitare portuar. În contextul actual, caracterizat de creșterea alarmantă a poluării cauzate de producerea energiei din arderea combustibililor fosili, devine din ce în ce mai importantă reducerea dependenței de acești combustibili.

Energia eoliană s-a dovedit deja a fi o soluție foarte bună la problema energetică globală. Utilizarea resurselor regenerabile se adresează nu numai producerii de energie, dar prin modul particular de generare reformulează și modelul de dezvoltare, prin descentralizarea surselor.

Panourile solare fotovoltaice sunt o parte imperios necesara in  producția de energie electrică și devin tot  mai importante, cu creșterea necesarului de energie din surse "verzi". Tot mai multe case  investesc în panouri fotovoltaice pentru a reduce facturile de energie electrică , precum și a deveni independenti din punct de vedere  energetic.

Capitolul V prezintă concluziile lucrării. Energia utilizabilă pe Pământ provine în cea mai mare parte de la Soare, radiația solară fiind convertită în alte forme de energie. Sursele de energie din natură nu sunt inepuizabile și trebuie găsite soluții astfel încât societatea să-și continue evoluția.

Energia regenerabilă se referă la forme de energie produse prin transferul energetic al energiei rezultate din procese naturale regenerabile. Astfel, energia luminii solare, a vânturilor, a apelor curgătoare, a proceselor biologice și a căldurii geotermale pot fi captate de către oameni utilizând diferite procedee. Soarele reprezintă pentru omenire sursa de energie primordială, prin intermediul proceselor fotochimice producătoare de biomasa și, în ultimă instanță, de combustibili fosili (cărbune, petrol, gaze naturale), dar și nemijlocit, prin panourile solare cu conversie termică sau fotovoltaică sau, prin centrale hidroelectrice ori generatoarele eoliene.

Abstract

The purpose of this paper is to analyze the feasibility of implementing alternative energy sources to power a storage center port.

In Chapter I, we proposed presentation of alternative energy sources. Strategies on energy security at national and EU level. trends and statistics at national and global levels. If no changes are made regarding the production, transport and energy consumption, humanity could face a major energy crisis in the coming decades. If current laws and energy policies remain unchanged over the period to 2035, global energy demand will increase by almost 50% compared to 2007. The largest share in the growth of energy consumption by 2035 will have countries outside Organization for Economic Cooperation and Development (OECD countries outside) of 84%, compared to only 14% for OECD countries. In the production of electricity, although the economic downturn has slowed the growth rate of world consumption of electricity in 2008 and 2009, it is estimated to increase from 18,800 TWh in 2007 to 35,200 TWh in 2035 to 87% respectively, is expected to continue growing for the production of electricity from nuclear power and renewable energy sources by supporting the latter with government incentives and rising prices due to the introduction of solid fuels and CO2 costs. Increased security of energy supply affordable and tackling climate change are two of the concerns and challenges of contemporary society. Both the security of energy supply and climate change have implications for foreign and security policies.

Chapter II, we present the importance of using RES for sustainable development. Using renewable energy sources have the advantage RES their sustainability and impact negligible impact on the environment.Even though the combustion, biomass removes CO2 amount, this amount is absorbed by it on during its growth, the balance is zero. At the same time, these technologies do not produce waste hazardous, and their removal at the end of life as opposed to the nuclear installation is

relatively simple.

  To use any energy technology and the use of RES has some drawbacks. Impact of wind installations on the landscape, the risk of soil contamination and leakage of methane from gasification disturbing the ecological balance by SHP are few. The disadvantages are discussed but the related area required and intermittent terenn and availability.

In Chapter III, here we present alternative energy sources that can be used to power a storage center port. The conquest of new sources of energy man was a fundamental factor in the development of society. By the 1850s, the pricipal fuel was still wood, which gradually gave place to coal by 1910. Then, starting with the 50s was deposed by fuel oil and gas oil and gas respectively. Among the new forms of solar energy mention that as we see increasingly is used more often by people. Converting sunlight into electric current practice around the 60s when used to power devices installed on board satellites and other spacecraft, and then, for Beacon sea or airports. Also dating from the same period and the first uses of solar energy for peaceful purposes: solar homes (Japan, France, USA, Australia etc.), solar cars cooking (India, Mexico, USA, Colombia, etc.), refrigerators (France, Sri Lanka etc.), solar pumps to remove water from wells or rivers (Mexico, Mauritania, Senegal, etc.).

In Chapter IV we present a feasibility study on the implementation of RES for feeding a storage center port. In the current context characterized by an alarming increase of pollution caused by energy production from fossil fuels is becoming increasingly important to reduce dependence on these fuels.

Wind energy has already proven to be a very good solution to the problem of global energy. Using renewable resources is addressed not only produce energy, but the particular way of generating reformulated and model development through decentralization sources.

Photovoltaic solar panels are an imperative in electricity production and are becoming increasingly important with the increasing demand for energy from renewable "green". More and more houses are investing in solar panels to reduce electricity bills and become independent in terms of energy.

Chapter V presents the conclusions. The energy used on Earth comes mostly from the sun, solar radiation is converted into other forms of energy. Natural energy sources are not inexhaustible and solutions must be found so the company to continue development.
poses: solar homes (Japan, France, USA, Australia etc.), solar cars cooking (India, Mexico, USA, Colombia, etc.), refrigerators (France, Sri Lanka etc.), solar pumps to remove water from wells or rivers (Mexico, Mauritania, Senegal, etc.).

In Chapter IV we present a feasibility study on the implementation of RES for feeding a storage center port. In the current context characterized by an alarming increase of pollution caused by energy production from fossil fuels is becoming increasingly important to reduce dependence on these fuels.

Wind energy has already proven to be a very good solution to the problem of global energy. Using renewable resources is addressed not only produce energy, but the particular way of generating reformulated and model development through decentralization sources.

Photovoltaic solar panels are an imperative in electricity production and are becoming increasingly important with the increasing demand for energy from renewable "green". More and more houses are investing in solar panels to reduce electricity bills and become independent in terms of energy.

Chapter V presents the conclusions. The energy used on Earth comes mostly from the sun, solar radiation is converted into other forms of energy. Natural energy sources are not inexhaustible and solutions must be found so the company to continue development.

Renewable energy refers to forms of energy produced by energy transfer energy from renewable natural processes. Thus, the energy of sunlight, the wind, flowing water, biological processes and geothermal heat can be captured by people using different methods. The sun is the primary energy source for mankind through photochemical processes producing biomass and, ultimately, of fossil fuels (coal, oil, natural gas), but also directly by solar panels or photovoltaic or thermal conversion by central hydroelectric or wind generators.

INTRODUCERE

Problematica energiei a devenit primordială în ultimii ani din cauza epuizării resurselor de combustibili fosili, a variațiilor prețului acestora și a dependenței politice de națiunile care le livrează. În plus, schimbările condițiilor climatice impun reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră.

Conform unor studii de specialitate, consumul de energie primară a fost de 10345 mtoe în 2002. Dintre acestea 8401 mtoe (81%) s-a obținut din combustibil fosil (petrol, gaze naturale și cărbune). Energia obținută din surse hidraulice a fost de 224 mtoe, iar din surse nucleare de 692 mtoe.

Consumul estimat de energie electrică pentru 2020 este de 24400 miliarde kWh. În prezent, 80-85% din producția de gaze cu efect de seră în lume își are originea în sectorul energetic. Această producție a crescut de la 15661 Mt în 1973 la 26583 Mt în 2004.

Ponderea țărilor dezvoltate (OECD – Organizația pentru Cooperare și Dezvoltare Economică) a fost de 65,9% în 1973 și de 48,6% în 2004. Scăderea ponderii țărilor dezvoltate este cauzată de creșterea emisiilor în țările în curs de dezvoltare, care sunt principalii factori ce duc la creșterea globală a consumului de energie.

Sursele de energie trebuie evaluate în funcție de mai mulți factori, ca:

disponibilitatea în timp a resurselor;

repartiția geografică;

ponderea în producție;

stabilitatea prețurilor;

statutul juridic și comercial;

fiabilitatea surselor;

efectele sociale ale exploatării;

efectele de natură ecologică.

Sursele regenerabile de energie nu produc efect de seră, spre deosebire de combustibilii fosili și utilizarea lor conduce la o dezvoltare sustenabilă.

Utilizarea resurselor de energie regenerabilă câștigă tot mai mult teren, datorită creșterii continue a prețului purtătorilor de energie de origine fosilă și a diminuării stocurilor, respectiv a gestionării deșeurilor rezultate din producția de energie nucleară. În ciuda acestui fapt, în țările europene este relativ scăzută, deși ponderea acesteia în totalul utilizării de energie este în creștere; în cele 27 de țări ale Uniunii, în 1997 era de 5,4%, iar zece ani mai târziu 7,8%. Procentul de utilizare a energiei regenerabile în Ungaria în anul 2007 a fost de 5,3%, reprezentând mai mult de două treimi din media uniunii. Ponderi mai scăzute sunt caracteristice Olandei (3,6%), Belgiei (3,1%) și Irlandei (2,9%). În schimb însă, în Slovenia, Estonia și România procentul de utilizare a energiilor regenerabile variază între 10-20%, iar în Letonia este de aproape 30%.

Studiile realizate au demonstrat că potențialul surselor de energie regenerabile este enorm, acestea putând acoperi in principiu de cateva ori cererea de energie. Sursele de energie regenerabile cum ar fi biomasa, energia solara, hidro si geotermala pot asigura servicii energetice bazate pe utilizarea resurselor locale disponibile. Pornind de la această realitate, o tranziție catre sisteme de energie bazate pe surse de energie regenerabile pare din ce in ce mai probabila ținând cont că costurile acestora scad în timp ce prețul țițeiului si gazelor continuă să fluctueze. În ultimii 30 de ani vânzările de sisteme energetice solare si eoliene au crescut deoarece costurile de capital si cele pentru producerea electricitatii au scazut, simultan cu imbunatatirea performantelor.

In ciuda succesului lor recent, in trecut sursele de energie regenerabile au avut dificultati in a razbate pe pietele care erau dominate de instalatii traditionale bazate pe combustibili fosili. Aceasta se datoreaza partial faptului ca tehnologiile energetice regenerabile si alte tehnologii noi sunt produse in serie abia acum in timp ce in trecut presupuneau cheltuieli de capital mari comparativ cu instalatii mai traditionale, dar si faptului ca instalatiile bazate pe carbune, titei si gaz au beneficiat de o gama de subventii indirecte de-a lungul anilor. Cu toate acestea o alta limitare a fost data de caracterul nepermanent a unora din sursele de energie regenerabile cum ar fi vantul si soarele. O solutie la aceasta din urma problema o constituie crearea de instalatii energetice diversificate care sa maximizeze contributia surselor de energie regenerabile dar care sa foloseasca deasemenea productia ecologica de energie pe baza de gaze naturale si/sau biomasa pentru a asigura energie la sarcina de baza cand soarele nu straluceste si vantul nu sulfa.

Tehnologiile energetice regenerabile tind să fie caracterizate prin cheltuieli de mediu relativ scazute. Intr-o lume ideala, aceasta le-ar ajuta in concurenta cu tehnologiile traditionale, dar bineinteles multe din aceste costuri de mediu sunt externalizate nefiind evaluate pe piata. Doar in anumite zone si pentru anumiti poluanti, sunt avute in vedere aceste costuri de mediu si evident o continuare internalizare a acestor costuri va duce la dezvoltarea surselor de energie regenerabile. Eforturile internationale de limitare a cresterii emisiilor de gaze de sera prin Protocolul de la Kyoto poate duce la o forma de taxa pe continutul de carbon, aceasta putand fi un stimulent enorm pentru industria surselor de energie regenerabile.

O problema fundamentala pentru orice tehnologie noua este ca, prin definitie, nu are aceleasi dovezi de performanta ca sistemele mai vechi, recunoscute. Noile tehnologii si procedurile operationale respective prezinta riscuri mai mari, dar in acelasi timp si oportunitati mai mari pentru inovatii si profit.

Noile sisteme energetice au fost mult timp privite ca o zona de investitii riscanta, istoricul energiilor regenerabile fiind o dovada clara a acestei conceptii.

CAPITOLUL I

Surse de energie alternative.

Strategii privind siguranța energetică la nivel național și UE. Tendințe și statistici la nivel național și mondial

Energia a devenit un factor strategic în politica globală, o componentă vitală și un factor de cost pentru dezvoltarea economică și progresul societății în ansamblu, generând o serie de preocupări majore la nivel mondial. În situația limitării resurselor primare de energie, pentru a se atinge durabilitatea în acest domeniu este nevoie ca energia să se producă, să se furnizeze și să se consume într-un mod mai eficient decat până acum. Dacă nu sunt realizate schimbări în privința producerii, transportului și consumului energiei, omenirea s-ar putea confrunta cu o criză energetică majoră în următoarele decenii. Dacă actualele legi și politici energetice rămân neschimbate de-a lungul perioadei până în 2035, cererea mondială de energie va crește cu aproape 50% comparativ cu anul 2007.

Ponderea cea mai mare în creșterea consumului de energie până în 2035 o vor avea țările din afara Organizației pentru Cooperare Economică și Dezvoltare (țări non-OECD), de 84%, comparativ cu doar 14% pentru țările OECD. În ce privește producția de energie electrică, deși recesiunea economică a încetinit rata de creștere a consumului mondial de energie electrică în 2008 și 2009, acesta este estimat să crească de la 18.800 TWh în 2007 la 35.200 TWh în 2035, respectiv cu 87%, Se estimează o creștere continuă pentru producerea de energie electrică din energie nucleară și din surse de energie regenerabilă, prin susținerea acesteia din urmă cu stimulente guvernamentale și datorită creșterii prețurilor pentru combustibilii solizi și a introducerii costului emisiilor de CO2. Creșterea securității alimentării cu energie la prețuri accesibile și abordarea schimbărilor climatice sunt două dintre preocupările și provocările majore ale societății actuale. Atât securitatea alimentării cu energie, cât și schimbările climatice, au implicații în politicile externe și de securitate. Elementele de mai sus stau la baza reorientării politicii energetice a țărilor care sunt net importatoare de energie, în sensul creșterii eforturilor pentru îmbunătățirea eficienței energetice și utilizării surselor regenerabile de 3 energie. Totodată, s-a reevaluat oportunitatea închiderii unor centrale nucleare într-o serie de țări care în trecut și-au propus încetarea producerii de energie electrică în astfel de centrale.

Politica energetică a Uniunii Europene

Una din provocările majore pentru Uniunea Europeană se referă la modul în care se poate asigura securitatea energetică cu energie competitivă și „curată”, ținând cont de limitarea schimbărilor climatice, escaladarea cererii globale de energie și de viitorul nesigur al accesului la resursele energetice. Viziunea politicii energetice europene de astăzi corespunde conceptului de dezvoltare durabilă și se referă la următoarele aspecte importante: accesul consumatorilor la sursele de energie la prețuri accesibile și stabile, dezvoltarea durabilă a producției, transportului și consumului de energie, siguranța în aprovizionarea cu energie și reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră. UE elaborează o politică energetică ambițioasă, care acoperă toate sursele de energie, de la combustibili fosili (țiței, gaz și cărbune) până la energia nucleară și cea regenerabilă (solară, eoliană, geotermală, hidroelectrică etc.), în încercarea de a declanșa o nouă revoluție industrială, care să ducă la o economie cu consum redus de energie și limitarea schimbărilor climatice asigurând că energia pe care o consumăm va fi mai curată, mai sigură, mai competitivă și durabilă. Politica Uniunii Europene în domeniul energiei pentru perioada până în 2020 se bazează pe trei obiective fundamentale, pentru care UE a propus pachete separate de reformă legislativă și de reglementare:

Durabilitate – subliniază preocuparea UE pentru schimbările climatice prin reducerea emisiilor sale de gaze cu efect de seră (GES) la un nivel care să limiteze efectul de încălzire globală la doar 2°C în plus față de temperaturile din era pre-industrială. În acest sens, în decembrie 2008, a fost aprobat Pachetul „Energie – Schimbări Climatice”;

UE este tot mai conștientă de vulnerabilitatea sa prin dependența de importurile de energie primară și de șocurile pe care aceasta le poate produce asupra securității. În consecință face pași concreți în adoptarea unei noi politici energetice comune;

Competitivitate – vizează asigurarea implementării efective a pieței interne de energie; în acest sens, în septembrie 2008 Parlamentul European și Consiliul au adoptat cel de-al treilea pachet legislativ pentru piața internă de energie;

Siguranța în alimentarea cu energie – vizează reducerea vulnerabilității UE în privința importurilor de energie, a întreruperilor în alimentare, a posibilelor crize energetice și a nesiguranței privind alimentarea cu energie în viitor. Pachetul de reglementări privind politica viitoare a UE în domeniul energie – schimbări climatice a fost aprobat în cadrul Consiliului European și adoptat de Parlamentul European în decembrie 2008 (publicat în Jurnalul Oficial al Uniunii Europene în iunie 2009).

În contextul instituirii și al funcționării pieței interne și din perspectiva necesității de protecție și conservare a mediului înconjurător, politica energetică a UE urmărește:

– asigurarea funcționării piețelor de energie în condiții de competitivitate;

– asigurarea siguranței aprovizionării cu energie în Uniune;

– promovarea eficienței energetice și a economiei de energie;

– dezvoltarea surselor regenerabile de energie; – reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră;

– promovarea interconectării rețelelor energetice. Pachetul „Energie – Schimbări Climatice”, stabilește pentru UE o serie de obiective pentru anul 2020, cunoscute sub denumirea de „obiectivele 20-20-20”, și anume:

reducere a emisiilor de GES la nivelul UE cu cel puțin 20% față de nivelul anului 1990;

creșterea cu 20% a ponderii surselor de energie regenerabilă (SRE) în totalul consumului energetic al UE, precum și o țintă de 10% biocarburanți în consumul de energie pentru transporturi;

o reducere cu 20% a consumului de energie primară, care să se realizeze prin îmbunătățirea eficienței energetice, față de nivelul la care ar fi ajuns consumul în lipsa acestor măsuri.

De asemenea, UE propune să reducă nivelul emisiilor cu până la 30% până în 2020, doar dacă și alte state dezvoltate vor adopta obiective similare, ca parte a unui viitor acord de mediu global post – 2012.

Negocieri pentru un astfel de acord la nivelul Națiunilor Unite sunt încă în derulare. Acest pachet legislativ conține patru acte normative complementare:

Directiva 2009/29/CE – pentru îmbunătățirea și extinderea schemei europene de tranzacționare a certificatelor de emisii de gaze cu efect de seră (EU – ETS);

Decizia 2009/406/CE – Decizia non-ETS;

Directiva 2009/28/CE – Directiva privind energiile regenerabile (RES); 4

Directiva 2009/31/CE – Directiva privind stocarea geologică a CO2 (CSC).

Începând cu anul 2013, sectorul energiei electrice, responsabil de cea mai mare parte a emisiilor de CO2 din UE, va fi supus în întregime unui sistem de licitații pentru achiziționarea certificatelor de emisii de CO2. Prin aceste directive se stabilesc următoarele obiective, ținte și mecanisme:

Un cadru comun pentru promovarea energiei din surse regenerabile (SRE), astfel încât UE să ajungă la o pondere a energiei din SRE în consumul final brut de energie de 20% în anul 2020. Pentru a atinge această țintă, se stabilesc obiective naționale obligatorii pentru fiecare stat membru, precum și mecanismele de cooperare în domeniu. Pentru România ținta națională este de 24%.

Un obiectiv minim de 10% pentru utilizarea de biocarburanți în transportul din interiorul UE, care să fie atins până în 2020. Acest procent este același pentru toate statele membre.

Se instituie un cadru juridic pentru captarea și stocarea geologică, în condiții de siguranță din punct de vedere al mediului. UE intenționează construirea și punerea în funcțiune până în 2015 a unui număr de până la 12 instalații demonstrative de CSC. Orientările comunitare, revizuite, privind ajutoarele de stat pentru protecția mediului, emise în același perioadă în care a fost aprobat pachetul legislativ, permit guvernelor să asigure sprijin financiar pentru instalațiile-pilot de CSC.

Implementarea prevederilor pachetului legislativ Energie – Schimbări Climatice va avea implicații majore în special asupra instalațiilor din sectorul energetic care intră și sub incidența Directivei 2001/81/CE privind controlul integrat al poluării. Aceste instalații vor trebui să respecte concomitent și obligațiile privind calitatea aerului, care conduc la reducerea emisiilor de substanțe poluante generate (SO2, NOx, particule). Măsurile privind eficiența energetică au un rol critic în garantarea realizării la cele mai mici costuri a obiectivelor stabilite prin pachetul energie-schimbări climatice.

Este evident că obiectivul de 20% referitor la eficiența energetică va contribui în mare măsură la obiectivele privind durabilitatea și competitivitatea în UE. În plus, diminuarea consumului prin eficiența energetică este cel mai eficient mod de a reduce dependența de combustibilii fosili și de importuri.

Recunoscând importanța tehnologiei în domeniul energiei pentru reducerea emisiilor de CO2, a garantării securității în alimentarea cu energie și a competitivității companiilor europene, UE a propus o strategie comună pentru promovarea tehnologiilor energetice. În octombrie 2009 se adoptă „Planul strategic european pentru tehnologiile energetice – Către un viitor cu emisii reduse de carbon”.

În acest document Comisia Europeană propune o strategie coordonată între UE, companiile industriale europene și statele membre, precum și o prioritizare a tehnologiilor energetice cu accent pe tehnologiile de îmbunătățire a eficienței energetice, utilizare a surselor de energie regenerabilă și de reducere a emisiilor de CO2 (centrale cu ardere pe combustibil solid cărora să li se aplice tehnologia de captare și stocare a CO2 și a patra generație de centrale nucleare).

Uniunea Europeană este în pragul unei perioade fără precedent pentru domeniul energetic. Efectele turbulențelor de pe piețele globale de energie au fost în mare măsură atenuate în ultimii ani, ca urmare a liberălizării, aprovizionarii și posibilităților adecvate de import. Cu toate acestea se întrevăd schimbările dramatice. Prețurile energiei vor fi afectate de marea nevoie pentru investițiile din sectorul energetic, precum și de stabilirea prețului carbonului și a prețurilor internaționale mai mari la energie datorită creșterii cererii în țările emergente.

Competitivitatea, securitatea aprovizionării și obiectivele legate de atenuarea schimbărilor climatice vor fi subminate cu excepția cazului în care rețelele electrice vor fi modernizate, instalațiile învechite vor fi înlocuite cu alternative competitive și mai curate iar energia va fi folosită mai eficient pe tot parcursul lanțului energetic.

Statele membre și industria au recunoscut amploarea provocărilor. Securitatea aprovizionării cu energie, o utilizare eficientă a resurselor, prețuri accesibile și soluții inovatoare sunt cruciale pentru creșterea noastra durabilă pe termen lung, pentru crearea de locuri de muncă și calitatea vieții în Uniunea Europeană.

1.2 SITUAȚIA ACTUALĂ ÎN SECTORUL ENERGIEI ELECTRICE DIN ROMÂNIA

Resursele și producțiile de energie primară

România dispune de o gamă diversificată, dar redusă cantitativ, de resurse de energie primară fosile și minerale: țiței, gaze naturale, cărbune, minereu de uraniu, precum și de un important potențial valorificabil de resurse regenerabile.

Resurse energetice epuizabile

O evaluare corectă a posibilităților de acoperire a necesarului de resurse energetice primare în perspectivă trebuie să pornescă de la situația actuală a rezervelor certe, corelată cu estimarea realistă a resurselor potențiale și în strânsă corelație cu previziunile privind consumul de resurse determinat de cererea de energie finală. Din acest punct de vedere în momentul de față pot fi făcute următoarele estimări: Rezervele de lignit pot asigura exploatarea eficientă a lor pentru încă aproximativ 40 ani la un nivel de producție de circa 30 mil. tone/an. În sectorul de extracție a lignitului nivelul de intervenție a statului este redus, fiind rezumat la acordarea de subvenții doar pentru exploatarea din subteran, subvenți care va fi eliminată în timp. Privitor la huilă, restrângerea perimetrelor și închiderea minelor neperformante a condus la situația în care numai circa 30% din totalul rezervelor geologice de huilă se mai regăsesc în perimetrele aflate în concesiunea CNH-SA. Conform Directivei UE adoptată recent, UE permite continuarea subvenției pentru exploatarea huilei până în 2018 și condiționează acest fapt de aplicarea strictă a unui program de închidere a minelor care generează pierderi. Se poate estima că evoluția costurilor de producție, costurile suplimentare cu emisiile de CO2 și eliminarea subvențiilor pentru producție (cerută de UE) va conduce la reducerea tot mai accentuată a competitivității huilei din producție internă și deci la restrângerea semnificativă a producției. Zăcămintele din România sunt situate în condiții geo-miniere complexe, iar caracteristicile mineralogice, ce influențează calitatea se situează la limita inferioară. Din punct de vedere economic și energetic pentru producția de energie electrică, huila indigenă, fără subvenții devine sursă marginală.

Conform situației resurselor naționale de energie primară (tabelul 1) este evident că exceptând sursele energetice regenerabile, lignitul reprezintă singurul purtător intern de energie primară care din punct de vedere al resurselor, poate contribui semnificativ la asigurarea necesarului de consum pentru producerea energiei electrice în următoarele 2 – 4 decade.

Se poate trage concluzia că producția de energie primară în România bazată atât pe valorificarea rezervelor fosile de energie primară, cărbune și hidrocarburi cât și pe cele de minereu de uraniu, în cea mai optimistă situație, nu va crește în următoarele 2 – 3 decade. Rezultă faptul că acoperirea creșterii cererii de energie primară în România va fi posibilă prin creșterea utilizării surselor regenerabile de energie și prin importuri de energie primară – gaze, țiței, cărbune, combustibil nuclear. La nivelul orizontului analizat România va rămâne dependentă de importurile de energie primară. Gradul de dependență va depinde de descoperirea de noi resurse interne exploatabile, de gradul de integrare a surselor regenerabile de energie și de succesul măsurilor de creștere a eficienței energetice.

Surse energetice regenerabile

Sursele regenerabile de energie din România au un potențial teoretic important. Potențialul utilizabil al acestor surse este mult mai mic, datorită limitărilor tehnologice, eficienței economice și a restricțiilor de mediu.

Potrivit ultimelor evaluări, potențialul hidroenergetic tehnic amenajabil al României este de circa 32.000 GWh/an.

La finele anului 2009 puterea instalată în centrale hidroelectrice era de 6.450 MW, energia pentru anul hidrologic mediu

fiind evaluată la 17.340 GWh/an. Astfel, gradul de valorificare al potențialului tehnic amenajabil este în prezent de 54%.

Harta repartizării potențialului de surse regenerabile pe teritoriul României este prezentată în figura 1.

Cu excepția centralelor hidroelectrice mari, costurile de producere a energiei electrice în unități ce utilizează surse regenerabile sunt în prezent superioare celor aferente utilizării combustibililor fosili și nuclear. Stimularea utilizării acestor surse și atragerea investițiilor în unități energetice ce utilizează surse regenerabile se realizează prin mecanisme de susținere, în conformitate cu practica europeană, mecanisme ce duc și la creșterea prețului energiei electrice la consumatorul final.

Analiza situației actuale a sectorului energetic

Analiza situației actuale a sectorului energetic evidențiază:

Avantaje competitive:

– Tradiție îndelungată în industria energetică, beneficiind de experiență atât în industria de producere a energiei electrice și termice cât și în cea de petrol și gaze;

– Resurse energetice naționale de energie primară, îndeosebi cărbune, dar și rezerve de petrol și gaze naturale, potențial hidroenergetic care asigură o dependență față de importurile de resurse energetice mai mică decât media europeană;

– Infrastructura complexă și diversificată: rețele naționale de transport energie electrică, gaze naturale, țiței, produse petroliere, capacități de rafinare, de transport maritim și capacități portuare importante la Marea Neagră;

– Structură diversificată și echilibrată a producției de energie electrică; – Program de energetică nucleară în derulare, perceput pozitiv de opinia publică;

– Expertiză tehnică și resurse umane calificate pentru activitățile din sectorul energetic;

– Cadru instituțional și legislativ adaptat la principiile pieței interne din Uniunea Europeană; – Potențial important de resurse regenerabile exploatabile, susținut de o piață funcțională de Certificate Verzi;

– Lipsa dificultăților în respectarea angajamentelor asumate prin Protocolul de la Kyoto;

– Capacitatea relativ ridicată de interconectare a sistemelor de transport al energiei electrice și al gazelor naturale cu sistemele similare ale țărilor vecine;

– Rezerve de lignit cu un grad ridicat de cunoaștere concentrat pe o suprafață relativ redusă de cca. 250 km2 în care operează cariere de mare capacitate;

– Calitatea infrastructurii de transport, dispecerizare și distribuție de energie electrică;

– Liberalizarea totală a piețelor de energie electrică și gaze naturale.

– Operator al pieței angro de energie electrică cu experiență, capabil să devină lider in integrarea pieței regionale;

1.3 . Mecanisme de implementare și susținere a energiei regenerabile

Trecerea la energia regenerabilă constituie o preocupare importantă a forumurilor decizionale din cadrul Parlamentului European , existând o directivă în acest sens adoptată la Bruxelles la începutul anului 2008 și care are drept obiectiv general obligatoriu o pondere minimă de 20% a energiei regenerabile în cadrul consumului total de energie și un consum minim obligatoriu de 10% pentru biocombustibili în transporturi. Ambele obiective trebuie să fie realizate de fiecare stat membru al Uniunii Europene în paralel cu stabilirea de obiective naționale obligatorii care să fie îndeplinite până în anul 2020.

Trecerea către surse energetice regenerabile joacă un rol important pe plan internațional, un exemplu în acest sens constituindu-l Protocolul de la Kyoto din anul 1997 care prevede, pentru țările puternic industrializate și nu numai, o reducere a emisiilor poluante cu aproximativ 5,2% în perioada 2008-2012, comparativ cu nivelul anului 1990. Țara noastră a ratificat acest acord prin Legea nr. 3/2001.

Un alt pas către trecerea la energia din surse regenerabile este reprezentat de Directiva privind promovarea energiilor produse din surse regenerabile de energie pe piața internă de energie a Uniunii Europene.

În același timp promovarea surselor regenerabile de energie constituie o măsură prioritară pentru toate organismele decizionale la nivelul fiecărui stat membru al Uniunii Europene datorită faptului că exploatarea acestor resurse contribuie în mod nemijlocit la protejarea mediului, la dezvoltarea durabilă și la asigurarea securității alimentării cu energie oferind, în același timp, posibilitatea reducerii semnificative a emisiilor de gaze cu efect de seră, acesta fiind unul dintre obiectivele cheie ale Protocolului de la Kyoto.

Un rol major în îndeplinirea acestor obiective îl joacă Directiva 77/2001 a Consiliului Europei care cere tuturor statelor membre să stabilească ținte proprii referitoare la consumul de energie electrică generată de surse regenerabile astfel încât, pe termen mediu, să se asigure o penetrare tot mai accentuată, pe piața internă, a energiei produse din surse regenerabile. În momentul de față promovarea energiei electrice produsă din surse regenerabile constituie o prioritate pentru Comunitatea Europeană, acest lucru fiind recunoscut de Consiliul Europei și de Parlamentul European încă din anul 1998.

La nivelul întregii Uniuni Europene statele membre vor lua măsurile necesare pentru a încuraja creșterea consumului de energie electrică produsă din surse regenerabile de energie, conform obiectivelor țintă stabilite de fiecare stat în parte. Ca stat membru al Uniuni Europene, țara noastră trebuie să încurajeze investițiile în surse alternative de energie în așa fel încât ponderea energiei electrice produsă din surse regenerabile de energie, față de consumul național brut de energie electrică, să ajungă, până în anul 2010, la 33%.

Politica energetică pentru Europa are în vedere atingerea, până în anul 2020, a următoarelor obiective:

reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră cu 20%;

reducerea consumului de energie în interiorul continentului cu 20%;

utilizarea energiei din surse regenerabile în proporție de 20% din totalul energiei utilizate;

utilizarea biocombustibililor în consumul de benzină și motorină pentru transport în proporție de 10%.

La nivel european energia regenerabilă implică trei sectoare distincte:

energia electrică;

încălzirea și răcirea;

transporturile.

Pentru ca obiectivul țintă, o pondere de 20% a energiei regenerabile în consumul total de energie, să fie atins fiecare stat membru al Uniunii Europene își poate stabili propriile obiective. Dacă ne gândim la faptul că în prezent energia regenerabilă reprezintă doar 8,5% din totalul energiei utilizată la nivelul Uniunii Europene, aceste obiective par foarte ambițioase iar pentru atingerea lor este nevoie ca fiecare stat membru să depună eforturi susținute în toate sectoarele economice fiind necesară totodată și o abordare globală a problemei pentru a garanta atingerea obiectivelor propuse.

În momentul de față Uniunea Europeană este lider mondial în ceea ce privește producția și consumul de energie obținută din surse regenerabile de energie, acest sector dobândind o importanță economică tot mai mare pe plan mondial. Trecerea către energia produsă din surse regenerabile de energie a fost inegală la nivelul Uniunii Europene, acest tip de energie continuând să reprezinte doar o mică parte din mixul energetic european dominat încă de petrol, gaze și carbine.

În interiorul Uniunii Europene există două scheme de promovare a energiei obținută din surse regenerabile de energie:

sistemul de prețuri fixe, care constă în achiziționarea de către producători, furnizori sau consumatori a energiei regenerabile la un preț fix stabilit în funcție de sursa regenerabilă de energie utilizată;

sistemul de cote anuale obligatorii, combinat cu sistemul certificatelor verzi (document ce atestă o cantitate de 1 MWh de energie electrică din surse regenerabile livrată în rețea) care constă în faptul că guvernele stabilesc cota de energie ce urmează a fi achiziționată de producători, furnizori sau consumatori iar prețul de achiziție este stabilit pe baze concurențiale.

La nivel european sistemul de promovare a energiei din surse regenerabile vizează, în mod special, energia electrică produsă din energie eoliană, energie solară, energie geotermală, biomasă, energia valurilor, hidrogen produs din surse regenerabile, precum și energia electrică produsă în centrale hidroelectrice cu o putere instalată mai mică sau egală cu 10 MW, puse în funcțiune sau modernizate începând cu anul 2004. Statele membre ale Uniunii Europene au luat o serie de măsuri cu scopul de a-i încuraja atât pe cetățeni cât și companiile care își desfășoară activitatea pe teritoriul lor să investească în energiile obținute din surse regenerabile.

Astfel, în Marea Britanie se acordă subvenții atât cetățenilor cât și companiilor care instalează panouri solare utilizând, pentru desfășurarea activităților lor cotidiene, energia astfel obținută.

Spania, Grecia și Suedia subvenționează parțial energia solară cu scopul de a-i determina atât pe cetățeni cât și companiile să recurgă tot mai mult la producerea energiei din astfel de surse. Germania pune accent pe energia eoliană (în anul 2006 realiza 32% din totalul mondial de energie eoliană, asigurând astfel 6% din producția sa totală de energie), aceasta fiind momentan principala sursă de energie regenerabilă.

Danemarca pune accent pe energia eoliană, aici realizându-se aproximativ 20% din totalul energiei eoliene la nivel mondial.

România are o Strategie de valorificare a resurselor regenerabile, aprobată printr-o Hotărâre a Guvernului în anul 2003, iar sistemul constă în combinarea cotelor obligatorii și a certificatelor verzi.

În țara noastră principalele surse de energie regenerabilă sunt:

hidroenergia – asigură, în momentul de față, cea mai mare parte a energiei regenerabile românești;

energia solară – este cea mai sigură sursă de energie regenerabilă;

energia eoliană – este utilizată pe teritoriul românesc unde reprezintă o soluție viabilă pentru locațiile care nu beneficiază în prezent de racordarea la rețeaua națională de electricitate însă, din punct de vedere al costurilor, este mai scumpă decât energia solară;

biomasa – rezervele de biomasă sunt reprezentate, în special, de deșeurile de lemn, deșeurile agricole, gunoiul menajer și culturile energetice iar producerea de biomasă nu reprezintă doar o sursă de energie regenerabilă ci și o oportunitate pentru dezvoltarea rurală durabilă (la nivelul Uniunii Europene, 4% din necesarul de energie este asigurat de biomasă, estimându-se, în același timp, crearea a aproximativ 300.000 de noi locuri de muncă în mediul rural ca urmare a exploatării biomasei);

energia geotermală – poate fi exploatată în special în stațiuni, un proiect PHARE a fost finalizat în acest scop la Călimănești, Cozia și Căciulata încă din anul 1998. Pentru anul în curs în țara noastră sunt acreditați să producă energie electrică din surse regenerabile de energie un număr de 33 de producători.

Strategia energetică a României pentru perioada 2007-2020:

integrarea surselor regenerabile de energie în structura sistemului energetic național;

diminuarea barierelor tehnico-funcționale și psiho-sociale în procesul de valorificare a surselor regenerabile de energie, simultan cu identificarea elementelor de cost și de eficiență economică;

promovarea investițiilor private și crearea condițiilor pentru facilitarea accesului capitalului străin pe piața surselor regenerabile de energie;

asigurarea independenței consumului de energie al economiei naționale;

asigurarea alimentării cu energie a comunităților izolate prin valorificarea potențialului surselor regenerabile locale;

crearea condițiilor de participare a României la piața europeană de „certificate verzi” pentru energie din surse regenerabile.

valorificarea potențialului energetic, pe surse, din zone geografice izolate sau cu acces limitat la rețeaua energetică, inclusiv al resturilor de pe terenurile agricole dezafectate sau scoase din circuitul agricol,

creșterea ponderii acestora în producția de energie electrică și termică. Ținte generale pentru România privind sursele regenerabile de energie (SRE):

Majorarea cotei-părți a surselor regenerabile (solară, eoliană, hidro, geotermală, biogaz etc.) în consumul brut de energie primară de la 17,8% în 2005 la 24% în 2020 (comparativ cu media UE unde ponderea SRE va evolua de la 8,5% în 2005 la 20% în 2020).

România a avut obligația ca, până la 31 martie 2010, să elaboreze și să prezinte Comisiei Europene un Plan Național de Acțiune privind regenerabilele, cu obiective, termene de execuție și responsabilități precise (defalcate pe domeniile electricitate, încălzire și răcire, transporturi). Pachetul legislativ al UE referitor la climă și regenerabile lasă fiecărui stat membru o anumită autonomie de decizie asupra următoarelor aspecte:

a) alegerea mixului optim de surse regenerabile;

b) alocarea eforturilor în cele 3 sectoare (electricitate, încălzire, transporturi), pentru atingerea obiectivului național;

c) alegerea metodelor optime de atingere a țintelor, funcție de situația și potențialul național;

d) posibilitatea de a uza de prevederea referitoare la transferabilitatea garanției de origine- care presupune că statele care nu dispun de resursele necesare pentru a produce biocarburanți pentru transport vor putea să-i importe.

Majorarea ponderii biocarburanților1 în consumul total de combustibili clasici al Românei până la finele anului 2010, la 5,75%, ceea ce echivalează cu un necesar de biodiesel și bioetanol de circa 340 000 tone/an, iar până la finele anului 2020, la 10 %, ceea în echivalent fizic va însemna cca. 600. 000 tone/an. Valorile sunt calculate pe baza consumurilor de benzina si motorina din anul 2006.

Cu privire la securitatea energetică a României s-au cristalizat următoarele concluzii:

necesitatea revizuirii strategiei politicilor energetice, care va trebui axată, în special, pe securitatea aprovizionării cu energie;

reducerea dependenței României față de importurile de resurse energetice, iar, în cazul gazului natural, reducerea dependenței de un furnizor unic și diversificarea surselor de aprovizionare – cu luarea în considerare a criteriilor de accesibilitate și de disponibilitate; menținerea unui mix echilibrat în privința structurii balanței energetice;

se impune interconectarea sistemului electroenergetic național cu cele ale celorlalte țări europene, pentru evitarea riscului întrerupeii în alimentarea cu energie; trebuie acordată o atenție deosebită momentului în care se iau decizii în privința sisetmului energetic național, având în vedere inerția acestuia (intervalul de timp între decizie și realizarea practică fiind de aproximativ 4-20 de ani);

stimularea investițiilor în sectorul energetic în scopul modernizării și eficientizării acestuia (în toate sectoarele de consum pierderile energetice sunt deosebit de ridicate, și anume de 30-35%!!!) și, în același context, urmărirea reducerii impactului negativ asupra mediului;

crearea unui cadru instituțional propriu pentru sectorul energetic (de exemplu, un Minister al Energiei și Resurselor) dispersarea activităților din sectorul energetic în diverse departamente sau direcții din cadrul altor ministere, nemaireprezentând o perspectivă viabilă.

În privința energiilor regenerabile concluziile sunt următoarele:

România deține ponderea cea mai mare de energie regenerabilă (în balanța consumului de energie primară) din Europa Centrală și de Est. România dispune de un potențial hidroenergetic economic amenajabil relativ important, de un potențial tehnic amenajabil, semnificativ de resurse regenerabile, dar practic neutilizat, precum și de un potențial agricol și forestier important. Cu excepția energiei hidro și a biomasei, obiectivele stabilite prin “Strategia națională de valorificare a surselor regenerabile” pentru valorificarea altor surse precum energia solară, eoliană, geotermală pot fi apreciate ca fiind supraevaluate. Energie eoliană pare însă să beneficieze atât în UE, cât și în România de o atenție sporită.

De asemenea, cu excepția biocarburanților, în România, în general, nu există un sistem de stimulente specifice pentru dezvoltarea surselor regenerabile de energie.

România dispune de un potențial agricol important pentru cultura materiilor prime necesare fabricării de biocarburanți. Culturile de rapiță, soia, sfeclă de zahăr sau sorg zaharat sunt cele mai adecvate pentru producția de biodiesel și bioetanol. Cultivarea rapiței sau a sfeclei de zahăr va reprezenta în scurt timp o afacere pentru agricultorii români. Mâna de lucru ieftină comparativ cu celelalte țări din UE, costurile de producție foarte avantajoase și, nu în ultimul rând, solul și clima, care sunt atuuri extrem de importante, vor putea face din România un jucător important pe piața biocarburanților din UE. România își poate acoperi din resurse interne, cantitatea de biocarburanți recomandată de Directiva europeană pentru anul 2010 și, în plus, dispune de un potențial de materii prime pentru realizarea unei producții de biocarburanți, în măsură să acopere până la 8% din necesarul european. De asemenea, producția de biocarburanți oferă oportunități de export și reprezintă o alternativă pentru dezvoltarea agriculturii și folosirea terenurilor neutilizate.

Potențialul cel mai important al României este în biomasă agricolă, nu în lemn, pentru care în România nu există practici organizate de colectare. În țările dezvoltate, resturile agricole sunt utilizate în unități mici de co-generare – instalate la nivelul comunelor – cu care se acoperă necesarul energetic local. În acest fel, comunele își fac inclusiv managementul deșeurilor. Valorificarea potențialului neutilizat de producție a biomasei poate deveni o sursă importantă de biocarburanți și reprezintă o oportunitate importantă pentru România, îndeosebi pentru dezvoltarea rurală.

Valorificarea semnificativă a potențialului de producție a biomasei din care se pot obține biocarburanți de tipul biodiesel-ului și bioenergie pentru sisteme de încălzire- reprezintă o altă oportunitate importantă pentru România, îndeosebi pentru dezvoltarea rurală.

În cazul biomasei utilizată ca sursă de încălzire, România va trebui să se alinieze la noile reglementări aprobate la nivelul UE referitoare la: – adoptarea de măsuri prin care furnizorii de combustibili (furnizori, depozitari, distribuitori, ș.a.) asigură posibilitatea aprovizionării cu biomasă; – stabilirea unor programe de stimulare zonală, pe areale limitate a valorificării biomasei, aceasta reprezentând premisa unei rentabilități reale; – evaluarea costurilor producției de energie din această sursă în condițiile României, luând în considerare un program de aliniere la prețurile din UE; – stabilirea de măsuri și politici de utilizare a biomasei în sectoarele de transporturi, al producției de energie și încălzire – îmbunătățirea și dezvoltarea tehnologiilor și echipamentelor pentru combustia directă a biomasei pentru producerea căldurii. Pe plan național cercetările sunt orientate actualmente spre domeniul tehnologiilor de ardere directă a biomasei și de producere a gazului combustibil fie prin fermentație, fie prin gazeificare.

Alte cercetări privesc producerea de combustibili lichizi cu utilizare în special în motoare cu ardere internă. Legislația națională – incoerentă în unele aspecte (coerentă în schema de sprijin, dar nu și pe partea de implementare) și lipsa surselor de finanțare pentru utilizarea deșeurilor de biomasă, a brichetelor, peleților, pot reprezentă bariere în calea implementării programelor pe biomasă.

Capitolul II

Importanța utilizării RES pentru o dezvoltare durabilă

2.1 Conceptul de dezvoltare durabilă

În prima jumãtate a deceniului opt, dezvoltarea durabilã și-a fãcut apariția ca un concept care a furnizat cadrul de referințã al politicilor de mediu. A putut fi auzitã tot mai frecvent pe toate meridianele, în conferințe la care au participat reprezentanți ai organizațiilor neguvernamentale și guvernamentale. Publicarea în 1987 a raportului „Viitorul nostru comun” al World Commission on Environment and Development (mai bine cunoscut ca Raportul Brundtland, dupã numele premierului norvegian Gro Harlem Brundtland, care prezida organismul), a popularizat termenul „dezvoltare durabilã” și a dat impuls unor noi paradigme, care vor ajunge sã înlocuiascã viziunea tehnico- știinþificã a managementului și politicii de mediu. Raportul Brundtland definește durabilitatea ca fiind „rearanjarea resurselor tehnice, științifice, ecologice, economice și sociale de o asemenea manierã încât sistemul eterogen rezultat sã poatã fi menținut în stare de echilibru spațio-temporal”. Dezvoltarea durabilã este definitã ca o dezvoltare care „este consistentã atât cu nevoile prezente, cât și cu cele viitoare”. Aceastã definiție clarificã diferite aspecte ale dezvoltãrii durabile:

dezvoltarea durabilã are drept cadru de referințã spațial întreaga planetã;

dezvoltarea durabilã are un cadru de referințã temporal transgeneraþional, legând astfel conceptual de „durabilitate” cu problemele de ordin etic privind „drepturile generațiilor viitoare” (Susanne, 1994, pp. 13-22).

dezvoltarea durabilã se referã la nevoi. În termeni generali, reprezintã satisfacerea nevoilor țãrilor sãrace, chiar dacã acest lucru ar avea drept consecințã creșterea consumului și diminuarea consumului și a structurilor de producție în țãrile industrializate;

dezvoltarea durabilã implicã o abordare interdisciplinarã. În cea mai simplã formã presupune coordonarea cerințelor de ordin social, economic și de mediu.

Pentru a utiliza definiția tradițională, dezvoltarea durabilă este „dezvoltarea care satisface nevoile prezentului, fără a compromite posibilitatea generațiilor viitoare de a-și satisface propriile nevoi”, cu alte cuvinte, de a face astfel încât creșterea de azi să nu pericliteze posibilitățile de creștere ale generațiilor viitoare. Dezvoltarea durabilă include trei aspecte – un aspect economic, unul social și unul de mediu – care trebuie avute în vedere în egală măsură la nivel politic. Strategia de dezvoltare durabilă, adoptată în 2001 și modificată în 2005, este completată, printre altele, de principiul integrării aspectelor de mediu în politicile europene care au un impact asupra mediului.

Conceptul de dezvoltare durabilă a avut ca punct de pornire criza ecologică mondială 1929-1933 și s-a dezvoltat mai apoi prin înglobarea tuturor sferelor economico-sociale și umane, ajungând ca în zilele noastre, dezvoltarea durabilă să reprezinte noul drum al umanității.

Dezvoltarea durabilă a fost gândită ca o soluție la criza ecologică determinată de intensa exploatare industrială a resurselor și degradarea continuă a mediului și caută în primul rând prezervarea calității mediului înconjurător.

Dezvoltarea durabilă promovează conceptul de conciliere între progresul economic și social fără a pune în pericol echilibrul natural al planetei.

Ideea care stă la baza acestui concept este aceea de a asigura o calitate mai bună a vieții pentru toți locuitorii planetei, atât pentru generația prezentă, cât și pentru generațiile viitoare.

Dezvoltarea durabilă aduce în prim plan un nou set de valori care va ghida viitorul model de progres economic  și social, valori ce vizează mai ales omul și nevoile sale prezente și viitoare, mediul natural – protejarea și conservarea acestuia, precum și atenuarea deteriorării actuale a ecosistemelor.

Definiția dezvoltării durabile, cea mai cunoscută este aceea dată de către Comisia Mondială pentru Mediu și Dezvoltare (WCED) în raportul „ Viitorul nostru comun" cunoscut și sub numele de Raport Brundtland:

„Dezvoltarea durabilă este dezvoltarea care urmărește satisfacerea nevoilor prezentului, fără a compromite posibilitatea generațiilor viitoare de a-și satisface propriile nevoi".

Dezvoltarea durabilă este definită de o serie de aspecte:

Compatibilitatea dintre mediul antropic și mediul natural;

Egalitatea de șanse între generații care coexistă și se succed în timp și spațiu;

Situarea pe primul plan al securității ecologice în locul maximizării profitului;

Compatibilitatea strategiilor naționale de dezvoltare cu cerințele extinderii interdependențelor în plan geoeconomic și ecologic;

Asigurarea bunăstării generale punând accentul pe calitatea creșterii economice durabile;

Integrarea organică dintre capitalul natural și cel uman, în cadrul unei categorii globale ce își redefinește obiectivele economice și sociale și își extinde orizontul de cuprindere în timp și spațiu;

Trecerea la o nouă strategie cu față natural-umană, în care obiectivele dezvoltării economice și sociale să fie subordonate deopotrivă dezvoltării omului și însănătoșirii mediului.

Ca urmare „dezvoltarea durabilã” nu este numai o temã pentru cercetare științificã sau un punct de reper pentru politicile de mediu (Porter, Brown, 1996), ci are, de asemenea, implicații și conotații etice. În anul 1996, J.Schutz, în lucrarea sa “What has sustainability to do with Ethics?”, a descris alte dimensiuni etice ale discuției privind durabilitatea:

În afarã de problemele ecologice și economice, durabilitatea are particularitãți culturale: obiceiuri, mituri, tabuuri, credințe religioase, bariere lingvistice, politici etc. Ele ar trebui luate în considerare atunci când se urmãrește asigurarea durabilitãții. Orice definiție a durabilitãții ar trebui sã fie cultural acceptabilã pentru a putea fi efectiv utilizatã. Când se ajunge la specificarea dezvoltãrii durabile în termeni operaționali, conceptual poate fiind interpretat în conformitate cu urmãtoarele linii directoare:

Protejarea biodiversitãții. Biodiversitatea nu semnificã o solicitare imperioasã de resurse pentru ființele ce nu aparțin speciei umane, ci o temelie pentru viața viitoare.

Viețuirea în cadrul biodiversitãții În locul modelãrii ecosistemelor existente în conformitate cu necesitãțile unor culturi agricole sau animale (de exemplu, „revoluția verde”), ceea ce conduce la reducerea biodiversitãții și la încercarea de a susține ecosisteme lipsite de durabilitate, agricultura și gospodãriile individuale ar trebui sã evolueze în cadrul unor ecosisteme durabile, utilizând toate componentele acestora.

Minimizarea interferenței cu ecosistemele Este necesar sã fie respectatã capacitatea de suport existentã și sã fie reduse la minimum fluxurile de materiale și producerea de deșeuri.

Crearea și menținerea unor externalitãți pozitive Cel mai eficient mod de a organiza societãțile umane, în afara copierii interdependenței existente în rețeaua ecologicã, este acela de a asigura ca acțiunile individuale ale unei persoane sã fie de asemenea utile unei alte persoane sau unui grup, fãrã costuri suplimentare sau cu costuri suplimentare minime.

Organizarea societãților umane în conformitate cu liniile directoare mai sus prezentate Orice grup de ființe umane care respectã liniile directoare de mai sus va începe inevitabil sã se organizeze astfel încât sã utilizeze în comun cât mai mult posibil din resursele existente.

PRINCIPII:

oamenii trebuie să se afle în centrul tuturor inițiativelor de dezvoltare;

căutarea soluțiilor pentru rezolvarea problemelor să se facă printr-o abordare holistică, făcând apel la știință și tehnologie;

încurajarea comunităților umane de a-și recunoaște valorile culturale, morale și spirituale;

capacitatea comunităților de autodeterminare prin respectarea drepturilor la propria dezvoltare;

suveranitatea națională presupune asigurarea securității oamenilor și a calității mediului;

egalitatea dintre sexe;

pacea, ordinea și unitatea națională;

justiția socială, echitatea spațială, intra și intergenerațională, care să asigure distribuția echitabilă a resurselor și oferirea de oportunități egale pentru membrii societății;

participarea democratică la luarea deciziilor;

viabilitatea instituțională care să asigure convergența de interese a diferitelor grupuri;

dezvoltarea economică viabilă, bazată pe echitate între comunități, vârste, clase sociale, grupuri etnice, zone geografice, generații etc.;

distribuția populației umane astfel încât să nu depășească capacitatea de suport a mediului;

sănătatea ecologică, prin recunoașterea naturii ca o moștenire comună pentru generațiile viitoare;

echitatea între zone biogeografice în managementul resurselor naturale;

cooperarea globală a națiunilor.

OBIECTIVE (ECONOMICE ȘI SOCIALE)

creșterea economică cu luarea în considerare a conservării și protejării resurselor naturale;

realizarea cerințelor esențiale de muncă, hrană, energie, apă, locuințe și asistență medicală pentru oameni;

realizarea unei noi calități a proceselor de creștere economică;

creșterea controlată a populației;

conservarea și sporirea rezervei de resurse;

restructurarea tehnologică și menținerea sub control a posibilelor riscuri;

abordarea integrată a protecției mediului înconjurător, creșterea economică și a necesarului de energie.

REGLEMENTĂRI PRIVIND DEZVOLTAREA DURABILĂ

1972 – Conferința privind Mediul de la Stockholm este momentul în care se recunoaște că activitățile umane contribuie la deteriorarea mediului înconjurător, ceea ce pune pericol viitorul Planetei.

1983 – Comisia Mondială pentru Mediu și Dezvoltare (WCED), după o rezoluție adoptată de Adunarea Generală a Națiunilor Unite. In 1987, Raportul WCED de la Brundtland admitea că dezvoltarea economică nu poate fi oprită, dar că strategiile trebuie schimbate astfel încât să se potrivească cu limitele ecologice oferite de mediul înconjurător și de resursele planetei. In finalul raportului, comisia susținea necesitatea organizării unei conferințe internaționale asupra dezvoltării durabile.

1992 – la Rio de Janeiro “Summit-ul Pământului”, la care au participat reprezentanți din aproximativ 170 de state, în urma căreia termenul de dezvoltare durabilă a început să devină foarte cunoscut.
Conferința a avut ca rezultat elaborarea mai multor convenții referitoare la schimbările de climă (reducerea emisiilor de metan și dioxid de carbon), diversitatea biologică (conservarea speciilor) și  stoparea defrișărilor masive.

1997 – Dezvoltarea durabilă a devenit un obiectiv al Uniunii Europene, când a fost inclus în Tratatul de la Maastricht, care stabilește drept obiectiv al Comunității Europene o creștere durabilă, deflaționistă, care să respecte mediul”, numit și „mediul înconjurător și dezvoltare durabilă, care are drept document de bază „Towards Soustainibility”.

2001 – summit-ul de la Goetheborg, a fost adoptată Strategia de Dezvoltare Durabilă a UE, căreia i-a fost adăugată o dimensiune externă  la Barcelona, în 2002. În același an, 2002, au avut loc la Johannesburg Summit-ul privind dezvoltarea durabilă și Convenția privind Schimbările Climatice și Protocolul de la Kyoto, Grecia.

2005 – Comisia UE a demarat un proces de revizuire a Strategiei de Dezvoltare Durabilă, proces care a cuprins mai multe etape:
     – în februarie 2005 a fost publicată o evaluare inițială și critică la adresa progresului înregistrat din 2001 și a evidențiat o serie de viitoare direcții de urmat.  Au fost evidențiate o serie de fenomene/acțiuni care au avut efecte negative: schimbarea climatică, amenințări la adresa sănătății publice, creșterea sărăciei și a excluziunii sociale, epuizarea resurselor naturale și afectarea biodiversității;

     – în iunie 2005, șefii de stat și de guverne din UE au adoptat o declarație privind liniile directoare ale dezvoltării durabile, care susținea că Agenda reînnoită de la Lisabona este o componentă esențială a obiectivului atotcuprinzător al dezvoltării durabile;

     – pe 13 decembrie 2005, după consultarea cu mai multe instituții și persoane implicate, a fost prezentată o propunere de revizuire. Se punea accent pe șase priorități: schimbarea climatică, sănătate, excluziune socială, transport, resurse naturale și sărăcie, fiind identificate obiectivele/căile care trebuiau urmate pentru a soluționa aceste probleme;

     – în iunie 2006 a fost adoptată Strategia de Dezvoltare Durabilă pentru o Uniune Europeana extinsă, bazată pe strategia de la Goetheborg, ca rezultat al procesului început  încă din 2004.

Exemple de comunități durabile / agenți economici de utilizează RES ca sursă de energie în activitatea lor

Utilizarea surselor de energie regenerabile RES au avantajul perenității lor și a impactului

neglijabil asupra mediului ambiant, ele neemitând gaze cu efect de sera. Chiar dacă prin

ardere, biomasa elimină o cantitate de CO2, această cantitatea este absorbită de aceasta pe

durata creșterii sale, bilantul fiind nul. În același timp aceste tehnologii nu produc deșeuri

periculoase, iar demontarea lor la sfârșitul vieții , spre deosebire de instalațiile nucleare, este

relativ simpla.

A folosi orice tehnologie energetică si utilizarea RES prezintă unele inconveniente. Impactul instalațiilor eoliene asupra peisajului, riscul de contaminare a solului și al scăpărilor de metan la gazeificare, perturbarea echilibrului ecologic de către microhidrocentrale sunt câteva dintre acestea. Cele mai discutate inconveniente sunt însa cele legate de suprafața de teren

necesară și de intermitența și disponibilitatea lor.

Este cunoscut faptul ca pentru producerea unei puteri de 8 MW în instalații eoliene este

necesară o suprafata de 2 km , însa din aceasta numai 1% este efectiv ocupata de instalatii,

restul putând fi utilizată în continuare pentru agricultura. Și pentru producerea de energie

fotovoltaica sunt necesare suprafețe importante.

Proiectul pentru construirea Parcului Eolian Fântânele-Cogealac a fost inițiat de Continental Wind Partners LLC de la care a fost achiziționat în august 2008 de grupul CEZ. Prima turbină a fost pusă în funcțiune la 1 iunie 2010, iar ultima a fost conectată la rețea la 22 noiembrie 2012. Fiecare dintre turbinele eoliene este ridicată la înălțimea 100 de metri și are un diametru al rotorului de 99 de metri.

Parcul Eolian de la Fântânele-Cogealac

Proiectul Fântânele-Cogealac este compus din 240 de turbine eoliene care împreună au o capacitate de 600 MW. Acestea sunt controlate prin intermediul a două companii, Tomis Team, administrator al parcului Fântânele de 347,5 MW, și Ovidiu Development, administrator al parcului Cogealac de 252,2 MW. Ambele companii sunt controlate în proporție de 100% de CEZ.

Turbine eoliene

Conceptul de "energie solară" se referă la energia care este direct produsă prin transferul energiei luminoase radiată de Soare. Aceasta poate fi folosită ca să genereze energie electrică sau să încălzească aerul din interiorul unor clădiri. Deși energia solară este reînnoibilă și ușor de produs, problema principală este că soarele nu oferă energie constantă în nici un loc de pe Pământ. În plus, datorită rotației Pământului în jurul axei sale, și deci a alternanței zi-noapte, lumina solară nu poate fi folosită la generarea electricității decât pentru un timp limitat în fiecare zi. O altă limitare a folosirii acestui tip de energie o reprezintă existența zilelor noroase, când potențialul de captare al energiei solare scade sensibil datorită ecranării Soarelui, limitând aplicațiile acestei forme de energie reînnoibilă. Nu există nici un dezavantaj deoarece instalațiile solare aduc beneficii din toate punctele de vedere.

Panourile solare produc energie electrică 9h/zi (calculul se face pe minim; iarna ziua are 9 ore) Ziua timp de 9 ore aceste panouri solare produc energie electrică și în același timp înmagazinează energie în baterii pentru a fi folosită noaptea.

Panouri solare SAGS, Statele Unite

Instalațiile solare sunt de 2 tipuri: termice și fotovoltaice. Cele fotovoltaice produc energie electrică gratis. Cele termice ajută la economisirea gazului în proporție de 75% pe an. O casă care are la dispoziție ambele instalații solare (cu panouri fotovoltaice și termice în vid) este considerată "fara facturi" deoarece energia acumulată ziua în baterii este trimisă în rețea).

Instalațiile solare funcționează chiar și atunci când cerul este înnorat. De asemenea sunt rezistente la grindină (în cazul celor mai bune panouri).

Nellis Solar Power Plant este situat în Nellis Air Force Base , nord-est de Las Vegas , Nevada , Statele Unite ale Americii . Centrala ocupă 140 de hectare , cuprinde aproximativ 70.000 de panouri solare și generează 14 de megawati de energie solară.

Nellis Solar Power Plant

Există atât de multe avantaje ale utilizării surselor regenerabile de energie încât este surprinzător că ele nu sunt utilizate pe scară mai largă. Utilizarea durabilă a energiei impune folosirea surselor regenerabile de energie oriunde acest lucru este posibil pentru a păstra resursele de combustibili fosili și a limita poluarea mediului.

Capitolul III

Surse de energie alternative ce pot fi utilizate pentru alimentarea unui centru de depozitare portuar

3.1 Panouri fotovoltaice

Cucerirea de către om a noi surse de energie a constituit un factor fundamental în dezvoltarea societății. Prin anii 1850, pricipalul combustibil era încă lemnul, care a oferit treptat locul cărbunelui, prin 1910. Apoi, începând cu anii ’50 a fost detronat de combustibilul lichid și gazos, respectiv țiței și gaze.

Dintre formele noi de energie enumerăm energia solara, care așa cum putem vedea se folosește din ce în ce mai des de către popoare. Conversia luminii solare în curent electric se practica din jurul anilor ’60 când se folosea pentru alimentarea cu energie a aparatelor de bord instalate pe sateliti și alte nave cosmice, iar mai apoi, pentru balize luminoase pe mare sau pe aeroporturi. Tot din aceeași perioadă datează și primele utilizări ale energiei solare în scopuri pașnice: case solare (Japonia, Franta, SUA, Australia etc.), mașini solare de gatit (India, Mexic, SUA, Columbia etc.), refrigeratoare (Franta, Sri Lanka etc.), pompe solare pentru scoaterea apei din fântâni sau râuri (Mexic, Mauritania, Senegal etc.). Când spunem a “milioana parte” din ceva și mai ales a “miliarda parte” ne gândim la ceva atât de infim încât nici nu merita luat in seama. Și totusi… numai a doua miliarda parte din energia radiată de Soare este suficientă pentru cele peste patru miliarde de locuitori ai planetei noastre să poată trăi, pentru a exista viață pe Terra. Totodata, aceasta a doua miliarda parte înseamnă peste 100 000 ori mai mult decât întreaga energie produsă azi pe Terra în centralele electrice. Pe baza a numai 1/100 din energia solară pe care o primește deșertul Sahara în cursul unui an, s-ar putea obține întreaga cantitate de energie electrică necesară omenirii în prezent.

Panourile fotovoltaice, constituie soluția ideală pentru alimetarea cu energie electrică pentru case sau sedii de firmă amplasate izolat față de rețeaua electrică. Energia produsă de aceste panouri poate fi descărcată fie în rețeaua electrică fie în baterii de acumulatori. Din construcție, panourile fotovoltaice de produs energie electrică pot fi monocristaline sau policristaline și au puteri de la 5 Wp- 130 Wp pentru încărcarea bateriilor de12 V și de la 170 Wp – 230 Wp pentru încărcarea bateriilor de 24 V, iar modelele cu puteri cuprinse între 260W și 500W se folosesc în aplicații speciale, cu preponderență în zonele cu condiții de mediu dificile. Module situate pe sol, pe acoperiș sau pe terasa, acestea pot fi de tip izolat (Stand Alone) și se instalează în zonele în care nu există rețele electrice sau conectate la rețeaua electrică (Grid Connected ) în care sistemul produce electricitate pentru consumul de curent iar când acesta este în surpuls este livrat și contabilizat în rețeaua electrică.

Panourile fotovoltaice sunt sisteme capabile să transforme lumina (energia solară) direct în energie electrică, prin intermediul unui proces chimic complex. Energie electrică gratuită! Conversia este statică și nepoluantă, tocmai de aceea acest mod de producere a energiei electrice este unul ecologic.

Trebuie să facem diferența între panourile fotovoltaice și panourile solare termice, acestea din urmă fiind folosite la producerea de energie termică. La baza producerii energiei electrice stă celula fotovoltaică. Pe scurt, în contact cu razele soarelui, aceasta produce energie electrică. Pentru a intra în detaliu, ne-ar fi necesare însă cunoștințe de chimie destul de avansate: fotonii din razele solare “bombardează” atomii materialelor din care este realizată celula fotovoltaică. Sub această acțiune, aceștia tind să se elibereze și astfel se formează energia electrică. Majoritatea panourilor existente sunt rigide, dar în unele domenii se folosesc și panouri solare flexibile. În ambele cazuri, celulele fotovoltaice sunt protejate împotriva interperiilor, furtunilor sau razelor ultraviolete de un strat protector de sticlă specială. Astfel producătorii pot afirma că panourile fotovoltaice actuale sunt destinate unei utilizari de lungă durată, ce poate depăși 20 de ani.

După destinație, panourile fotovoltaice pot fi pentru conectare la retea (to grid, on-line) sau pentru descărcare în baterii (stand alone, off-line). Pentru utilizarea panourilor fotovoltaice într-o instalatie off-line mai sunt necesare unul sau mai multe regulatoare de încărcare (controler), baterii de acumulare a energiei electrice produsă de panourile fotovoltaice și invertor (convertor). De asemenea, panourile pot descarca energie electrică direct în rețeaua energetică publică.

O celula fotovoltaica de silicon e compusă din o foiță subțire de un strat foarte subțire de silicon de tip N, deasupra unui strat gros de silicon de tip P. Un câmp electric este creat deasupra suprafeței de sus a acelei celule unde cele două materiale intră în contact, numită jucția P-N. Când razele solare ajung la suprafața unei celule fotovoltaice, câmpul electric produce momentul și direcția la electronii stimulați de lumină, rezultând fluxul de curent când celulele solare sunt conectate la un încarcator electric.

Indiferent de mărime, o bucată de celulă fotovoltaică de silicon produce în jur de 0.5 – 0.6 volti în conformitate cu un circuit deschis, fără condiții de încărcare. Curentul ( și puterea ) de ieșire a unei celule fotovoltaice depinde de eficiența și mărimea suprafeței, și este proporțională cu intensitatea soarelui care ajunge la suprafața celulei. De exemplu, în condițiile în care lumina solară este foarte puternică, o celulă fotovoltaică comercială cu o suprafață de 160 cm^2 ( ~25 în ^2 ) va produce în jur de 2 wati, la putere maximă. Dacă intensitatea razelor solare au fost la 40% din putere, acea celulă va produce în jur de 0.8 wati.

Celulele fotovoltaice sunt conectate electric în circuite în serie sau în paralel, pentru a produce voltaj, curent și nivele de putere mai mari. Modulele fotovoltaice consistă în circuite fotovoltaice sigilate într-un mediu de protecție laminat, și sunt blocurile fundamentale construite din sisteme fotovoltaice. Panourile fotovoltaice includ una sau mai multe module fotovoltaice asamblate ca unități de domeniu instalabil. O matrice fotovoltaică este unitatea generatoare de putere completă, constând în orice număr de module și panouri fotovoltaice.

Sistemele fotovoltaice sunt ca și restul sistemelor generatoare de electricitate, doar că echipamentul e diferit decât cel folosit în mod conventional de alte sisteme generatoare electromecanice. Oricum, principiile de operare și interferare cu alte sisteme electrice, ramân aceleași, și sunt ghidate de un corp electric, coduri și standarde  bine stabilite.
Deși un matrice fotovoltaic produce putere când este expus la lumina solară, un număr de alte componente sunt necesare să conducă, controleze, convertească, distribuie și stocheze corect energia produsă de matrice.

În funcție de cerințele de funcționare și operare a sistemului, este nevoie de componente specifice, și pot include componente majore cum ar fi un invertor de putere CC-CA ( Curent continuu – Curent alternativ), controloare de sisteme și baterii, surse de energie auxiliară și câteodată încărcarea curentului specificat (aparatul). În plus, un asortiment de sistem de balansare (SDB) a obiectelor de metal, inclusiv cabluri, ……. , protecție de val și deconectarea aparatelor,și alt echipament de procesare a puterii.

Un sistem matric fotovoltaic înclinat spre sud va genera aproximativ 750/1500kWh/an pentru kWp instalat (in Europa). Deci un sistem normal de 2kWp ( aproximativ 20m² de module multicristaline) va genera aproximativ 1500/3000 kWp / an. Ieșirea va fi redusă de umbră sau orientări mai puțin optime, sau unghiuri înclinate.

Un preț normal pentru o clădire conectată la rețea , cu sistem fotovoltaic integrat, sistemul este între 6-7 euro / Wp, rezultând un preț de 12.000-14.000 euro pentru un sistem de 2kWp pentru o casa.

3.2  Panou solar termic

Spre deosebire de panourile solare  fotovoltaice, un colector solar, (captator solar, panou solar termic) este o instalație ce captează energia solară conținută în razele solare și o transformă în energie termică. Deoarece aproape întreg spectrul radiației solare este utilizat pentru producerea de energie termică, randamentul acestor colectoare este ridicat fiind în jur de 60 % – 75 % raportat la energia razelor solare incidente (200 – 1000 W/m² în Europa, în funcție de latitudine, anotimp și vreme).

Colector solar cu rezervor, utilizat pentru prepararea apei calde menajere.

Ideea utilizării efectului termic al radiației solare este veche. Încă din antichitate Arhimede a incendiat flota romană concentrând razele solare cu ajutorul oglinzilor.

În secolul al XVIII-lea naturalistul Horace-Bénédict de Saussure a construit precursorul colectorului solar de azi, o cutie simplă de lemn, cu interiorul vopsit în negru și acoperită cu sticlă. Cu acest prim colector solar s-a atins o temperatură de 87 °C.

La mijlocul secolului al XIX-lea francezul Augustin Mouchot a dezvoltat colectorul lui Saussure adăugându-i oglinzi concave, iar în anul 1878 la expoziția mondială din Paris a expus o mașină cu abur acționată cu energie solară și a făcut propunere utilizării acesteia pentru generarea de electricitate.

Principiu de funcționare

Din punct de vedere funcțional, componenta principală a colectorului solar este elementul absorbant care transformă energia razelor solare în energie termică și o cedează unui agent termic (apă, antigel). Cu ajutorul acestui agent termic, energia este preluată de la colector și este fie stocată, fie utilizată direct (ex. apă caldă de consum).

Pentru a reduce pierderile termice inevitabile, este nevoie de o izolare termică a elementului absorbant de mediul înconjurător. În funcție de tehnica utilizată în acest scop se deosebesc:

colectoare ce utilizează materiale izolatoare obișnuite;

colectoare în care izolarea termică se realizează cu ajutorul vidului dar au o tehnologie de fabricație costisitoare;

colectoare ce se bazează pe tehnici simple și care se utilizează la încălzirea bazinelor de înot.

Mod de construcție

Colectoare plate

În principiu, un colector solar are o carcasă metalică de formă dreptunghiulară în care se află montate celelalte elemente. Printr-un geam de sticlă, razele solare cad pe o suprafață care absoarbe aproape întregul domeniu spectral al acestora. Energia calorică rezultată nu se pierde, colectorul fiind izolat termic în toate părțile. Căldura de convecție spre exterior este limitată de unul sau mai multe geamuri. La colectoarele cu vacuum, aceasta este aproape în întregime eliminată. Căldura de radiație, datorată temperaturii proprii, este de asemenea împiedicată de geamul de sticlă care este opac pentru lungimile de undă mai mari. Această căldură este reținută în interiorul colectorului, echilibrul termic conducând la o temperatură mai înaltă decât în situația fără geam. Acest efect este cunoscut sub numele de efect de seră.

La colectoarele solare moderne se utilizează sticlă specială, cu un conținut cât mai mic posibil de fier și cu o rezistență mărită la grindină și încărcare cu zăpadă.

Colector solar.

Elementul absorbant, mai ales la colectoarele cu vid, poate prezenta o selectivitate față de lungimea de undă, astfel încât, pe de o parte, să absoarbă o gamă cât mai largă de radiație solară și, pe de altă parte, să aibă o emisie cât mai redusă în domeniul de infraroșu apropiat, pentru a reduce emisia de căldură

Elementul absorbant cedează căldura agentului termic ce curge prin conductele de cupru sau aluminiu atașate acestuia. Agentul termic transportă energia calorică la utilizator sau la un recipient de stocare. Unele instalații solare au circuitul agentului termic deschis, ceea ce înseamnă că prin conductele colectorului circulă chiar apa necesară utilizatorului, cum este cazul în principal al instalațiilor funcționând pe principiul termosifonului. În regiunile cu pericol de îngheț mai mare, se apelează totuși de regulă la circuite separate. Circuitul primar, cel al colectorului conține un lichid rezistent la îngheț (antigel). Din circuitul primar căldura este transferată prin intermediul unui schimbător de căldură apei din circuitul secundar, cel al utilizatorului.

Colectoare cu tuburi vidate

O construcție specială prezintă colectoarele solare cu tuburi vidate[1]. Ele se compun din tuburi paralele în spatele cărora se află reflectoare pentru concentrarea radiației solare. Tuburile vidate se compun din două tuburi de sticlă concentrice intre care este vid. Tubul din interior este înconjurat de o suprafață absorbantă de care este atașat un tub de cupru prin care circulă un agent termic.

Colector solar cu tuburi vidate.

Vidul dintre tuburi reduce la minimum pierderile de căldură prin convecție și conducție, permițând obținerea de performanțe superioare (randament și temperaturi mai mari).

Datorită temperaturilor mai mari instalația de încălzire poate necesita elemente speciale pentru eliminarea pericolului supraîncălzirii.

Detaliu colector solar cu tuburi vidate.

. Astfel de colectoare sunt mai eficiente în zonele cu temperatură moderată, utilizarea lor în zone calde justificându-se doar în instalații tehnice unde este nevoie de temperaturi mai mari. Un alt avantaj îl reprezintă faptul că suprafața absorbantă fiind mereu perpendiculară pe direcția razelor solare, energia absorbită este aproape constantă în cursul zilei.

Tehnologia utilizată la fabricarea acestui tip de colector este asemănătoare celei de la centralele termice cu jgheaburi parabolice.

Elementul absorbant

Elementul absorbant trebuie să capteze cât mai bine radiația solară, atât cea directă cât și cea difuză, și să o transforme în căldură. În același timp căldura cedată sub formă de radiație să fie cât se poate de mică. În termeni tehnici aceasta înseamnă că trebuie să se comporte selectiv față de lungimile de undă corespunzătoare celor două procese.

În țările cu climă mai caldă se întrebuințează adeseori componente acoperite doar cu așa numitele lacuri solare. Aceste lacuri sunt foarte rezistente la căldură și de regulă sunt de culoare neagră pentru a avea gradul de absorbție cel mai mare posibil pentru radiația solară. În același timp aceste lacuri au un nivel destul de înalt de emisie în zona de mijloc a radiației infraroșii – ca urmare o parte a căldurii captate va fi emisă din nou.

Pentru a reduce la minimum pierderile de energie, se va acoperi partea absorbantă cu un strat foarte selectiv. Astfel se pot obține coeficienți de absorbție de 94 % în banda de 0,4 … 0,8 µm lungime de undă și coeficienți de emisie de 6 % pentru lungimea de undă de 7,5 µm corespunzătoare radiației proprii a materialului absorbant.

Una din primele acoperiri cu materiale cu absorbție selectivă, utilizabilă în producția în serie, a fost acoperirea cu crom. Acesta se aplică pe suprafețele de aluminiu sau cupru pringalvanizare. Pe suprafața metalului apar firicele de crom care captează între ele razele de lumină, dar datorită mărimii lor reduse nu permit emiterea de lungimi de undă mai mari. O modalitate elaborată dar care însă nu a mai fost pusă în fabricație a avut ca bază acoperirea cu nichel.

Până prin anul 1977 procedeul de cromare era dominant pe piață. Între timp au apărut noi modalități de acoperire cu strat absorbant care permit obținerea de randamente mai mari pe de o parte, și prin renunțarea la procesele galvanice sunt mai ecologice din punct de vedere al producției și reciclării pe de altă parte.

Actualmente cel mai extins procedeu este cel de depunere în atmosferă de gaz inert a unui strat de titan de culoare albastră (procedeul PVD), care cu toate că în comparație cu negrul din cazul acoperirii cu crom are un coeficient de absorbție mai mic, prezintă o emisie mult mai slabă și ca atare un randament total mai mare. Primele acoperiri de acest tip s-au elaborat înGermania și au fost lansate pe piață de către TiNOX GmbH[2]. Teoretic se pot obține și alte culori ale stratului de acoperire, care însă nu au același randament.

O altă tehnologie a fost elaborată în anii 90 de către firma Interpane [3] care creează o structură de ceramică – metal (probabil tot pe bază de titan) care strălucește într-un ton de negru-albăstrui.

Cele două procedee de acoperire, până mai recent, erau posibile doar pe suprafețe de cupru, pentru aluminiu tehnici corespunzătoare au apărut doar de puțin timp pe piață. Chiar și în acest caz pentru transportul căldurii cu ajutorul agentului termic se utilizează conducte de cupru care se racordează prin sudare laser cu partea absorbantă.

Pe lângă materialul de acoperire utilizat, producătorii se disting și prin forma de realizare a părții absorbante. Frecvente sunt soluțiile ce utilizează o placă metalică ce acoperă toată suprafața interioară a colectorului. În acest caz conducta este sudată/lipită în formă de harfă sau serpentină pe spatele plăcii. Pe lângă aceasta există construcții pe bază de benzi de cca 10-15cm lățime pe reversul cărora se află câte o conductă sudată. Benzile mai apoi sunt racordate prin sudură la cele două capete la o conductă colectoare. O a treia formă este asemănătoare unei perne, pe spatele plăcii absorbante fiind sudată o a doua placă, formată prin stanțare. Agentul termic circulă printre cele două plăci. În principiu prima variantă de realizare prezintă eficiența cea mai mare. Dar pentru că producătorii, la început au putut utiliza noile procedee de obținere a straturilor foarte selective doar în cazul plăcilor de cupru cu dimensiuni limitate, mai ales în cazul modelelor mai vechi a fost posibilă utilizarea doar a benzilor. Între timp noile tehnologii permit fabricarea de plăci de până la 1200 mm lățime, ceea ce asigură o mai mare flexibilitate în variantele de fabricație. În schimb utilizarea benzilor pe de o parte face posibilă doar asamblarea în formă de harfă, pe de altă parte permite adaptarea mai ușoară la forma acoperișurilor (colectoare cu dimensiuni la cerere).

Utilizări

Colectorul solar este componenta principală a unei instalații termice solare și până în anul 2002 a fost utilizat îndeosebi pentru prepararea de apă caldă, iar recent își găsește aplicare și în furnizarea energiei necesare încălzirii clădirilor. Dacă este asociat cu un rezervor de stocare a energiei, se poate asigura încălzirea clădirii numai cu energie solară.

Vehicularea energiei termice între colectorul solar și locul de utilizare sau depozitare poate avea loc cu sau fără utilizarea unei surse de energie externă. În primul caz avem de-a face cu sisteme ce utilizează pompe acționate electric, sisteme de reglare automată etc., în al doilea caz se utilizează principiul termosifon bazat pe diferența de densitate a agentului termic la diferite temperaturi. Apa caldă se ridică în sus, pe când cea rece coboară. Altfel decât la încălzire centrală funcționând pe același principiu, în acest caz rezervorul trebuie să se găsească deasupra colectorului solar. Adesea colectorul solar și rezervorul constituie un bloc comun.

Schemă simplificată de prepararea apei calde menajere cu colector solar 1. Colector solar; 2. Comandă; 3. Pompă; 4. Vas de presiune; 5. Rezervor de apă; 6. Sursă de căldură complementară)

Cele mai cunoscute și frecvente utilizări ale colectoarelor solare este în prepararea apei calde menajere. La montare corespunzătoare a colectoarelor și a rezervorului, în Europa Centrală se poate asigura apa necesară pentru spălat și baie pe întreg pe o perioadă de cca. o jumătate de an (sezonul de vară). Teoretic se poate asigura căldura necesară consumului casnic pe parcursul întregului an, dar în acest caz este nevoie de o suprafață mai mare acoperită cu colectoare, rezultând un exces de apă caldă pe perioada verii. La o astfel de supradimensionare, randamentul investiției semnificativ mai mari va fi redus și nu va fi compensat de economia de combustibili fosili (gaz, păcură, lemn etc.) sau electricitate devenind nerentabil. Colectoare dimensionate economic, pot înlocui sau completa sursele de energie termică într-un procent suficient de mare contribuția la prepararea apei calde variind între 30 % și 100 % raportat la un an întreg.

Primele suprafețe mari acoperite cu colectoare solare au apărut după criza petrolieră din anii 70 fiind utilizate la încălzirea apei din bazinele de înot publice și private. Instalarea de colectoare solare a primit un impuls suplimentar în Germania datorită sprijinului guvernamental federal și celui al landurilor. Chiar și procese industriale utilizează energia termică solară. Un exemplu în acest sens îl prezintă încălzirea biomasei în procesul de preparare al biogazului.

Dacă instalațiile cu colectoare solare se racordează și la instalațiile de încălzire, se poate contribui și la reducerea costului cu încălzirea cu până la câteva zeci de procente. În cazul unei exigențe mai mari la întregul sistem se poate racorda un rezervor de stocare sezonieră a căldurii ceea ce va permite acumularea de suficientă energie calorică pentru a putea complet elimina utilizarea altor combustibili. Un astfel de rezervor de stocare de căldură, în cel mai simplu caz poate fi o cantitate suficientă de apă sau pietriș (cca. 20 t) din mijlocul clădirii sau subsolul acesteia.

Amortizarea unei instalații solare pentru producerea apei calde este posibilă în cca. 8 ani în condițiile unei construcții optime, a unei utilizări raționale și a existenței unui sprijin din partea statului la tendințele actuale de pe piața combustibililor fosili. Producătorii livrează colectoare solare cu o durată de viață previzibilă de cca. 20 ani. Durate de amortizare de peste 16 ani sunt posibile doar dacă instalația a fost necorespunzător proiectată, respective utilizată.

Pentru a dispune de apă caldă suficientă și în zilele ploioase colectoarelor solare li se atașează din construcție un rezervor special de apă caldă cu schimbător de căldură care în funcție de numărul de membri de familie poate avea o capacitate de 300-1500L. Pentru clădirile mai mari (blocuri, spitale, hoteluri, etc.), care datorită mărimii au o utilizare aproape continuă, putând avea un termen de amortizare mai redus, se construiesc rezervoare de stocare a căldurii industriale dimensionate corespunzător consumului. În rezervoarele obișnuite, circuitul primar al colectorului încălzește doar jumătatea de jos a acestuia, apa caldă ridicându-se datorită convecției și temperatura ajungând până la valoarea admisă de 95 °C.

3.3 Turbine eoliene

Dorința de electrificare a gospodăriilor de-a lungul Great Plains din anii 30 a impulsionat dezvoltarea de turbine eoliene battery-charging. Așa-numitele windchargers au premers turbinelor eoliene cu 2 sau trei palete actuale, folosite pentru furnizarea de electricitate pentru reședințele îndepărtate și pentru a asigura electricitate satelor din țările în curs de dezvoltare.

Criza petrolului din anii 1970 a fost un stimulent pentru preocupările de valorificare a energie eoliene ca o sursă verde, alternativă de electricitate. Turbinele de vânt uzuale moderne generează între 250-300KW putere, aproape de 10 ori mai mult ca turbinele tradiționale europene de aceeași mărime.

Mărimea turbinelor eoliene

Turbinele eoliene pot fi împărțite arbitrar în trei clase: mici, medii și mari. Turbinele eoliene mici sunt capabile de generarea a 50-60 KW putere și folosesc rotoare cu diametru între 1–15 m. Se folosesc în principal în zone îndepărtate, unde există un necesar de energie electrică dar sursele tradiționale de electricitate sunt scumpe sau nesigure.Unele mici turbine sunt așa compacte încât pot fi cărate în locații îndepărtate pe spatele calului.

Cele mai multe dispozitive eoliene sunt turbinele de dimensiune medie. Acestea folosesc rotoare care au diametre între 15–60 m și au o capacitate între 50-1500 KW. Cele mai multe turbine comerciale generează o capacitate între 500KW-1500KW..

Turbinele eoliene mari au rotoare care măsoară diametre între 60–100 m și sunt capabile de a genera 2-3 MW putere. S-a dovedit în practică că aceste turbine mastodont sunt mai puțin economice și mai puțin sigure în raport cu cele de dimensiune medie.

.Turbinele eoliene mari produc până la 1,8 MW și pot avea o paletă de peste 40 m, ele fiind plasate pe turnuri de 80 m.

Unele turbine pot produce 5 MW, deși aceasta necesită o viteză a vântului de aproximativ 5,5 m/s, sau 20 de kilometri pe oră. Puține zone pe pământ au aceste viteze ale vântului, dar vânturi mai puternice se pot găsi la altitudini mai mari și în zone oceanice.

Turbinele eoliene mici

O cerință necesară pentru utilizarea vântului la producerea de energie este un flux cât mai constant de vânt puternic. Puterea maximă pe care turbinele eoliene (WTS) sunt concepute pentru a o genera se numeste "putere nominală", iar viteza vântului la care se atinge puterea nominală este "viteza vântului la putere nominală ". Aceasta este aleasă pentru a se potrivi regimului vitezei vântului din teren, și în general, este de aproximativ 1,5 ori mai mare decât viteza medie a vântului în teren. O modalitate de clasificare a vitezei vântului este Scara Beaufort care oferă o descriere a caracteristicilor vântului. Acesta a fost inițial concepută pentru marinari și a descris starea mării, însă, ulterior a fost modificată pentru a include efectele vântului în teren.

Turbinele eoliene folosesc energia cinetică a fluxului de vânt. Rotoare lor reduc viteza vântului de la v1 – viteza vântului neperturbat mult în fața rotorului la v2 – o viteză a vântului în spatele rotorului. Această diferență de viteză este o măsură a energiei cinetice extrase care învârte rotorul și, la capătul opus al arborelui, generatorul electric conectat. Puterea produsă de o turbină eoliană este dată de relația:

P = ρ2cpηAv1³

unde ρ densitatea aerului, cp coeficient de putere, η randament mecanic/electric, și A aria discului rotoric.

Fluxul de vânt, printr-o turbină eoliană

Costul energiei eoliene se încadrează între 5-8 euro cenți pe kWh și se preconizează să scadă până la 4 euro cenți pe kWh în viitorul apropiat. Întreținerea proiectelor folosind energia eoliană este simplă și ieftină. Taxele pentru închirierea terenului plătite către fermieri oferă venituri suplimentare în comunitățile rurale. Companiile locale care realizează lucrările de construcție a parcurilor eoliene, oferă pe termen scurt, locuri de muncă la nivel local, în timp ce pe termen lung sunt create locuri de muncă pentru lucrări de întreținere. Energia eoliană este o industrie cu creștere rapidă la nivel mondial. Există aproximativ 60 de producători la nivel mondial, cei mai mulți dintre ei fiind europeni.

3.4 Pompe de căldură

O pompă de căldură este o instalație care, consumând lucru mecanic, transferă căldură de la un mediu de temperatură mai joasă (mai rece) la altul de temperatură mai înaltă (mai cald). Cantitatea de căldură transmisă mediului cald este mai mare decât lucrul mecanic consumat. Aceste instalații se folosesc în general pentru încălzire.

Pompa de caldură este un dispozitiv cu ajutorul căruia se poate transporta căldură de la o locație ("sursă") la o altă locație ("radiator" sau "schimbător de căldură") folosind lucru mecanic, de obicei în sens invers direcției naturale de mișcare a căldurii. Majoritatea pompelor de căldură sunt folosite pentru a muta căldura de la o sursă cu temperatură mai mică la un radiator cu temperatură mai mare. Cele mai comune exemple de astfel de pompe se regăsesc în frigidere, congelatoare, aparate de aer condiționat și invertoare de căldură.

Funcționarea pompelor de căldură se bazează pe proprietățile unui fluid la schimbarea stării de agregare, mai precis la lichefiere si evaporare. Cel mai adesea pompele de căldură extrag căldura din aer sau pământ, motiv pentru care unele din ele nu mai lucrează eficient când temperatura mediului scade sub -5 °C.

Operare

În conformitate cu principiul al doilea al termodinamicii, căldura nu poate “curge” spontan dintr-o locație mai rece într-o zonă mai caldă; lucru mecanic este necesar pentru a realiza acest lucru.

Având în vedere că pompa de căldură sau frigiderul utilizează un anumit lucru mecanic pentru a muta lichidul refrigerant, cantitatea de energie depusă pe partea de cald este mai mare decât cea luată din partea rece.

Cele mai întâlnite pompe de căldură funcționează prin exploatarea proprietăților fizice ale unui fluid cunoscut sub denumirea de "agent frigorific" atunci când acesta trece prin procese de evaporare și de condensare.

Reprezentare schematică a ciclului de funcționare prin vaporizare-condensarepentru o pompa de căldură: 1) condensator, 2) supapă de expansiune, 3) evaporator, 4) compressor.

Fluidul de lucru, în stare gazoasă, este sub presiune și circulat prin sistem prin intermediul unui compresor. La ieșirea din compresor, gazul acum fierbinte și sub presiune mare este răcit într-un schimbător de căldură numit "condensator", până când condensează într-un lichid aflat la o presiune mare și o temperatură moderată. Agentul frigorific condensat trece apoi printr-un dispozitiv de scădere a presiunii ca o supapă de expansiune, un tub capilar, sau eventual un dispozitiv extractor de lucru mecanic, cum ar fi o turbină. După acest dispozitiv, lichidul refrigerant aflat acum într-o stare quasi-lichidă trece printr-un alt schimbător de căldură numit "evaporator" în care agentul refrigerant se evaporă prin absorbție de căldură. Fluidul revine astfel la compresor și ciclul se repetă.

Într-un astfel de sistem este esențial ca agent frigorific ajungă la o temperatură suficient de mare atunci când comprimat, deoarece conform legii a doua a termodinamicii caldura nu poate curge dintr-un mediu rece la unul mai cald. Practic, acest lucru înseamnă că agentul frigorific trebuie să ajungă la o temperatură mai mare decât cea ambientală în jurul schimbătorul de căldură din partea de presiune inaltă. În mod similar, lichidul trebuie să ajungă la o temperatură suficient de scăzută după expansiune pentru a putea absorbi energie termică din mediul rece, adică lichidul trebuie să fie mai rece decat mediul înconjurător schimbătorului de căldură din partea de joasă presiune. În special, diferența de presiune trebuie să fie suficient de mare pentru fluidul să condenseze în partea fierbinte și să se poată încă evapora în regiunea de presiune mai mică, la partea rece. Cu căt se dorește o diferență de temperatură mai mare, cu atât mai mare diferența de presiune necesară va fi mai mare și prin urmare, mai multă energie necesară pentru a comprima fluidul. Astfel, în cazul tuturor pompelor de căldură, eficiența energetică (cantitatea de căldură mutată pe unitate de lucru mecanic consumat) scade cu creșterea diferenței de temperatură.

Frigiderele, aparatele de aer condiționat precum și unele sisteme de încălzire sunt aplicații obișnuite care utilizează această tehnologie. Datorită necesarului foarte variat de temperaturi și de presiuni, sunt disponibili mulți agenți frigorifici diferiți.

În aplicații din domeniul climatizării, o pompă de căldură se referă în mod normal la un dispozitiv de vaporitare-condensare care include o supapă dublu-sens și schimbătoare de căldură optimizate, astfel încât direcția fluxului de căldură poate fi inversat. Prin intermediul supapei se selectează direcția pe care circula agentul refrigerant pe parcursul unui ciclu și prin urmare, pompa de căldură poate furniza unei clădiri fie încălzire fie răcire. În climatele mai reci setarea implicită a supapei este de încălzire, în timp ce setarea implicită în climatele calde este de răcire. Pentru că cele două schimbătoare de căldură, condensator și vaporizator, trebuie să schimbe între ele funcțiile, ele sunt optimizate pentru a efectua în mod corespunzător în ambele moduri. Ca atare, eficiența unei pompe de căldură reversibilă este de obicei ușor mai mică decât cea a două mașini separate optimizate pentru un singur proces.

În aplicațiile de instalații sanitare, o pompa de caldură este uneori utilizată pentru incălzirea sau preîncălzirea apei pentru piscine sau încălzitoare de apă menajeră.

În aplicatii oarecum rare, ambele capacități atât de extracție cât și de adăugare de căldură pot fi utile și de obicei rezultă în utilizarea foarte eficientă a energiei de intrare. De exemplu, atunci când un aparat de aer condiționat folosit pentru răcire poate fi adaptat la un aparat pentru încălzirea apei, o singură pompă de căldură poate sluji la două scopuri utile. Din păcate, aceste situații sunt rare din cauza cererii semnificativ diferite pentru profile de încălzire și răcire.

Pompele de caldură folosesc căldura mediului înconjurator acumulată în apă, sol sau aer. Această căldură nu este altceva decât energia solară absorbită de aceste medii, respectiv căldura existentă în scoarța terestră. Acesta este motivul pentru care energia din mediul înconjurator este energie regenerabilă și stă în cantități nelimitate la dispoziție. Față de sursele de energie fosile, cele alterntive au avantajul capacității permanenței regenerări. Pe lângă aceasta, energia din mediul înconjurator se prezintă sub forma unei furnizări decentralizate de energie termică, care stă oricând la dispoziție și care poate fi folosită fără sisteme de alimentare pretențioase și fără încurajarea monostructurilor energetice.

Sursele de caldură, respectiv sistemele de încălzire cu pompe de caldură pot fi împartite in geotermice (cu căldură din pământ) ți aerotermice (cu căldură din aer). Folosirea căldurii reziduale și creșterea eficienței energetice se regăsesc îndeosebi la aplicarea tehnicii pompelor de caldură în industrie și la încălzirea localităților. În aceste cazuri se utilizează pompe de caldură de mare capacitate, pompe de caldură industriale.

În România, aproximativ 160 de sisteme de încălzire și răcire pe bază de pompe de căldură au fost comercializate în anul 2008. Costul unui astfel de sistem de încălzire și răcire este de la circa 25.000 până la 100.000 euro pentru o casă cu o suprafață de până la 120-150 de metri pătrați.

CAPITOLUL IV

Studiu de fezabilitate privind implementarea RES pentru alimentarea unui centru de depozitare portuar

4.1 LOCALIZARE DANA DE OPERARE

Portul Constanta

Portul Constanta este cel mai mare port maritim la Marea Neagra , si unul dintre cele mai importante porturi ale Comunitatii Europene , inclus in Coridorul IV Pan-European. Este principala ruta comerciala de acces intre tarile Asiei Centrale si Comunitatea Europeana dar si principal port de tranzit si centru de depozitare si distributie intre tarile riverane Marii Negre si Orientul Mijlociu.

Portul Constanta

Acesta este împărțit în trei subdiviziuni:

Portul maritim, care are o capacitate de operare anuală de 100 milioane de tone și este deservit de către 140 dane funcționale permițând accesul navelor cu o capacitate de până la 220.000 tdw.

Portul fluvial permite accesul oricărui tip de navă fluvială având o capacitate de operare anuală de 10 milioane de tone. Prin acest port trec zilnic aproximativ 200 de nave fluviale.

Portul turistic este un punct de reper important pentru navele de pasageri care navighează de-a lungul Mării Negre.

De asemenea, Portul Constanța are mai multe terminale:

vrac lichid: petrol brut, produse petroliere rafinate și nerafinate

vrac solid: minereu, cărbune, cocs, cereale, ciment vrac și materiale de construcții

mărfuri generale: produse chimice, produse alimentare, cherestea și produse metalice

containere: este cel mai mare terminal de containere de la Marea Neagră cu o capacitate anuală de peste 1.000.000 TEU

ro-ro/ferry: nave ce pot acomoda pana la 4.800 de vehicule/legături prin ferry-boat cu alte țări riverane Mării Negre

pasageri: o capacitate anuală de 100.000 de pasageri.

Portul Constanța are legături rutiere și feroviare cu toate rutele majore de transport ale României și de asemenea este cel mai mare port situat la Marea Neagră.

În anul 2007, pe platforma portuară din Portul Constanța lucrau 20.000 de oameni, iar 5.000 dintre aceștia lucrau ilegal, 16 ore pe zi.

În anul 2008, Portul Constanța a înregistrat un trafic de 61,9 milioane tone, din care 50,5 milioane tone transport maritim și 11,4 milioane tone transport fluvial

Simplificarea procedurilor vamale prin introducerea notiunii de “port liber” permite in prezent o mai mare operativitate a transportului maritim.

Operările de nave se fac în DANA 53:

4.2 SITUARE , UTILAJE , FACILITĂȚI , DATE TEHNICE

DANA 53 – Depozit frigorifer, cladire administrativa, platforma containere

Lungimea danei: 210m

Adancimea apei :10.2m

Capac. Max a navei la acostare : 10000 tdw

Echipamente la dana : 3 macarale portic tip Bocsa de 5 tf x 32 m, putere totala 110 kw/macara

Caile de acces la obiectiv: prin Portile nr. 1, 5 si 6 ale Portului Constanta.

Vecinatatile obiectivului sunt:

– la nord – S.C. SOCEP S.A.;

– la est – Marea Neagra;

– la sud – S.C. CHIMPEX S.A.;

– la vest – Triaj cai ferate.

Mod de operare

Transport direct nava-auto sau nava-vagoane

Transport indirect , nava-depozit sau depozit -auto sau vagoane.

Operare nava-depozit

Marfa se preia cu macara de la navaă și este transferată direct în apropierea depozitelor frigorifice, fără transport și manipulări intermediare. Marfa se transferă la depozit cu motostivuitoare , iar în interior marfa paletizată se poate stivui pe 5 rânduri suprapuse, fiind deservită de electrostivuitoare. .

La cererea clientilor se pot executa și alte operațiuni cum ar fi înfoliere , etichetare , reambalare , etc.

Utilaje folosite : electrostivuitoare – sarcina de ridicare 1600 kg , înalțimea de ridicare 5 m , motostivuitoare – sarcina de ridicare 3.5 tone, înalțimea de ridicare 3.3 m

Tip de marfă operata

Cutii , saci , vrac , marfa paletizata, congelate -8-22 , refrigerate 0-4 , marfuri generale.

Facilitati:

• depozite frigorifice cu capacitate de 50.000 mc răciți ,echivalent 8000 tone marfă congelată sau refrigerată , în imediata proximitate a danei

• vârf de trafic în dana 53 : 200.000 t marfă pe an

• depozite marfuri generale

• platformă pentru containere frigorifice cu alimentare la prize de 380V pentru 122 containere

• nu există transport și manipulări intermediare

• durata minimă de circulație a mărfurilor între navă și depozite

• durata minimă a menținerii coletelor în atmosfera exterioară camerelor frigorifice

• temperaturi în depozite permanent monitorizate , furnizare de grafic de temperatură

• acces facil la rețeaua rutiera și de cale ferată

Interior depozit frigorific Dana 53

4.3 Caracteristici tehnice

4.3.1 Depozit frigorifer și corp anexa central (administrativ)

Frigoriferul are o capacitate de 50.000 mc răciți, echivalent 8.000 tone depozitare simultană și poate realiza două regimuri de temperaturi ale aerului din camerele frigorifice:

a) -18 … – 22o C pentru depozitarea produselor congelate (carne, pește, unt etc.)

b) 0 … +4o C pentru produsele refrigerate (legume/fructe ,brânzeturi, citrice etc.)

Frigoriferul este de tip orizontal pentru stocaj general, și este compartimentat în 6 camere frigorifice mari, cu suprafața de 1.000 mp/cameră și 4 camere mici de 280 mp/cameră.

Un culoar central separă frigoriferul în două jumătăți simetrice, denumite tronsoane.

De jur-împrejurul camerelor firgorifice sunt culoare de circulație, din care cele laterale cu lățimea de 12 m fiecare, prevăzute cu linii de garaj C.F si cu câte 2 cântare electronice cu etichetare. .

Aceste două culoare reprezintă principalele suprafețe de lucru, pentru manipularea produselor între camerele frigorifice (primiri sau expedieri), de la/la vapoare, auto sau vagoane.

Camerele frigorifice au înălțimea medie de 7 m (acoperișul e ușor în pantă pentru scurgerea apelor pluviale).

Produsele congelate ambalate în cutii din carton se stivuiesc pe paleti metalici din teava, de tipul cu montanti (I x L x h = 1.200 x 1.600 x 1.200 mm), care la rândul lor se stivuiesc cu electrostivuitoare pe 5 rânduri suprapuse, deci în total 6 m înalțime.

Construcția frigoriferului se sprijină pe 2.200 buc piloni din beton armat, lungi de 8…12 m, bătuți cu soneta prin umplutură (stratul) de pământ, până la vechiul fund calcaros al mării.

Capetele pilonilor de la cota zero a terenului (+ 2 m fata de nivelul marii) sunt unite prin fundații masive din beton armat, tip grindă, turnate monolit, ca un labirint.

Pe aceste fundatii sprijina radierul (pardoseala) frigoriferului, executat din plăci prefabricate din beton armat, ca si intreaga structură de rezistență a cladirii (stâlpi si grinzi prefabricate din beton armat)

Zidurile sunt executate din caramida si mortar, cu grosimea de 37,5 cm.

Între cota zero a terenului, fundatie si radier, există niste spații (canale) libere, care comunica între ele si formeaza asa numită “pernă de aer” a frigoriferului. Două prize de aer exterior din partea vestică a frigoriferului și două canale practicate prin cheul danei 53 comunică cu “perna de aer”. Se creează astfel un tiraj natural al aerului care nu permite înghețarea solului de sub camerele frigorifice.

Acoperișul este executat din plăci (grinzi) “T”, prefabricate din beton armat, lungi de 28 m si late de 2 m, perforate cu găuri rotunde de 8 cm în diametru, pentru difuzia vaporilor de apă din izolații.

Deasupra acoperișului este izolația frigorifică executata din 3 straturi de plăci din polistiren expandat, cu o grosime totala de 30 cm, si acoperită cu hidroizolatie din 3 straturi de pânză și carton asfaltate.

Pereții exteriori au izolație frigorifică din polistiren expandat în grosime de 24 cm, aplicată în interiorul camerelor frigorifice, iar pardoselile au izolații executate din trei straturi de plăci de plută granulată și bitumată tip ASKO, în grosime totală de 30 cm, peste care s-a turnat placa de beton armat de uzură a pardoselii. Izolațiile din plăci de plută a pardoselii permit preluarea presiunii exercitate de greutatea produselor depozitate și de circulația electrostivuitoarelor. În anii 1986-1988 , la tronsonul 2 al frigoriferului (camerele 5,6,7,8,9 si C.F. II), s-a executat un volum important de lucrări de investiții pentru autorizarea sanitar veterinară a depozitării produselor alimentare destinate exportului in tarile U.E. si S.U.A. În cadrul acestui program s-au refacut izolațiile frigorifice la pereți si sau placat cu tablă inox pentru o mai ușoară spălare și dezinfecție periodică. Pereții despărțitori de la camerele 5, 6 si 7 s-au înlocuit cu placi cu spuma de poliuretan. S-au refacut pardoselile din beton , s-au înlocuit ușile frigorifice cu altele noi și s-au refacut hidroizolațiile la acoperiș.

Ușile frigorifice, în total 18 buc., sunt de tip glisant, executate din tablă inox la interior cu izolație din plăci polistiren, prevăzute cu perdeli de aer, fără sistem de încalzire a tocurilor, si sunt acționate manual.

Suprafețele construite (Sc) și suprafețele desfășurate (Sd) are frigoriferului sunt:

a. cladire frigorifer (parter, partial si etaj) cuprinde camerele frigorifice, culoarele de circulatie si culoarele tehnice de la etaj

Sc = 12.760 mp

Sd = 14.300 mp

b. corp tehnic, compus din sala compresoare si instalatii frigorifice, post trafo de 6/0,4 kv, 2 x 1000 KVA, tablou electric general de 2000 kw, 0,4 kv, 50 Hz, punct termic, atelier mecanic, grup sanitar mecanici

Sc = 1.520 mp

Sd mp = 2.100

c. corp administrativ (P+1), la parter sunt vestiarele si grupul sanitar pentru docheri, spalatoria de echipament de lucru si atelierul de reparatii electrostivuitoare, iar la etaj sunt birourile administratiei .

Sc = 720 mp

Sd = 1.420 mp

d. casa pompe pentru recircularea apei de mare la condensatoarele de amoniac, adapost pentru

electrostivuitoare si statie redresori incarcare baterii (P)

Sc = 190 mp

INSTALAȚIILE FRIGORIFICE folosite sunt de tipul cu compresie de vapori de amoniac în una și două trepte de comprimare, răcire directă, cu circulație forțată a amoniacului lichid prin răcitoarele de aer cu ajutorul pompelor de amoniac. Funcționarea lor se bazează pe proprietățile elastice ale gazelor ce se manifestă prin creșterea temperaturii lor in timpul comprimării și scăderea acesteia în destindere. Amoniacul, unul dintre cei mai folosiți agenți frigorifici, prezintă o caldură mare de vaporizare, în jur de 300 kcal/kg sensibilitate redusă față de impurități și umiditate, posibilitatea de depistare a neetanșeităților prin mirosul caracteristic.

Capacitatea frigorifică totală a instalațiilor, raportată la condiții normale de temperatură (+25/-10 °C) este de 3.420.000kcalN/ora. Instalațiile de răcire sunt structurate pe două circuite de răcire :

– circuitul principal presupune obținerea unei temperaturi de -18/-22°C în cele 10 camere frigorifice, la o temperatură de vaporizare a amoniacului de -30°C ;

– circuitul secundar, care deservește camerele 3,4,8 si 9 și realizează o temperatură de 0/+4°C, la o temperatură de vaporizare de -13°C ; aceste camere sunt racordate la ambele circuite de răcire,

trecerea de pe un circuit pe altul făcându-se în funcție de regimul de temperatură necesar produselor depozitate, congelate sau refrigerate.

Principalele utilaje componente ale instalațiilor frigorifice sunt :

– compresoare tip 6 AWD-20 : 5 buc. ;

– compresoare 3 BAV-20 : 6 buc. ;

– separatoare-acumulatoare de amoniac tip SA-6,5 : 4 buc. ;

– pompe de amoniac lichid tip TPCL-10/20 : 8 buc. ;

– rezervoare de amoniac lichid R-200 : 3 buc. ;

– condensatoare de amoniac tip TCMOCA-300 : 4 buc. ;

– pompe centrifuge de recirculare a apei de mare tip Terma-20 : 3 buc. ;

– racitoarele de aer tip panou : 14 buc. ;

– racitoare de aer tip RAA : 27 buc.

Amoniacul este adus cu cisterna, depozitat în rezervoarele plasate în afara sălii de mașini care sunt racordate la punctul de umplere prin teavă de oțel, fără sudură.

Utilizarea ca agent de răcire a apei de mare prezinta avantaje economice.

INSTALATIA DE INCALZIRE

Asigurarea apei calde menajere și a agentului termic pentru încălzire se face în centrala termică în care funcționează două cazane tip NEW CONFORT, având Pu 400.000kcal/h, respectiv Pu 500.000 kcal/h, cu arzătoare monobloc tip CIB UNICAS, pe bază de combustibil lichid tip M (Calorex).

Centrala termică mai dispune de două pompe de circulație în cazan, două pompe de circulatie încalzire, o pompă circulație apă caldă menajeră, o pompă circulație agent termic la boilere și la schimbătorul pentru apa caldă menajeră și o stație de dedurizare. Coșul centralei are o înălțime de aproximativ 6 m și o secțiune de 50x50cm.

4.3.2 TERMINALUL DE CONTAINERE FRIGORIFICE

Terminalul de containere din Dana 53

• Amplasament: Dana 53, pe latura nordică a depozitelor frigorifice.

• Suprafata : 4250 mp , imprejmuită de un gard de plăci de beton armat, inalt de 3 m pe laturile dinspre est, vest si nord, iar pe latura dinspre sud (dinspre frigorifer) de un gard de caramida inalt de 2 m.

• Capacitate : 122 containere frigorifice cuplate la prize de 380 V.

• Servicii oferite : depozitare containere pline / goale , racordare la prizele de alimentare cu energie electrica, supraveghere tehnica, urmarirea parametrilor de functionare , paza, descarcarea / incarcarea produselor din containere cu utilaje si echipe proprii de docheri.

Lucrare de investitii terminată si pusă in funcțiune în anul 1991, platforma de containere frigorifice este amplasată la dana 53, în lungul laturii de nord a frigoriferului.

Platforma ocupă o suprafață de teren de 4250 mp. Tot aici există și un corp tehnic de deservire (P+ E).

Terminalul are un corp tehnic de deservire (parter + etaj) în care este amplasat un post de transformare de 1000 kvA, 6/0,4 kv, un tablou electric general de forță și lumină si unele servicii comune cu ale frigoriferului (atelier de reparatii electric).

Din tabloul electric general pleacă un fascicol de 50 cabluri electrice pentru alimentarea a 122 prize electrice ale containerelor la rețeaua electrica de 380 volti a terminalului.

Suprafața construită a corpului tehnic este Sc = 280 mp, iar suprafața desfașurată

Sd = 540 mp.

Capacitatea maximă de depozitare a platformei este de 122 containere alimentate electric.

4.4. Surse alternative de energie și calcul pentru determinarea aportului anual

Sursele energetice regenerabile vor fi incurajate dupa cum prevede programul national pentru surse energetice regenerabile. Acestea reprezinta o sursa interna ce poate duce la reducerea importurilor si imbunatatește totodata siguranta alimentarii cu energie. Sursele de energie regenerabila ( biomasa, microcentralele eoliene, energia geotermala,etc.) reprezinta o sursa importanta de energie, chiar daca pe ansamblu contribuția lor e mica.

Sectorul energetic reprezinta infrastructura strategica de baza a economiei naționale, pe care se bazeaza intreaga dezvoltare a țarii. In același timp, energia reprezinta o utilitate publica cu un puternic impact social. Din aceste considerente, abordarea dezvoltarii acestui sector important al economiei nationale a Romaniei, este facuta cu mecanisme specifice ca pentru o utilitate de interes public, care are nevoie de mai multe mecanisme competitive, in care prețul sa se formeze printr-o competiție libera intre o diversitate de furnizori si clienți, care in mod gradual devin liberi sa-și cumpere energia de care au nevoie, bazat pe mecanisme de piata stabile si transparente supravegheate de autoritatile de reglementare si operatorii comerciali.

Se crede că potențialul tehnic mondial al energiei eoliene poate să asigure de cinci ori mai multă energie decât este consumată acum. Acest nivel de exploatare ar necesita 12,7 % din suprafața Pământului (excluzând oceanele) să fie acoperite de parcuri de turbine, presupunând că terenul ar fi acoperit cu 6 turbine mari de vânt pe kilometru pătrat. Aceste cifre nu iau în considerare îmbunătățirea randamentului turbinelor și a soluțiilor tehnice utilizate.

4.4.1 Energia Eoliană

În sectorul eolian din România au investit CEZ (Cehia), ENEL (Italia), Energias de Portugal (Portugalia) și Iberdrola Renovables (Spania).

CEZ a instalat 115 turbine la Fântânele, 90 dintre ele fiind deja legate la rețeaua națională de energie electrică. Eolienele au cca 100 m înălțime. Turbinele pentru parcul eolian construit de CEZ sunt livrate de către gigantul industrial american General Electric.

Energias de Portugal (Portugalia), al treilea cel mai mare investitor în energie eoliană la nivel mondial, a terminat construcția unui parc eolian de 69 MW la Cernavodă, în mai 2011. Energia poate alimenta 70 000 de gospodării și a costat 200 milioane de dolari. La această dată în Dobrogeasunt construite deja parcuri eoliene care însumează 600MW.

În 2009 erau instalați doar 14 MW. În 2010, în centralele eoliene erau instalați în total 462 MW. România a ajuns, în 2011, la 850 MW instalați în total în eolian (adică o putere mai mare decât cea a unui reactor nuclear de la Cernavodă). Un MW instalat costă 1,6 milioane de euro.

La începutul anului 2012, în Dobrogea există peste 500 de turbine eoliene. Cehii de la CEZ, portughezii de la EDP sau italienii de la Enel au investit în energie eoliană în Dobrogea.

În România, la începutul anului 2012, există peste 1000 de turbine eoliene care produc 3% din totalul de energie. Investițiile în eoliene au creat până acum 1000 de locuri de muncă.

Eolienele din România produc, în medie 150 – 200 de megawați-oră. Costul energie eoliene este de 170 de euro pe megawatt/oră, de aproape trei ori mai mult față de energia produsă de hidrocentrale.

Potrivit hărții energiei "verzi", potențialul României cuprinde 65% biomasă, 17% energie eoliană, 12% energie solară, 4% microhidrocentrale, 1% voltaic + 1% geotermal. În România, cu excepția zonelor montane, unde condițiile meteorologice dificile fac greoaie instalarea și întreținerea agregatelor eoliene, viteze egale sau superioare nivelului de 4 m/s se regăsesc în Podișul Central Moldovenesc și în Dobrogea. Litoralul prezintă și el potențial energetic deoarece în această parte a țării viteza medie anuală a vântului întrece pragul de 4 m/s.

În zona litoralului, pe termen scurt și mediu, potențialul energetic eolian amenajabil este de circa 2.000 MW, cu o cantitate medie de energie electrică de 4.500 GWh/an.

Accentul unei analize asupra infrastructurii portuare este de a determina în mod special:

• Caracteristicile necesare ale unei instalații portuare să fie considerată un punct de așteptare adecvat pentru construcție de instalațiile offshore de generare eoliană;

• Diferența dintre caracteristici tradiționale instalației portuare și cele necesare pentru livrare, depozitare, manipulare și desfășurarea de mari componente eoliene offshore;

• Partea portuară (de navigație) și zona publică (a instalațiilor portuare) are nevoie de instalatii scop-a construit și navele de livrare component (acum și în viitor).

Turbina eoliana este echipamentul care asigura transformarea fortei vantului in energie electrica. Astfel, aceasta este echipata cu un rotor cu trei pale echidistant dispuse pe butucul rotorului, care sunt puse in miscare de rotatie de forta vantului. Viteza de rotatie a palelor este direct proportionala cu viteza masei de aer, cu densitatea aerului si implicit cu temperatura aerului care strabate rotorul. Miscarea rotorului este transmisa prin intermediul unui reductor generatorului de curent electric, care in functie de caracteristicile constructive genereaza curent electric la anumiti parametri. Curentul electric generat de ansamblul turbina-generator este apoi trimis in reteaua nationala de energie electrica prin intermediul unei statii de transformare.

Fiecare turbina eoliana este echipata cu transformator, ce functioneaza uscat, eliminand din functionare uleiul de racire. Respectivele posturi de transformare sunt amplasate in interiorul turbinelor, la baza turnului.

Suprafata construita a platformei va fi de 1000 mp. Se vor construi 36 platforme, cate una pentru fiecare turbina eoliana. Platformele de montaj sunt construite astfel incat sa reziste la o sarcina de 12 t/axa. Pe aceste platforme urmeaza sa se desfasoare procesele de preasamblare ale turbinei eoliene conform tehnologiei de montaj, precum si activitatile de montaj cu macara de mare capacitate. Se intentioneaza ca operatiunile de preasamblare si montare sa se incredinteze furnizorului de echipamente care va fi eligibil. Pe una din laturile acestor platforme se vor amplasa de catre constructor 3 containere, astfel:

– 2 containere termoizolate cu dimensiunile de 6m x 2,4m x 2,4m avand functiunea de vestiar si birou. Suprafata unui container: 14.4 m2 (6 x 2.4).

– 1 container de 6m x 2,4m x 2,4m avand functiunea de magazie.

Langa platforma va fi amplasata si o toaleta ecologica uscata si un rezervor de apa de 200 l sau 1000 l. Pe fiecare amplasament vor lucra concomitent 10 persoane. Asigurarea utilitatilor pe amplasament:

Energia electrica 380/220V va fi asigurata prin intermediul unor grupuri electrogene mobile. Alimentarea acestora cu combustibil se va face zilnic din rezervoare care se vor transporta cu auto speciale.

Apa necesara, destinata igienei personalului, se estimeaza la un consum de cca 200l/zi si se va asigura la spalatoarele containerelor din rezervorul de apa. Rezervoarele se vor alimenta zilnic sau ori de cate ori este nevoie.

Comunicatiile se vor realiza prin telefonie mobila.Ulterior constructiei turbinelor, platformele de montaj vor deveni zone de mentenenta pentru asigurarea accesului masinilor de mentenata.

Fundatia din beton asigura preluarea eforturilor intregii constructii. In general solutia aleasa pentru realizarea fundatiei depinde de structura geologica a solului. Turbinele eoliene se vor fixa la sol prin fundatii cu diametrul de cca. 19 m, avand aproximativ 5,6 m adancime. Fundatia fiecarei turbine va fi subterana, tip radier general din beton armat, ocupand o suprafata de aproximativ 300 m2 . Montarea turnului metalic se face pe acest radier prin intermediul unui inel metalic ancorat in acesta prin pretensionare. Prinderea turnului se va face cu ajutorul unor buloane pretensionate. Solutia de imbunatatire a solului se realizeaza cu coloane din material granular prin vibroindesare in numar de aprox. 112 buc pentru fiecare fundatie. Fundatia de beton sta simplu rezemata pe aceste coloane. Anumite utilaje isi vor desfasura activitatea permanent pe amplasamentul parcului in perioada constructiei (excavatoare, buldozere), in timp ce alte utilaje vor fi folosite doar temporar (betoniere).

Componentele turbinelor vor fi aduse in portul Constanta Sud- Agigea si transportate catre locatia parcului eolian. Transportul se va face conform tuturor restrictiilor de acces pentru vehicule cu gabarit depasit. Estimam ca pentru transportul componentelor (segmentii turnului, palele, nacela si partile adiacente) unei singure turbine eoliene va fi nevoie de circa 10 camioane cu platforma. Turbinele vor fi ridicate cu ajutorul a doua macarale, una de 600 tone forta si alta auxiliara de 150-200 tone. Macaraua mare va ridica componentele turbinei de pe platforma trailerelor, iar cea auxiliara va fi folosita in momentul ridicarii rotorului. Dupa instalarea unei turbine, cele doua macarale vor fi mutate pe amplasamentul urmator. Timpul necesar ridicarii complete a unei turbine este estimat a fi de 2-3 zile, aici fiind inclus si timpul necesar mutarii macaralelor. Macaralele necesita un spatiu de 160 m², respectiv 84 m². Informatii despre zona de stocare- reprezentantii firmei Vestas- firma furnizoare a turbinelor eoliene spun ca nu va fi nevoie de o zona de stocare(depozitare a turbinelor). Componentele turbinei vor fi luate direct de pe trailer si asamblate. Palelele rotorului vor fi luate bucata cu bucata de la remorca si ridicate.

Cablurile subterane vor fi pozitionate in santuri cu adancimea de aproximativ 1 m si latimea de 1 m; aceste santuri vor urmari pe cat posibil drumurile de acces. Respectivul cablu va fi asezat pe un pat de nisip si apoi acoperit cu pamantul rezultat din excavare. Amplasarea cablurilor include o masina de sapare a santurilor urmata de o alta care va desfasura cablul. Respectivul cablu va fi asezat pe un pat de nisip si apoi acoperit cu pamantul rezultat din excavare. Lungimea totala a cablurilor va fi de 48500 m.

Dispunerea cablurilor electrice in santuri

Din documentatia tehnica a echipamentelor centralelor eoliene rezulta ca suprafata ocupata de turbina eoliana este intre 280 si 324 m2 , aceasta incluzand atat turnul de montaj al turbinei cat si fundatia pe care se monteaza aceasta.

Statia de transformare 110/33 kV se va racorda prin linie electrica subterana LES 110 kV la statia Stupina 400/110 kV, apartinand operatorului de distributie. Zona de protectie este incinta statiei delimitata de gard, iar zona de siguranta este definita de un contur exterior gardului statiei, la 20 m fata de acesta. Intreaga energie electrica produsa de parc se livreaza in SEN prin intermediul unei instalatii de racordare care nu face obiectul acestui proiect.

Statia 110 kV In statia exterioara 110 kV se monteaza urmatoarele echipamente:

– 1 transformator de putere 110/20 kV , 80 MVA;

– 3 intrerupatoare 110 kV;

– 3 combitransformatoare 110 kV;

– 3 separatoare 110 kV;

– 3 descarcatoare 110 kV la bornele transformatorului de putere;

– 1 descarcator 72.5 kV pe nulul trafo;

– 1 separator monofazat cu CLP pentru legare la pamant nul trafo.

Echipamentele 110 kV se monteaza pe suporti din profile metalice zincate. Inaltimea de montare a aparatelor a fost stabilita in conformitate cu NTE 101/2008.

Aspect general statie de transformare 110/33 kV

Statia de 33 kV Schema statiei de 33 kV este cu bara simpla nesectionata. Statia contine celule de interior 35 kV, de tip inchis, izolate in aer, astfel:

– 1 celula trafo;

– 4 celule de LES 20 kV;

– 1 celula de trafo servicii proprii;

– 1 celula de masura.

Principalele parti componente ale turbinelor eoliene Vestas 3 MW:

Butucul rotorului – permite montarea palelor turbinei

Pale – de obicei sunt realizate cu aceleasi tehnologii utilizate si in industria aeronautica, din materiale compozite, care sa asigure simultan rezistenta mecanica, flexibilitate, elasticitate si greutate redusa.

Nacela – are rolul de a proteja componentele turbinei eoliene care se monteaza in interiorul acesteia (arborele principal, sistemul de pivotare, generatorul electric, etc.)

Pilonul – are rolul de a sustine turbina eoliana si de a permite accesul in vederea exploatarii si executarii operatiilor de intretinere, respectiv reparatii. In interiorul pilonilor sunt montate atat reteaua de distributie a energiei electrice produse de turbina eoliana, cat si scarile de acces spre nacela.

Arborele principal al turbinelor eoliene are turatie redusa si transmite miscarea de rotatie, de la butucul turbinei la multiplicatorul de turatie cu roti dintate. In functie de tipul turbinei eoliene, turatia arborelui principal poate sa varieze intre 20…400 rot/min.

Multiplicatorul de turatie are rolul de a mari turatia de la valoarea redusa a arborelui principal, la valoarea ridicata de care are nevoie generatorul de curent electric.

Generatorul electric – are rolul de a converti energia mecanica a arborelui de turatie ridicata al turbinei eoliene, in energie electrica. Spirele rotorului se rotesc in campul magnetic generat de stator si astfel, in spire se induce curent electric.

Sistemul de racire al generatorului electric preia excesul de caldura produs in timpul functionarii acestuia.

Sistemul de pivotare al turbinei eoliene, are rolul de a permite orientarea turbinei dupa directia vantului. Componentele principale ale acestui sistem sunt motorul de pivotare si elementul de transmisie a miscarii. Ambele componente au prevazute elemente de angrenare cu roti dintate. Acest mecanism este antrenat in miscare cu ajutorul unui sistem automatizat, la orice schimbare a directiei vantului.

Anemometrul este un dispozitiv pentru masurarea vitezei vantului. Acest aparat este montat pe nacela si comanda pornirea turbinei eoliene cand viteza vantului depaseste 3…4 m/s, respectiv oprirea turbinei eoliene cand viteza vantului depaseste 25 m/s.

Partile componente ale unei turbine eoliene

În perioada de construcție, principalele utilizări ale apei pe amplasament vor fi:

Activități igenico-sanitare ale angajaților;

Desfășurarea procesului de turnare a fundațiilor turbinelor eoliene;

Alimentarea cu apa necesară pentru procesele tehnologice și consumul menajer al personalului angajat pentru execuția proiectului se realizează prin intermediul cisternelor care transportă apa din rețelele existente.

În timpul construcției, necesarul de apă va fi asigurat de la un rezervor de apa de 1000 l sau de minim 200 l, cu alimentare zilnică sau după necesități. Determinarea necesarului de apa s-a facut conform SR 1343-1/2006 si STAS 1478/94.

Necesarul de apa pentru consumul igenico-sanitar:

Unde:

N(i) – numarul de utilizatori de apa – numarul mediu de persoane aflate pe santier = 10 persoane;

qs(i) – debit specific (cantitatea medie zilnica de apa necesara unui consumator) = 60 l/om – cantitatea medie zilnica de apa necesara unui consumator

kzi(i) – coeficient de variatie zilnica = 2.00 (conform tab. 2 SR 1343-1/2006)

kor(i) – coeficient de variatie orara = 3.00

Necesarul de apă pentru consumul tehnologic conform caietului de sarcini pentru structura de rezistență a parcului eolian, va fi nevoie de o anumită cantitate de apă pentru tratarea betonului dupa turnare. Pentru fiecare fundație, considerăm că va fi necesar un volum de apă de circa 2,5 m3 /zi. Durata estimată pentru construirea parcului eolian este de 384 zile, iar turnarea fundațiilor durează circa 2 zile.

Termenul estimat de realizare a proiectului este de 18 luni. În acest interval sunt 384 zile lucratoare.

Bilantul consumului de apa (m3 /zi; m3 /18 luni)

Bilantul apelor uzate (m3 /zi; m3 /18 luni)

Energia eoliană este folosită extensiv în ziua de astăzi, și turbine noi de vânt se construiesc în toată lumea, energia eoliană fiind sursa de energie cu cea mai rapidă creștere în ultimii ani. În ultimii 10 ani, utilizarea energiei eoliene a consemnat un progres deosebit. Între 1995 – 2005, rata anuală de creștere a fost de cca 30%, conducând la o putere instalată totală nouă de 32.000 MW, adică dublu decât în domeniul energiei nucleare din aceeași perioadă.

Se crede că potențialul tehnic mondial al energiei eoliene poate să asigure de cinci ori mai multă energie decât este consumată acum. Acest nivel de exploatare ar necesita 12,7 % din suprafața Pământului (excluzând oceanele) să fie acoperite de parcuri de turbine, presupunând că terenul ar fi acoperit cu 6 turbine mari de vânt pe kilometru pătrat. Aceste cifre nu iau în considerare îmbunătățirea randamentului turbinelor și a soluțiilor tehnice utilizate

4.4.2 Exploatarea energiei solare prin panouri solare

Energia solara este cea mai curată sursă de energie care practic este și inepuizabilă. Ea poate fi captată cu ajutorul panourilor solare care absorb căldura Soarelui, și o predă rezervoarelor de apă caldă, pentru asigurarea apei calde menajere sau aport la încălzirea unei case sau a unei piscine. Un alt tip de panou solar sunt panourile fotovoltaice care absorb lumina razelor și le transformă în energie electrică casnică.

Radiațiile solare sub formă de lumină si căldură contribuie la funcționarea întregii vieți pe Pământ. Energia solară este inepuizabilă, dar până acum nu prea a fost exploatată. În cadrul energiei solare diferențiem energia termică și energia luminii.

Panourile solare fotovoltaice cu ajutorul unei tehnologii specifice, pot să transforme lumina în energie electrică, care poate fi stocată printr-un acumulator, sau poate fi folosită imediat după obținerea acesteia. Energia care poate fi obținută din energia solară este de obicei cu 300-600 de ori mai mare decât necesarul de energie termică a unei tari. Cea mai mare parte a energiei solare astazi o folosim sub forma resurselor energetice fosile formate în decursul milioanelor de ani, sub forma biomasei, sau sub forma energiei geotermice.

Tehnologia în domeniul fabricării panourilor solare a cunoscut un progres uriaș în decursul ultimilor ani. Scopul principal al acestor panouri solare este captarea căldurii și luminii din radiațiile solare și acumularea acestora. Energia termică obținută din energia solară poate fi folosită în mai multe scopuri, în principal pentru încălzirea apei menajere și ca și aport la încălzirea unei case. Obținerea apei calde prin energia solară este deja o alternativă de încălzire a apei folosită în anumite regiuni, pe lângă sau în locul modalităților obișnuite cu boilere și cazane electrice sau pe gaz.

Puterea radiațiilor solare este de 1.023 kW, dar acesta se micșorează până la 1.012 kW, până când ajung pe suprafața Pământului din cauza distanței uriașe. La limita atmosferei puterea radiațiilor este 1.310-1.400 W/m2. O parte a razelor care pătrund atmosfera va fi dispersată, iar o parte își va pierde din putere până când ajunge pe suprafața pământului, din cauza distanței mari pe care o parcurge. Puterea radiațiilor solare care ajung pe o suprafața de absorbție diferă în funcție de poziția geografică, condiții meteorologice, poluarea mediului, densitatea clădirilor, deci valoarea acestora diferă tot timpul.

Randamentul radiațiilor solare dispersate în România este 15-25% din radiațiile directe. Volumul energiei solare care ajunge pe suprafața panoului solar și este absorbit de acesta, diferă înafară de cele amintite mai sus de structură și tipul panoului solar, de poziționarea geografică a acestuia, de distanța între Soare și Pămînt în zona și anotimpul respectiv, de gradul de înclinare a panoului solar, și de poziționarea acestuia către sud. În condiții de cer senin în România se pot măsura valori de 1250-1350 W/m2 intensitate de energie solară.

În construirea panourilor solare se ia în calcul valoarea medie internaționala de 800 W/m2, deoarece în realitate în funcție de condițiile meteorologice valoarea energiei solare poate să fie mai mică decât valoarea cea mai mare posibilă conform zonei geografice.

Politicile europene privind energia și schimbările climatice, împreună cu legislația în domeniu a statelor membre au condus la o creștere importantă a pieței de fotovoltaice, ajungând la sfârșitul anului 2010 la o capacitate instalată de 39.600 MW. Potrivit previziunilor industriei, pentru anul 2030 este prognozată o capacitate totală de peste 600 GW.

«Efectul fotovoltaic», în care un semiconductor generează un curent direct (curent continuu) atunci când este expus la lumină, a fost descoperit de către Becquerel în 1839 și reprezintă baza producției de celule fotovoltaice moderne, introducând un nou mod de a obține energie de la soare.

Proiectul de amenajare a parcului fotovoltaic răspunde tendințelor actuale resimțite la nivel global si regional marcate de o acuta crestere a nevoii de energie. Puterea instalată a parcului va fi de circa 20 MW. Aportul adus sistemul energetic este estimat la 25.628 MWh/an. Componentele din care va fi alcatuit ansamblul parcului fotovoltaic sunt: panouri fotovoltaice, invertoare, cutii de jonctiune, cutii de racord generator, accesorii, boxe trafo, precum si punct de conexiune zonal la sistemul energetic national (SEN).

Panourile fotovoltaice vor fi dispuse în mai multe siruri. Împreuna cu cutiile de conexiune din câmp și cutiile de generator vor fi amplasate în aer liber. Celelalte componente se vor afla în containere prefabricate.

Fiecare element al complexului care alcatuieste parcul fotovoltaic are un rol bine definit: – panourile fotovoltaice capteaza energia solară ;

– energia este preluata de catre o cutie de jonctiune de la un sir de panouri;

– cutia de racord generator preia energia de la mai multe cutii de jonctiune;

– energia e trasformata din curent continuu in curent alternativ de invertorul trifazat.

Instalatia fotovoltaica este prevazuta cu urmatoarele echipamente :

– aproximativ 8448 panouri fotovoltaice

– 10 invertoare cu puterea de 2 MW fiecare

– cutii de joncțiune și de conexiune

– statie electrica 20/110 kV

– structura metalica de susținere

– fundații structură de sustinere

– echipamente electrice auxiliare

Principalele caracteristici ale sistemelor fotovoltaice care vor fi amplasate pe zona studiata sunt:

a) opereaza silentios;

b) pot fi instalate rapid;

c) sunt modulare – un sistem fotovoltaic poate fi proiectat pentru o extindere in cazul in care cererea de putere creste;

d) autonomie – nu neceita consum suplimentar de energie si cheltuieli de intretinere;

e) durabilitate – modulele fotovoltaice sunt garantate 25 de ani

f) se monteaza fara fundatii din beton pe structuri din otel zincat sau aluminiu si fixare tip surub.

Cerintele de amenajare si utilizare a terenului în timpul fazelor de construcție și funcționare:

– în prima fază, dupa ridicările topo si delimitarea precisă a perimetrului terenului pe care se va amplasa investitia, se va trasa și stabili poziția panourilor și a containerelor ce vor adăposti echipamentele.

– în cea de-a doua etapă se vor aduce si monta echipamentele prefabricate in pozitia corespunzatoare cu cea din proiect. Panourile se vor fixa in pamant prin intermediul stalpilor de fundare prin insurubare sau prin batere . In acelasi timp se va realiza statia electrica. Producția de energie a unui sistem fotovoltaic depinde de mai mulți factori printre care se numără amplasarea, orientarea și înclinația sistemului, precum și condițiile de temperatură și de umbrire. O proiectare bună trebuie să ia în considerare toți acești factori.

– în cea de-a treia etapă se vor realiza legăturile electrice între panouri, între panouri si cutii, între cutii și invertoare, între invertoare și stația electrică.

Perioada de realizare a proiectului de parc fotovoltaic este de circa 3-5 luni pentru lucrările de construcții – montaj și pregătire pentru operare.

După instalare și punere în funcțiune, parcul fotovoltaic nu necesită prezență umană pe amplasament, operarea fiind supravegheată la distanță prin preluarea si prelucrarea datelor furnizate de aparatura de monitorizare cu care este dotată instalația. Din punct de vedere fizic, celula fotovoltaica este o diodă tip p-n de suprafață mare, cu joncțiunea poziționată aproape de partea superioară. Celula convertește luminozitatea solară în energie electrică. Mai multe astfel de celule sunt asamblate într-un modul de o anumita putere, iar modulale într-un panou. Celulele sunt dispuse între două straturi de EVA (acetat de etil vinil) laminate sub vid și la temperaturi ridicate. Radiația incidentă creează la bornele modulului fotovoltaic o diferență de potențial Un panou fotovoltaic are o putere de 230 Wp si ocupă o suprafață de 1,47 mp – proiecție la sol. Partea frontală este formată dintr-un panou de sticla cu conținut redus de săruri feroase, destinat să reziste la socuri mecanice și la grindină. Protecția pe partea dorsală este asigurată de un strat laminat de TEDLAR, un polimer impermeabil și stabil la expunerea la agenți atmosferici si radiații ultraviolete. Cadrul panoului este realizat din aluminiu extrudat. Suprafața panoului este tratată cu un antistatizant pentru a reduce cât mai mult posibilitatea depunerii prafului. Din punct de vedere electric, configurația sistemului fotovoltaic este următoarea: generatorul fotovoltaic se compune din 22 panouri fotovoltaice conectate în serie, constituind un sir.

La randul lor, un grup de 8 siruri vor fi conectate in paralel la o cutie de jonctiune, iar o grupare de 4 cutii de jonctiune se vor conecta la o cutie de racord siruri. Aceasta grupare electrica de panouri fotovoltaice constituie un generator fotovoltaic, care se conecteaza pe o intrare distincta la invertor. Invertorul utilizat in proiect permite conectarea a 12 generatoare fotovoltaice . In cadrul acestui proiect sunt utilizate un numar de 10 invertoare cu puterea de 2 MW. Invertoarele au rolul de a transforma energia primita de la campul fotovoltaic (generatorul fotovoltaic) sub forma de curent continuu in energie ce poata fi livrata Sistemului Energetic National – curent alternativ trifazat. Pentru a putea fi utilizata energia de la bornele de iesire ale invertorului este necesara o transformare a acesteia la parametrii de utilizare in Sistemul Energetic, la o tensiune de 20 kV. Echipamentele care insotesc invertorul sunt: intrerupatoare de medie tensiune aferente, tabloul de joasa tensiune si medie tensiune, transformatoare joasa – medie tensiune, reteua electrica interna si sistemul de supraveghere interna care sunt amplasate intr-un container metalic in solutie prefabricata . Containerul este livrat asamblat, testat si certificat de catre furnizor si contine aparatura de comunicare, monitorizare de la distanta si diagnosticare, inregistrare de date si analiza lor prin inernet, statie meteo.

Energia colectata de invertoare va fi preluata de statia electrica 20/110 KV . Aportul adus de investitia de fata in sistemul energetic este estimat la 2562 MWh/an.

Statia va fi prevazuta cu :

– celule statie 20 kV; – boxa prefabricata;

– baterie de acumulatori si redresor ;

– grup generator si transformator servicii interne ;

– tablouri servicii interne, incendiu, efractie, iluminat;

– celula linie 110 kV inclusiv protectiile aferente ;

– compensare reactiva;

– grup masura energie;

– sistem SCADA pentru dispecerizare si telecontrol ;

– transformator de putere 20/110 kV 63 MVA ;

– gard de imprejmuire si drum de acces .

Centrala fotovoltaica trebuie prevazută cu un sistem de achiziție a datelor, monitorizare electrică și monitorizare a parametrilor atmosferici. În mod obligatoriu trebuie să fie prevazută cu senzori de: radiație solară în plan orizontal (de tip piranometru), radiație solară în planul modulelor, temperatura, vânt, directie a vântului, temperatura pe spatele modulelor fotovoltaice (unul sau doi senzori). Întreținerea preventivă presupune analiza continua a datelor sistemului fotovoltaic (folosind algoritmi) pentru a anticipa comportamentul sistemului și, astfel, pentru a determina în avans posibilele nefuncționalități sau degradări, pentru a furniza informațiile necesare personalului de întreținere și a indica procedura de rezolvare a problemei identificate.

Pretabilitatea anui anumit tip de module fotovoltaice la o anumită locație este determinată în principal de disponibilitatea resursei energetice. În acest sens, s-au dezvoltat programe informatice care să optimizeze relația potențial solar – stabilire detalii tehnologice, programe care au posibilitatea introducerii anumitor variabile cu importanță majoră pentru astfel de proiecte.

Pentru proiectul de fata s-a optat pentru aplicarea celor mai moderne invenții tehnologice în domeniu, tocmai ca până la implementarea și operarea ei tehnologia să nu devină perimată moral, deoarece domeniul valorificarii energiilor neconventionale este foarte dinamic.

Panou solar

Caracteristicile unui panou solar sunt:

Tensiunea de mers în gol 

Curent de scurtcircuit 

Tensiunea în punctul optim de funcționare 

Curentul în punctual de putere maximă 

Putere maximă 

Factor de umplere 

Coeficient de modificare a puterii cu temperatura celulei

Randamentul celulei solare 

Energia electrică produsă de parcul solar fotovoltaic este produsă 100% din RES și are un factor de emisie nul. În consecință, emisiile de CO2 în procesul generării energiei electrice în acest caz sunt zero.

Cantitatea de energie produsă anual este produsul dintre puterea instalată a generatorului și numărul echivalent de ore de funcționare la capacitate maximă annual.

Panourile fotovoltaice trebuie să respecte specificațiile minime alese de proiectant și în plus:

Să respecte reglementările și legislația în vigoare la nivel national.

Trebuie prezentat un certificat de garanție de la producător, garanția acestora trebuind să fie de minim 5 ani pentru produs și 15 ani pentru o funcționare la cel putin 90% si 25 ani pentru o funcționare la cel putin 80% din puterea nominală;

Tehnologia de fabricare trebuie să fie pe bază de siliciu cristalin;

Toleranța puterii nominale de -0 / +5 W si/sau -0 / +2.5%;

Tratament antireflectiv al suprafeței superioare;

Ratinguri de performanță de peste 90%;

Nivel de emisii de CO2 minime în procesul de producție;

Lungime extinsă a cablurilor de conectare cu conectoare de tip MC® Type 4 sau Tyco SOLARLOK;

Interconectare a celulelor fotovoltaice în cel putin serii orientate pe lungime si separate cu diode individuale accesibile si usor de inlocuit;

Rezista la evenimente seismice conform “cod de proiectare seismica P100-1/2006;

Rezista vanturi extreme conform STAS 10101/20-90 “Incarcari date de vant”;

Rezista la incarcari de zapada potrivit STAS 10101/21-92 “Incarcari date de zapada”;

Prezinta gauri de montare si impamantare in rama pentru sistem dublu de montare;

Rama cu perete dublu si rezistenta inalta;

Cablul solar trebuie sa respecte specificatiile minime alese de proiectant si in plus:

Sa respecte reglementarile si legislatia in vigoare la nivel national si European.

Curent maxim permis >16A;

Perete dublu;

Tensiune maxima a sistemului in curent continuu >1000 V;

Temperatura de lucru intre -40 ºC si 90 ºC;

Umiditatea maxima a mediului fara condensare: 5%-95%;

Grad de protectie: IP 65;

Rating al sectiunii nominale > 4 mm2 ;

Durabil, flexibil, rezistent la imbatranire in conditii extreme de mediu si radiatie ultravioleta;

Prezinta caracteristici specifice instalarii in medii foarte dificile;

Rezistenta sporita la intemperii;

Rezistenta la apa, ozon, fluide, uleiuri, saruri.

Cutiile de monitorizare si interconectare trebuie sa respecte specificatiile minime alese de proiectant si in plus:

Sa respecte reglementarile si legislatia in vigoare la nivel national si European;

User-friendly;

Inalta precizie;

Monitorizarea sistemului prin monitorizarea curentilor de curent continuu pe sirurile de panouri fotovoltaice;

Contine cutie de distributie de curent continuu conform cu IP54/65, cu masurare de curent intergrata;

Flexibil;

Furnizat cu diverse posibilitati de conectare a sirurilor (Multi-Contact, Tyco, screw terminal);

Sa permita conectarea si monitorizarea a cel putin 8 circuite (siruri de panouri fotovoltaice);

Contine itreruptor de putere de curent continuu cu rating superior valorii de 130A; Tensiune admisa in curent continuu 1000 V;

Curent electric continuu admis de 112 A;

Curent electric continuu pe canal de masura de 17.5 A;

Sigurante de sir cu valori nominale 10 – 25A;

Comunicatii prin interfata RS485;

Temperaturi ale mediului de –25 °C pana la +40 °C;

Umiditate relativa a mediului de la 15 la 95 %;

Invertoarele trebuie sa respecte specificatiile minime alese de proiectant si in plus:

Eficienta de cel putin 97%;

Trebuie prezentat un certificat de garantie de la producator, garantia acestora trebuind sa fie de minim 10 ani;

Protectie minima de nivel IP 54 pentru montare in mediu neprotejat;

Sa permita conectarea sirurilor de panouri fotovoltaice cu tensiuni de pana la 1000V curent continuu;

Sa ofere posibilitatea conectarii cu dispozitivele de monitorizare pentru achizitia de date (Cutii monitorizare) si cu dispozitivele de colectare, arhivare si transmisie de date;

Ofera variante de comunicare si transmisie de date pentru monitorizare la distanta;

Permite deconectarea de la punctul de racordare de la distanta;

Permite oprirea si repornirea de la distanta;

Permite reducerea puterii maxime produse prin comanda la distanta;

Integreaza sau comunica cu sistemul de inregistrare a datelor detaliate;

Mesaj de stare de functionare trimis prin email sau SMS

Control si monitorizare a sistemului de la distanta;

Flexibil in folosire;

Comunicare pe interfete RS232, RS422, RS485 sau Ethernet;

1-2 intrari pentru date de la senzorii de temperatura si iradianta;

Memorie locala pentru stocarea datelor pentru cel putin un an;

Cel putin 200 canale de masurare;

În contextul actual, caracterizat de creșterea alarmantă a poluării cauzate de producerea energiei din arderea combustibililor fosili, devine din ce în ce mai importantă reducerea dependenței de acești combustibili.

Energia eoliană s-a dovedit deja a fi o soluție foarte bună la problema energetică globală. Utilizarea resurselor regenerabile se adresează nu numai producerii de energie, dar prin modul particular de generare reformulează și modelul de dezvoltare, prin descentralizarea surselor.

Energia eoliană în special este printre formele de energie regenerabilă care se pretează aplicațiilor la scară redusă.

Principalul avantaj al energiei eoliene este emisia zero de substanțe poluante și gaze cu efect de seră, datorită faptului că nu se ard combustibili.

Nu se produc deșeuri. Producerea de energie eoliană nu implică producerea nici unui fel de deșeuri.

Costuri reduse pe unitate de energie produsă. Costul energiei electrice produse în centralele eoliene moderne a scăzut substanțial în ultimii ani, ajungând în S.U.A. să fie chiar mai mici decât în cazul energiei generate din combustibili, chiar dacă nu se iau în considerare externalitățile negative inerente utilizării combustibililor clasici.

Costuri reduse de scoatere din funcțiune. Spre deosebire de centralele nucleare, de exemplu, unde costurile de scoatere din funcțiune pot fi de câteva ori mai mari decât costurile centralei., în cazul generatoarelor eoliene, costurile de scoatere din funcțiune, la capătul perioadei normale de funcționare, sunt minime, acestea putând fi integral reciclate.

Avantajele de panouri solare fotovoltaice:

Panourile solare fotovoltaice sunt o parte imperios necesara in  producția de energie electrică și devin tot  mai importante, cu creșterea necesarului de energie din surse "verzi". Tot mai multe case  investesc în panouri fotovoltaice pentru a reduce facturile de energie electrică , precum și a deveni independenti din punct de vedere  energetic.

 Costuri mici de întreținere- După instalarea inițială nu este nevoie de reparații, deoarece nu există parti mobile, care trebuie să trebuie intretinute sau inlocuite și, odată ce ați terminat instalarea sistemului ,acesta nu mai sint necesare cheltuieli de intretinere si reparatii, spre deosebire de generatoare electrice sau turbine.

 Durată lunga de viata- Acest lucru a fost dovedit de-a lungul ani și majoritatea producătorilor oferă o garanție de aproximativ 25 ani, dar durata de viata este cu mult mai mare.

 Eficiența – Panourile fotovoltaice reprezinta varianta optima de transformare a energiei solare în energie electrică și sunt foarte utile în zonele unde spatiul este limitat.

Costuri reduse de instalare.

Rezistenta indelungata la expunera la radiatia solara.

Prietenoase cu  mediul înconjurător. Acest lucru este valabil mai ales pentru panouri monocristaline care nu contin materiale toxice și sunt, de asemenea, ofera posibilitatea posibilitatea de a conserva combustibilii fosili și nu emit gaze nocive pentru mediu.

Panourile solare fotovoltaice sunt, de asemenea, ieftine pe termen lung.

Capitolul V

Concluzii

Omenirea cauta in permanenta alte surse de energie care sa le inlocuiasca pe cele din prezent. Petrolul sau combustibilii fosili nu se vor mai gasi peste cateva decenii, iar locuitorii Terrei au nevoie de energie care sa fie ieftina, dar sa nu polueze: energia regenerabila.

Tendințele de epuizare a resurselor energetice fosile, confirmă dependența omului în viitor de sursele de energie inepuizabile, iar soluția pentru ca materiile prime să nu fie risipite, ar fi reciclarea și refolosirea materialelor.

Ar fi necesară o folosire rațională a surselor de energie tradițională, prin reducerea consumurilor casnice și industriale, în paralel cu implementarea surselor de energie regenerabilă (energie verde).

Energia utilizabilă pe Pământ provine în cea mai mare parte de la Soare, radiația solară fiind convertită în alte forme de energie. Sursele de energie din natură nu sunt inepuizabile și trebuie găsite soluții astfel încât societatea să-și continue evoluția.

Energia regenerabilă se referă la forme de energie produse prin transferul energetic al energiei rezultate din procese naturale regenerabile. Astfel, energia luminii solare, a vânturilor, a apelor curgătoare, a proceselor biologice și a căldurii geotermale pot fi captate de către oameni utilizând diferite procedee. Soarele reprezintă pentru omenire sursa de energie primordială, prin intermediul proceselor fotochimice producătoare de biomasa și, în ultimă instanță, de combustibili fosili (cărbune, petrol, gaze naturale), dar și nemijlocit, prin panourile solare cu conversie termică sau fotovoltaică sau, prin centrale hidroelectrice ori generatoarele eoliene.

AVANTAJE ALE UTILIZĂRII SURSELOR DE ENERGIE REGENERABILĂ

• Protejarea mediului și a resurselor clasice de energie. În contextul actual, caracterizat de creșterea alarmantă a poluării cauzate de producerea energiei prin arderea combustibililor fosili, devine din ce în ce mai importantă reducerea utilizării și a dependenței de acești combustibili. Pe de altă parte, reducerea utilizării resurselor clasice și diminuarea exploatării excesive a acestora, cu consecințe îngrijorătoare în încălzirea globală, conduce la protejarea factorilor de mediu și echilibrarea ecosistemului;

• Acordarea de certificate verzi și garantarea unui preț minim de tranzacționare. Așa cum s-a remarcat în mai multe rânduri de-a lungul lucrării, prin Legea 220/2008 s-a stabilit modul de subvenționare a energiei produse din surse regenerabile prin acordarea unui număr de certificate verzi pentru fiecare MWh produs, precum și o plajă de valorificare a acestora (27-55 eur/CV), cu specificațiile deja făcute, pentru un termen relativ lung (până în 2025);

• Funcționarea sistemului de cote obligatorii de achiziție în sprijinul producătorilor de E-SRE. Aceeași Lege 220/2008 stabilește sistemul de cote obligatorii pe care furnizorii de energie trebuie să le achiziționeze, raportându-se la cantitatea de energie livrată de către aceștia spre consumatorii finali. Se asigură în acest fel faptul că producătorii de E-SRE „au loc în piață”, marfa lor fiind importantă pentru funcționarea tuturor celorlalți participanți la piață;

• Accesul prioritar la rețele. Legea 123/2012 stabilește că energia produsă din surse regenerabile are prioritate la preluarea în rețelele de transport și distribuție ale SEN;

• Lipsa poluării. Energia solară și energia eolienă au emisia zero de substanțe poluante și GES, datorită faptului că nu se ard combustibili. În cazul utilizării energiei geotermale (pompele de căldură) și biomasei (arderea biogazului), poluarea este minimă;

• Gestiunea deșeurilor. Producerea de energie solară, eoliană și geotermală nu implică producerea nici a unui fel de deșeuri, iar în cazul biomasei, „deșeurile” rezultate sunt nepoluante și integral reciclabile, ba chiar benefice pentru agricultură (compostul);

• Costuri de instalare în scădere. Costul energiei electrice produse în instalațiile moderne de producere energie din SRE a scăzut substanțial în ultimii ani, ajungând în anumite cazuri să fie chiar mai mic decât în cazul energiei generate din combustibili;

• Costuri reduse de scoatere din funcțiune. Spre deosebire de centralele nucleare, de exemplu, unde costurile de scoatere din funcțiune pot fi de câteva ori mai mari decât costurile centralei, în cazul instalațiilor de producere energie din SRE costurile de scoatere din funcțiune, la capătul perioadei normale de funcționare, sunt minime, acestea putând fi integral reciclate;

• Finanțare alternativă. Spre deosebire de instalațiile clasice de producere energie electrică și termică, cel puțin deocamdată (următorii 10-15 ani), instalațiile de producere a energiei din SRE și cele pentru eficientizare energetică beneficiază de scheme de ajutor financiar consistent (certificate verzi, certificate de gaze cu efect de seră, finanțări nerambursabile, prioritate în preluarea energiei produse în SEN etc). Aceste scheme de finanțare fac investițiile în domeniu mult mai accesibile și cresc rentabilitatea investiției.

• Stimularea amenajării, desțelenirii și/sau lucrării terenurilor. Fie că este vorba de energie eoliană sau solară, suprafețele afectate de instalații sunt destul de mari, ceea ce presupune facilități de acces la teren sau în cadrul terenului la instalații, amenajări speciale importante (postamente, platforme tehnologice etc), prin urmare păstrarea unui teren îngrijit, curat. În cazul biomasei, având în vedere că materia primă utilizată este obținută majoritar prin exploatarea pământului, sute sau mii de hectare de teren agricol capătă sens: terenurile sunt lucrate și îngrășate natural (cu nămolul de fermentare rezultat din fermentare), rămâne tot mai puțin teren agricol nelucrat, crescând astfel productivitatea în agricultură.

DEZAVANTAJE ALE UTILIZĂRII SURSELOR DE ENERGIE REGENERABILĂ

• Preț ințial. La început, un important dezavantaj al producției de energie din SRE a fost prețul destul de mare de producere a energiei și fiabilitatea relativ redusă a instalațiilor. În ultimii ani, însă, prețul de producție pe unitate de energie electrică a scăzut drastic, prin îmbunătățirea parametrilor tehnici ai instalațiilor.

• Infrastructură deficitară. Dacă se iau în considerare următoarele aspecte: – datele centralizate în tabelul 5.1, conform cărora se poate spune că valoarea investiției într-o instalație completă de producere a energiei din surse regenerabile este cuprinsă între 1,7 – 1,9 milioane eur / 1 MWh instalat; – faptul reliefat în cadrul paragrafului 1.4.1 din prezenta lucrare, cum că media sumelor investite în UE pentru fiecare MWh eolian instalat este de 1,31 milioane eur; – echipamentele utilizate în investiții sunt aproape integral de pe piața europeană, prin urmare sumele investite în echipamente și tehnologie sunt similare; – concluzia enunțată și fundamentată la finalul capitolului IV din prezenta lucrare, cum că toate costurile necesare autorizării unei investiții în domeniul producerii de energie în România se ridică la aproximativ 200.000 eur, ceea ce înseamnă un cost mediu de 20.000 – 50.000 eur repartizat pe fiecare MWh instalat, se poate trage o concluzie importantă, și anume că un investitor în instalații de producere a energiei din surse regenerabile în România, nevoit fiind să asigure, pe lângă rețeaua de transport către cea mai apropiată rețea de transport și distribuție existentă a SEN și eventuala redimensionare a rețelei existente a SEN, pentru a putea deveni cu adevărat furnizor de energie electrică în SEN, este obligat să investească sume importante de bani în modernizarea infrastructurii de transport și distribuție existente, care cresc destul de mult costul propriei investiții. Asta arată, din păcate, dimensionarea deficitară a infrastructurii existente de transport și distribuție a energiei electrice, în care Statul Român ar trebui să investească sume importante de bani, cu scopul echilibrării corecte și modernizării. În acest fel, Statul Român ar veni și în sprijinul investitorilor din domeniul producerii de energie, sprijin care mai târziu s-ar întoarce în favoarea sa, prin intermediul diverselor contribuții la bugetul de stat ale întregului lanț de entități implicate: exploatator de resurse, producător, transportator, operator distribuție, consumator final;

• Poluarea vizuală și sau sonoră. Unele instalații au o apariție neplăcută (suprafețe mari afectate, ori dimensiuni mari), altele sunt prea gălăgioase (eolienele). Alții susțin că turbinele eoliene afectează mediul și ecosistemele din împrejurimi, omorând păsări și necesitând terenuri mari virane pentru instalarea lor. Cu toate acestea, instalațiile moderne au o apariție atractivă stilizată, iar statisticile arată că autoturismele omoară mai multe păsări pe an decât turbinele.

• Variația parametrilor de mediu. Un dezavantaj practic este variația în viteza vântului, sau în emisia de radiație solară. Multe locuri pe Pământ nu pot produce destulă electricitate folosind puterea eoliană sau cea solară și din această cauză energia eoliană și energia solară nu sunt viabile în orice locație. Tocmai de aceea se fac studii de vânt în prealabil, există hărți geotermice sau aplicații complexe care estimează capacitatea iradiației solare și acestea trebuie consultate înaintea începerii oricărei investiții.

BIBLIOGRAFIE

Ackerman, T.; Anderson, G.; Soder, L. – Distributed generation: A definition, Electric power System Research, 2001

Studiu de evaluare a impactului asupra mediului PARC EOLIAN CRUCEA NORD

Materialele seminarului tematic în cadrul expoziției "Energia Viitorului", 2009, CCIAT

Surse de energie regenerabilă Chișinău 2012 ,Simion CAISÎN, Natalia HALAIM, Sergiu ROBU, Natalia KRAVCIUK

Apostol, I.; Pătrașcu, A. – Accesul la energie curată – Sursele regenerabile de energie în România , Terra mileniul III, 2006

. Bădescu, Z.; Popescu, C. – Energia din surse regenerabile, RENTROP & STRATON, 2010

Costea, A. – Estimarea potențialului eolian în zone cu orografie complexă, Universitatea din Oradea, Școala Doctorală a Facultății de inginerie electrică, 2007

Duffie J.A., Beckman, W.A. – Solar Engineering of Thermal Processes Second Edition, New York, Willey – Interscience Publication, 2006

Directiva 2009/72/CE a Parlamentului European și a Consiliului din 13 iulie 2009 privind normele comune pentru piața internă a energiei electrice și de abrogare a Directivei 2003/54/CE;

HG nr. 443/2003 pentru promovarea productiei de energie electrică din surse regenerabile de energie, M.O. nr. 383/ 2003;

HG nr. 1892/2004 + norme metodologice de aplicare privind stabilirea sistemului de promovare a producerii energiei electrice din surse regenerabile de energie, M.O. nr. 1056 / 2004;

Legea nr. 220/2008 pentru stabilirea sistemului de promovare a producerii energiei din surse regenerabile de energie, M.O. nr. 743 / 2008

Planul Național de Acțiune în Domeniul Energiei din Surse Regenerabile (PNAER), 2010, Ministerul Economiei, Comerțului și Mediului de Afaceri,

Studiul Ministerului Economiei privind evaluarea potențialului energetic actual al surselor regenerabile de energie în România (solar, vânt, biomasă, microhidro, geotermie), 2006, Ministerul Economiei, Comerțului și Mediului de Afaceri

http://www.energy.siemens.com

http://www.energie-solara.com.ro

http://ro.wikipedia.org, Wikipedia, Enciclopedia liberă

BIBLIOGRAFIE

Ackerman, T.; Anderson, G.; Soder, L. – Distributed generation: A definition, Electric power System Research, 2001

Studiu de evaluare a impactului asupra mediului PARC EOLIAN CRUCEA NORD

Materialele seminarului tematic în cadrul expoziției "Energia Viitorului", 2009, CCIAT

Surse de energie regenerabilă Chișinău 2012 ,Simion CAISÎN, Natalia HALAIM, Sergiu ROBU, Natalia KRAVCIUK

Apostol, I.; Pătrașcu, A. – Accesul la energie curată – Sursele regenerabile de energie în România , Terra mileniul III, 2006

. Bădescu, Z.; Popescu, C. – Energia din surse regenerabile, RENTROP & STRATON, 2010

Costea, A. – Estimarea potențialului eolian în zone cu orografie complexă, Universitatea din Oradea, Școala Doctorală a Facultății de inginerie electrică, 2007

Duffie J.A., Beckman, W.A. – Solar Engineering of Thermal Processes Second Edition, New York, Willey – Interscience Publication, 2006

Directiva 2009/72/CE a Parlamentului European și a Consiliului din 13 iulie 2009 privind normele comune pentru piața internă a energiei electrice și de abrogare a Directivei 2003/54/CE;

HG nr. 443/2003 pentru promovarea productiei de energie electrică din surse regenerabile de energie, M.O. nr. 383/ 2003;

HG nr. 1892/2004 + norme metodologice de aplicare privind stabilirea sistemului de promovare a producerii energiei electrice din surse regenerabile de energie, M.O. nr. 1056 / 2004;

Legea nr. 220/2008 pentru stabilirea sistemului de promovare a producerii energiei din surse regenerabile de energie, M.O. nr. 743 / 2008

Planul Național de Acțiune în Domeniul Energiei din Surse Regenerabile (PNAER), 2010, Ministerul Economiei, Comerțului și Mediului de Afaceri,

Studiul Ministerului Economiei privind evaluarea potențialului energetic actual al surselor regenerabile de energie în România (solar, vânt, biomasă, microhidro, geotermie), 2006, Ministerul Economiei, Comerțului și Mediului de Afaceri

http://www.energy.siemens.com

http://www.energie-solara.com.ro

http://ro.wikipedia.org, Wikipedia, Enciclopedia liberă