Cercetari Privind Impactul de Mediu al Sistemelor Fotovoltaice
Cercetări privind impactul de mediu al sistemelor fotovoltaice
Cuprins
Capitolul 1 INTRODUCERE …………………………………………………………………..4
Capitolul II PARTICULARITĂȚI ALE ENERGIEI SOLARE……………………………..6
2.1. Considerații privind radiația solară…………………………………………..………….6
2.2. Compoziția spectrală a radiației solare………………………………………..…………10
2.3. Captarea radiției solare……………………………………………………………….…12
Capitolul III CONSIDERAȚII PRIVIND POTENȚIALUL SOLAR AL ROMÂNIEI ….15
3.1 Zonarea solară a României……………………………………………………….……..15
…3.2. Potențialul energetic solar la nivelul țării……………………………………………..16
3.3. Aspecte privind situația aplicațiilor fotovoltaice în nord vestul țării………….…….17
Capitolul IV Utilizarea energiei solare în parcuri fotovoltaice……………………….……..22
4.1. Conversia energiei solare în energie electrică. Efectul fotovoltaic……………….…..22
4.2. Celula fotovoltaică……………………………………………………………..………..29
4.3. Echipamente aferente sistemelor fotovoltaice…………………………………………30
4.3.1. Bateriile de acumulatoare……………………………………………………….31
4.3.2. Invertorul……………………………………………………………………..….33
4.3.3 Controlerul de sarcină……………………………………………………………34
4.4. Sisteme de utilizare a energiei electrice obținute prin efect fotovoltaic…………..….34
4.4.1. Sistem pentru producerea și utilizarea curentului continuu………………….34
4.4.2. Sistem pentru producerea simultană a curentului continuu și altenativ……..35
4.4.3. Sistem fotovoltaic hibrid………………………………………………………….36
.4.4. Sistem fotovoltaic racordat la rețea……………………………………………….37
Capitolul V Cerințe și avize de mediu pentru înființarea de parcuri fotovoltaice………….39
5.1 Etapele procedurii de evaluare a impactului asupra mediului si de emitere a acordului de mediu……………………………………………………………………………..40
5.2. Depunerea solicitarii si evaluarea initiala a acesteia…………………………….41
Capitolul VI Impactul de mediu al unui parc fotovoltaic amplasat în regiunea Biharia, jud. Bihor…………………………………………………………………………………………….43
6.1. Date inițiale de amplasament ale parcului analizat………………………………43
6.2 Evaluarea impactului de mediu al parcului………………………………………45
Concluzii……………………………………………………………………………………..….53
Bibliografie………………………………………………………………………………………56
Capitolul I
INTRODUCERE
În conditiile actuale, în care problematica energetică caștiga în importanță, iar protecția mediului a devenit o cerință a societății, s-au intensificat și eforturile pentru dezvoltarea tehnologiilor de valorificare a energiilor neconvenționale (solare, eoliene, geotermale etc.).
Evaluarea impactului asupra mediului este un proces conform cu legislatia naționala de mediu și prevede ca activitățile cu impact semnificativ asupra mediului să fie supuse unui proces de evaluare a efectelor asupra mediului.
Dezvoltarea și perfecționarea tehnologiilor de captare și valorificare a radiației solare ramâne un subiect de actualitate, datorită avantajelor pe care energia solară le oferă:
• Soarele este o sursă de energie nepoluantă și practic inepuizabilă, – la scara omenirii – estimându-se o durată a existenței radiației sale de cel puțin 4 bilioane de ani; Soarele emite în spațiu o cantitate mare de energie, din care Pamântul primește anual circa 2,8 x 1021 kJ; are un potențial energetic uriaș, astfel încât dacă s-ar acoperi a mia parte din suprafața Pamântului cu captatoare având un randament de 5%, s-ar obține anual circa 60 miliarde de MWh; este o sursă de energie dispersă, fapt ce permite utilizarea ei prin conversie în alte forme de energie, direct la locul de consum, eliminându-se astfel transportul la distanță;
• energia solară poate fi transformata în alte forme de energie – termică, electrică, mecanică sau chimică, cu ajutorul captatoarelor. Forma, tipul și mărimea acestor instalații/dispozitive de conversie a energiei solare depinde de energia nou creata și pot fi executate în variante constructive simple sau mai complexe, obținandu-se performanțe corespunzatoare tehnologiilor folosite.
Pe plan mondial, preocupările pentru valorificarea energiei solare sunt reprezentate de obiective ca: stațiile de pompare din Senegal, Mali, Volta Superioară sau Niger; farul din Shanghai; desalinizarea apei în Sudan și Orientul Mijlociu; avioane solare, automobile autonome care utilizează panouri solare și chiar centrale solare spațiale.
România dispune de un potențial important de energie solară datorită amplasamentului geografic și condițiilor climatice favorabile. Zonele cu flux energetic solar important (1450 – 1600 kWh/m2 pe an), sunt: Dobrogea, Delta Dunarii și Litoralul Mării Negre. Zonele ce dispun de fluxuri energetice solare medii anuale cuprinse între 1350 – 1450 kWh/m2 pe an sunt: Câmpia Romana, Câmpia de Vest, Banat și o parte din podișurile Transilvaniei și Moldovei.
Un rol important se acordă însă în zilele de azi și impactului de mediu pe care îl au obiectivele energetice de orice fel în contextul respectării condițiilor cerute de dezvoltare durabilă a societății.
Orice tehnologie produce pe lânga efectele directe (pentru care a fost proiectata) si o serie de efecte indirecte care trebuiesc gestionate în scopul validării sau invalid ării tehnologiei propuse. Necesitatea gestionarii tuturor efectelor determinate de aplicarea unei tehnologii, a impactului activitatii umane impusă de aceasta tehnologie cu mediul este determinata de cel putin trei argumente :
– inițierea din timp a unor măsuri care să reducă sau să elimine efecte adiacente nedorite;
– evaluarea obiectivă a tuturor alternativelor si posibilităților privind alegerea tehnologiei optime
– necesitatea implică rii a cât mai multor factori de decizie la promovarea unor activități care pot influența mediul intr-un mod benefic .
Studiul de impact asupra mediului incearca sa anticipeze efectul asupra mediului inconjurator al unor activitati, in diferite condiții ce pot să apară intr-un viitor apropiat sau mai putin apropiat. Studiul de impact de mediu contine analize tehnice prin care se obtin informatii asupra cauzelor efectelor negative si consecintelor acestora cumulate, anterioare, prezente si viitoare, in scopul cuantificarii impactului de mediu efectiv de pe un amplasament.
Evalurea impactului efectiv de mediu asupra unui amplasament are rolul de a furniza informații factorilor de decizie astfel încât să fie adoptate cele mai adecvate măsuri pentru reducerea sau eliminarea efectelor negative care pot apărea.
Capitolul II
PARTICULARITĂȚI ALE ENERGIEI SOLARE
2.1. Considerații privind radiația solară
Soarele reprezintă sursa de energie a Pamântului, contribuind la mentinerea temperaturii planetei mult peste valoarea de aproape 0K, întâlnită în spațiul interplanetar și este singura sursă de energie capabilă să întrețină viața pe Pământ.
Soarele reprezintă practic o sursă inepuizabilă de energie, estimându-se o durată a existenței radiației solare de încă aproximativ 4-5 miliarde a ani.
Pentru studiul radiației solare, este important să fie definite câteva mărimi importante.
Constanta solară reprezintă fluxul de energie termică unitară primită de la Soare, măsurată în straturile superioare ale atmosferei terestre, perpendicular pe direcția razelor solare. Valoarea general acceptată pentru constanta solară este de aproximativ 1350 W/m2, reprezentând o valoare medie anuală, măsurată cu ajutorul sateliților de cercetare științifică.
Atmosfera terestră și suprafața Pământului interacționează cu radiația solară, producând o serie de transformări ale acesteia, așa cum se observă în figura 1
Fig. 2.1 Schema interacțiunilor dintre energia solară și atmosfera, respectiv suprafața terestră [10]
Fluxul de energie radiantă solară, care ajunge la suprafața Pământului este mai mic decât constanta solară, deoarece în timp ce traversează atmosfera terestră, cu o grosime de peste 50 km, intensitatea radiației solare este redusă treptat. Mecanismele prin care se modifică intensitatea radiației solare, la traversarea atmosferei, sunt absorbția și difuzia. În atmosferă este absorbită (reținută, filtrată) aproape total radiația X și o parte din radiația ultravioletă. Vaporii de apă, bioxidul de carbon și alte gaze existente în atmosferă, contribuie la absorbția radiației solare de către atmosferă. Radiația absorbită este în general transformată în căldură, iar radiația difuză astfel obținuta este retrimisă în toate direcțiile în atmosferă. Prin aceste procese, atmosfera se încălzește și produce la rândul ei, o radiație cu lungime de undă mare, denumită radiație atmosferică. În plus, fața de cele două mecanisme de modificare a intensității radiației solare, o parte din radiația solară este reflectată de atmosfera terestră, sau de unele componente ale sale (moleculele de aer și anumite categorii de nori). Prin reflectare, o parte din radiația solară este disipată, mecanismul acestui proces fiind denumit difuzie Rayleigh, iar acest fenomen reprezintă radiația bolții cerești.
Radiația globală ajunsă de la Soare, pe o suprafață orizontală la nivelul solului într-o o zi senină, reprezintă suma dintre radiația directă și radiația difuză.
Radiația solară directă depinde de orientarea suprafeței receptoare.
Radiația solară difuză poate fi considerată aceeași, indiferent de orientarea suprafeței receptoare, chiar dacă în realitate există mici diferențe.
Figura 2 prezintă proporția dintre radiația difuză și radiația directă, în radiația globală. Este interesant de remarcat că radiația difuză prezintă o pondere mai mare decât radiația directă.
Fig 2. 2. Raportul dintre radiația difuză și radiația directă
Energia termică unitară primită de la Soare, măsurată la nivelul suprafeței Pământului, perpendicular pe direcția razelor solare, pentru condițiile în care cerul este perfect senin și lipsit de poluare, în zonele Europei de Vest, Europei Centrale și Europei de Est, în jurul prânzului, poate asigura maxim 1000 W/m2. Această valoare reprezintă suma dintre radiația directă și difuză.
Radiația solară este influențată de modificarea permanentă a câtorva parametrii importanți, cum sunt:
-Înălțimea soarelui pe cer (unghiul format de direcția razelor soarelui cu planul orizontal);
-Unghiul de înclinare a axei Pământului;
-Modificarea distanței Pământ – Soare (aproximativ 149 milioane km pe o traiectorie eliptică, ușor excentrică.);
Latitudinea geografică. În figura 1.3 este reprezentată variația densității radiației solare în funcție de înălțimea Soarelui, adică unghiul format de direcția razelor solare cu planul orizontal, pentru diferite situații atmosferice.
Fig 2.3.Variația radiației solare în funcție de direcția razelor solare,
pentru diferite situații atmosferice
Potențialul de utilizare a energiei solare în Romania, este relativ important, așa cum se observă în figurile 2.4 și 2.5, care reprezintă hărți ale radiației solare globale. Există zone în care fluxul energetic solar anual, ajunge până la 1450…1600kWh/m2/an, în zona Litoralului Mării Negre și Dobrogea ca și în majoritatea zonelor sudice. În majoritatea regiunilor țării, fluxul energetic solar anual, depășește 1250…1350kWh/m2/an.
Fig 2.4. Harta intesității radiației solare în Europa și România
Gradul mediu de însorire, diferă de la o lună la alta și chiar de la o zi la alta, în aceeași localitate și cu atât mai mult de la o localitate la alta. În figura1.5, este prezentat nivelul mediu al insolației, reprezentând cantitatea de energie solară care pătrunde în atmosferă și cade pe suprafața pământului, în Bucuresti.
.
Fig 2. 5. Nivelul mediu al insolației în București
Evident, radiația solară este distribuită neuniform pe suprafața Pământului, poziția geografică și condițiile climatice locale, având o influență deosebită pentru impactul radiației solare asupra suprafeței terestre. Câteva dintre datele statistice rfeferitoare la radiația solară, disponibile pentru România, sunt prezentate în tabelele 2.1- 2.3.
Tab1. 2.1 Densitatea puterii radiante solare globale medii [W/m2],
pe o suprafață orizontală, în București
A – cer acoperit, S – cer senin
Tab1. 1.2. Durata medie orară de strălucire a soarelui, la ora 12 (11:30 – 12:30)
Tab1. 2.3. Sumele medii orare ale duratei de strălucire a Soarelui
2.2. Compoziția spectrală a radiației solare
Principalele componente ale radiației solare care ajunge pe Pamânt și participația fiecărei componente în radiația globală, din punct de vedere energetic, sunt:
– radiație ultravioletă 3% ;
– radiație vizibilă 42% ;
– radiație infraroșie 55% ;
Fiecărei componente a radiației, îi corespunde câte un domeniu bine definit al lungimilor de undă:
– radiație ultravioletă 0,28 – 0,38 μm (microni);
– radiație vizibilă 0,38 – 0,78 μm (microni);
– radiația infraroșie 0,78 – 2,50 μm (microni).
Contribuția energetică a radiației solare globale, în funcție de lungimea de undă, între 0,3 si 2,5 μm (microni), pentru o suprafață perpendiculară pe acea radiație, este reprezentată calitativ în figura 2.6.
Fig.2. 6. Distribuția energiei radiației solare, în funcție de lungimea de undă (microni)
Se observă că cea mai mare cantitate de energie termică se regăsește în domeniul radiației infraroșii și nu în domeniul radiației vizibile, ceea ce sugerează ideea că această radiație poate fi captată eficient și în condițiile în care cerul nu este perfect senin. Pentru realizarea acestui obiectiv, au fost realizate panourile solare cu tuburi vidate, iar pentru captarea eficientă a radiației solare, chiar și la temperaturi sub 0°C, s-au realizat panouri solare cu tuburi termice.
Panourile solare plane, mai simple din punct de vedere constructiv și deci mai ieftine, sunt mai puțin performante, din punct de vedere al capacității de a capta radiația difuză, decât panourile solare cu tuburi vidate, respectiv cu tuburi termice.
2.3. Captarea radiției solare
Transformarea, sau conversia energiei solare în energie electrica, este realizată în captatori solari, având funcționarea bazată pe diverse principii constructive.
Indiferent de tipul captatorilor solari, pentru ca randamentul conversiei energiei solare în energie electrica să fie ridicat, este important ca orientarea captatorilor spre Soare, să fie cât mai corectă.
Poziția captatorilor solari este definită prin două unghiuri și anume, unghiul de înclinare față de orizontală, prezentat în figura .8 și notat cu α, respectiv unghiul azimutului, reprezentând orientarea față de direcția sudului, prezentat în figura .1.7
Fig 2.7. Unghiul de înclinare a captatorilor solari față de orizontală [3]
Fig 2. 8. Unghiul azimutului (orientarea față de direcția Sud) [3]
Orientarea captatorilor solari față de orizontală și față de Sud, nu este o problemă atât de sensibilă, cum ar putea să pară la prima vedere.
Utilizarea energiei solare în vederea producerii energiei electrice prezintă următoarele avantaje :
-este sursă regenerabilă, perenă, gratuită;
– diversitatea aplicabilităților;
– nu produce poluare asupra mediului ambiant;
– perioadă de funcționare relativ mare, peste 25 de ani, perioadă de garanție de 20 de ani a modulelor fotovoltaice ;
– costuri de instalare, mai reduse față de conectarea la sistemul public,pentru zonele izolate;
– cheltuieli cu mentenanța reduse, nu necesită supraveghere permanentă;
– frecvența defecțiunilor sistemului foarte redusă ;
– instalare rapidă, fără a necesita utilaje și un număr mare de personal;
– modularitate ridicată;
– posibilitate de monitorizare a datelor ;
– posibilitatea conectării la sistemul electroenergetic public.
Din punct de vedere al conversiei termice în special se apreciază că unul din domeniile cele mai importante asupra căruia trebuie concentrate eforturile în domeniul aplicațiilor solare este acela al captatoarelor solare. Ponderea medie a captatoarelor în costul total al instalațiilor solare care le utilizează este de cca.75%; ceea ce face ca o reducere de 50% în costul captatorului să conducă la o reducere de 35 % în costul total al instalației. Prin comparație o reducere de 50% în costul mașinii termice dintr-o instalație de conversie a energiei solare în energie mecanică de exemplu, ar avea ca efect o reducere de numai cca. 12% în costul total. De aceea foarte mulți specialiști din domeniul instalațiilor solare și-au concentrat eforturile în direcția obținerii unor noi tipuri de captatoare.
Diversele particularități economice ale instalațiilor solare-strâns legate de costurile relative ale combustibililor, de costurile transportului energiilor competitive, de costurile relative de finanțare, precum și de condițiile meteorologice locale-determină o puternică dependență a competivității acestor instalații de locul în care urmează a fi ele introduse. De aceea orice încercare serioasă de a compara eficiența economică a unei instalații solare cu a unei instalații convenționale va fi valabilă doar pentru o zonă geografică foarte limitată.
În afara factorilor economici, există și o serie de factori socio-economici, psihologici și nu în ultimul rând ecologici, care pot fi determinanți in introducerea instalațiilor solare, cum ar fi inerția socială și temerea care se manifestă de obicei în față de introducerea noutăților, structura financiară a societății (instalațiile solare apar mai ușor în țările dezvoltate, unde energia este mai ieftină, dar există posibilitatea efectuării investițiilor necesare), faptul că energia solară, și cazul particular al utilizării ei la captatoare plane (încălzirea apei, a locuințelor) este o sursă nepoluantă de energie, fără efecte majore asupra echilibrului termic și hidrologic al zonei.
Capitolul III
CONSIDERAȚII PRIVIND POTENȚIALUL SOLAR AL ROMÂNIEI
3.1. .Zonarea solară a României
Nivelul radiației solare pe teritoriul României a fost investigat de mulți specialiști în decursul timpului iar în urma studiilor bazate pe informații furnizate de către instituții precum ANM, NASA, JRC sau Meteotest s- a putut întocmi o așa zisă hartă solară a țării. În figura următoare se prezintă zonarea solară a României în varianta întocmită de ICEMENERG București.
Harta cuprinde distribuția fluxurilor medii anuale ale energiei solare incidente pe suprafața orizontală pe teritoriul țării. Sunt evidențiate 5 zone, diferențiate prin valorile fluxurilor medii anuale ale energiei solare incidente. Se constată ca mai mult de 50 % din suprafața tării beneficiază de un flux de energie mediu anual de 1275 kWh/m2.
Datele din hartă sunt exprimate în kWh/m2/an, in plan orizontal, aceasta valoare fiind cea uzuala folosita în aplicațiile energetice atât pentru cele solare fotovoltaice cat și termice.
Zonele de interes (areale) deosebit pentru aplicațiile electroenergetice ale energiei solare în tara noastră sunt:
Primul areal, care include suprafețele cu cel mai ridicat potențial acoperă Dobrogea
și o mare parte din Câmpia Română
Al doilea areal, cu un potențial bun, include nordul Câmpiei Române, Podișul Getic,
Subcarpatii Olteniei și Munteniei o bună parte din Lunca Dunării, sudul și central Podișului Moldovenesc și Câmpia și Dealurile Vestice și vestul Podișului Transilvaniei, unde radiația solară pe suprafață orizontală se situează între 1300 și 1400 MJ / m2.
Cel deal treilea areal, cu potențialul moderat, dispune de mai puțin de 1300 MJ /
m2 și acoperă cea mai mare parte a Podișului Transilvaniei, nordul Podișului Moldovenesc și Rama Carpatică.
Îndeosebi în zona montană variația pe teritoriu a radiației solare directe este foarte mare, formele negative de relief favorizând persistența ceții si diminuând chiar durata posibilă de strălucire a Soarelui, în timp ce formele pozitive de relief, în funcție de orientarea în raport cu Soarele și cu direcția dominantă de circulație a aerului, pot favoriza creșterea sau, dimpotrivă determina diminuarea radiației solare directe.
Fig. 3.1. Harta solară a României
3.2. Potențialul energetic solar la nivelul țării
În urma multiplelor studii efectuate de specialiști și cu rezultate date publicității, radiația solară, are ca distribuție lunară al valorilor, pe teritoriul României , valori maxime în luna iunie (1.49 kWh/ m2/zi) și valori minime în luna februarie ( 0.34 kWh/ m2/zi).
a. Potențialul solar-termal
Sistemele solar-termale sunt realizate, în principal, cu captatoare solare plane sau cu tuburi vidate, în special pentru zonele cu radiația solara mai redusa din Europa.
În evaluările de potențial energetic au fost luate in considerare aplicațiile care privesc încalzirea apei sau a incintelor/piscinelor (apa calda menajera, încălzire etc.).În tabelul de mai jos se prezintă parametrii energetic obținuți din posibila valorificare a potențialului solar-termal de pe teritoriul țării noastre:
Tab.1 Potențialul energetic solar – termal
b. Potențialul solar-fotovoltaic
În urma unor studii întreprinse de diverse instituții de cercetare din țară, care au avut ca țintă inventarierea aplicațiilor fotovoltaice cu cuplare la rețea, dar și cele autonome (neracordate la retea) pentru consumatori izolați potențialul solar fotovoltaic al României se înscrie în coordonatele din tabelul următor:
Tab.2 Potențialul energetic solar – fotovoltaic
3.3. Aspecte privind situația aplicațiilor fotovoltaice în nord vestul țării
Dacă o statistică a aplicațiilor solar-termice este greu de realizat deoarece numărul captatoarelor solare pentru sistemele de încălzire individuale este foarte mare și nu se poate cunoaște cu exactitate numărul individual al sistemelor de încălzire achiziționat de persoane fizice, în schimb aplicațiile fotovoltaice sunt de mai mare putere și aplicațiile lor sunt mult mai cunoscute. De aceea în paragraful de față se va face o trecere în revistă a celor mai reprezentative parcuri fotovoltaice din Nord-Vestul țării, mai precis din județele Cluj, Sălaj, Satu-Mare, Arad și Bihor.
În urma analizei hărții solare prezentate, regiunile analizate în lucrare se înscriu în următoarea gradație solară:
Județul Cluj: partea de est a județului se include în zona II, spre Podișul Transilvaniei, cu intensitatea radiației solare de 1300 – 1350 kWh/m2/an; partea vestică se include în zona V, având o intensitate a radiației mai mică de 1200 kWh/m2/an; o bună parte a teritoriului județului se încadrează însă în zona a III-a și a IV-a a radiației solare.
Județul Satu-Mare prezintă trei diviziuni principale a zonării radiației solare: astfel în partea de vest a județului radiația solară se include în zona II, cu intensitatea radiației de 1300 – 1350 kWh/m2/an; partea centrală a județului se include în zona III radiativă iar partea estică și nord-estică în zona a IV de radiație.
Județul Sălaj este divizat astfel: partea de vest se include în zona a III-a a radiației solare, părțile centrală și estică ale județului se includ în zona a IV-a iar sudul în zona a V-a, unde intensitatea radiației solare este sub pragul de 1200 kWh/m2/an.
Județul Arad. Pe teritoriul județului se regăsesc următoarele zonări solare: partea vestică , pe porțiuni relativ restrânse, se include în zona a II-a de radiație solară(1300-1350 kWh/m2/an); partea centrală, care acoperă din punct de vedere al radiației solare majoritatea teritoriului, se include în zona a III-a cu 1250-1300 kWh/m2/an; partea estică se include în zonele de radiație solară IV și V.
Județul Bihor:are în partea de vest o regiune extinsă pe tot aliniamentul nord-sud, care se include în zona de radiație solară II. În regiunea mediană, extinsă tot de la nord la sud se regăsește zona III radiativă; în partea de sud-est a județului, în arealul Munților Apuseni, predomină zonele de radiație solară IV și V, cu intensități scăzute ale acesteia(1200-1250 pentru zona IV și sub 1200 kWh/m2/an pentru zona V).
Ca realizări în domeniul sistemelor energetice fotovoltaice,județul Cluj este încă slab exploatat fiind în funcțiune două parcuri solare în zona orașului Dej (de 4,5 și 6 MW) și unul în comuna Mihai Viteazu, de 3,6 MW. Există cereri de autorizare însă pentru un număr semnificativ de aplicații de puteri mai mici.
O realizare apreciabilă în județul Satu Mare din domeniul conversiei fotovoltaice este cea din zona orașului Livada(fig.2), unde un parc fotovoltaic se întinde pe o suprafață de 135 Ha cu o putere instalată de 48 MW fiind al doilea ca mărime din România. Investițiile realizate în acest parc s-au efectuat de firma spaniolă Bester Generation cu sprijinul unor parteneri coreeni și s-au ridicat la suma de cca 60 de milioane de euro. Au fost instalate 230 000 de panouri fotovoltaice plus instalațiile conexe și s-a realizat o stație electrică de evacuare.
Conform raportărilor, la Agenția pentru Protecția Mediului Satu Mare au fost depuse în anul 2012, 40 de solicitări pentru construirea de parcuri fotovoltaice, fiind realizate deja 20 de investiții în parcuri de puteri relativ scăzute.
În județul Sălaj doua parcuri fotovoltaice, în valoare totala de peste 11 milioane de euro, au început să fie construite în anul 2012 printr-o investitie a unor firme germane care susțin două firme autohtone Solar Field I și Solar Field II, în zona comunei Somes Odorhei. Amenajarea parcurilor s-a efectuat pe două suprafețe, una pe un teren de opt hectare si pe alta pe de noua hectare, în zona comunei Someș Odorhei. Parcurile ar urma sa aiba la final o putere instalata de 3,6 MW fiecare, costurile unitare fiind estimate la cca. 1,6 milioane de euro pentru un megawat.
La nivelul judetului Salaj, alți cinci agenti economici sau municipalitatea si administratia judetului au mai facut demersuri pentru construirea a încă opt parcuri fotovoltaice, potrivit unor informații date publicității de Agentiei județeană pentru Protectia Mediului (APM)
Fig. 3.2 Parcul fotovoltaic Livada, județul Satu-Mare (Sursa foto:www.adevarul.ro)
O firmă din localitatea sălăjeană Pericei implementează un proiect într-un parc fotovoltaic la Nușfalău, iar o firmă din Zalău se pregătește să facă un astfel de parc în zona industrială a orașului. O firmă din Satu Mare are proiect pentru un parc fotovoltaic și patru centrale la Moiad. Există un proiect pentru un astfel de parc și la Boghiș, proiect făcut de o firmă din localitate, în timp ce o firmă din Zalău vrea să facă o astfel de investiție în localitatea Sălăjeni. În plus, două firme din Oradea au propus alte două proiecte de parcuri fotovoltaice, unul care ar urma să ia ființă la Mineu, comuna Sălățig, iar altul la Crasna.
Un alt parc fotovoltaic de 4,9 MW se găsește montat și în comuna Vârșolț.
Fig. 3.3 Parc fotovoltaic de 4,9 MW dincomuna Vârșolț, județul Sălaj
Județul Arad este foarte dinamic din prisma investițiilor și realizărilor în domeniul parcurilor fotovoltaice. O investitie de 100 de milioane de euro s-a realizat de către firma spaniolă "Promocion Inversolar 65" intr-un parc fotovoltaic este aproape de finalizare lângă orașul Sebis(fig4.) unde pe 200 de hectare de teren sunt montate 317.000 de panouri cu o putere totala de 65 MW, care ar acoperi necesarul pentru 100.000 de locuitori. În momentul de față funcționează panourile montate pe suprafața de 33 ha, având o putere instalată de 7,5 MW. Acest parc fotovoltaic va deveni la finalizare cel mai mare din România.
Județul Arad a mai constituit o premieră în domeniul unor asemenea proiecte, fiind cel unde, s-a dat în folosință, în apropierea comunei Vladimirescu, primul parc fotovoltaic. Acest parc a fost realizat pe o suprafață de 3 ha producând în medie o cantitate de energie de 1,6 MWh.
Și municipalitatea Aradului va implementa două alte parcuri fotovoltaice care vor ocupa la periferia orașului o suprafață de cca. 7 ha.
Fig. 3.4 Interiorul Parcului fotovoltaic Sebiș
În județul Bihor există în prezent 8 parcuri fotovoltaice în funcțiune(Lotus Center –Oradea(23.000 m2), Rezident Solar – Les (65.000 m2), Sez Trade – Voievozi, Petca Max Oradea, West Sem Power – Olcea, DMT Solar – Husasau de Tinca, Delalina din Gepiu, Solar PV Energie din Salard) fiind înregistrate alte 17 documentații pentru amenajarea unor astfel de obiective.
În ultimii trei ani, Oradea s-a aliniat, pe mai multe planuri, orașelor care folosesc energia solară. Parcometrele din oraș sunt încărcate cu energie de la Soare, sistemul de ungere a căii de rulare a tramvaielor se alimentează tot cu solar, iluminatul parcurilor sau a unor parcări executându-se și cu panouri solare iar numeroase firme și-au amplasat în oraș reclame ce folosesc tot energia soarelui.
. Cel mai mare centru comercial orădean, Lotus Center, a instalat pe acoperișul tip terasă ,pe o suprafață de 13.300 de metri pătrați , un număr 8.514 panouri fotovoltaice , de câte 2 metri pătrați fiecare. Panourile captează energia solară și, prin trei transformatoare, aceasta devine energie electrică. Întreaga instalație a costat aproximativ 3 milioane de euro, și are o putere maximă de 3 MW și a primit toate avizele necesare, în vederea funcționării. Compania care administrează centrul comercial va utiliza energia electrică obținută pentru consumul propriu.
Compania de telecomunicații RCS&RDS a achiziționat proiectul unui parc solar din satul bihorean Gepiu. Executat de către firma locală Novitas Electro, proiectul a fost vândut la cheie companiei de telecomunicații, având toate autorizațiile. Parcul are o putere de 4 MW, însă valoarea lui depinde de mai mulți factori, inclusiv de tipul de panouri folosite. În cel mai scump caz, ar putea costa un milion de euro pentru producția unui megawatt.
Parcul din Gepiu se va întinde pe o suprafață de 113.700 metri pătrați, urmând să aibă 11.980 de panouri fotovoltaice. Totodată aceeași companie va construi cel mai mare parc fotovoltaic din județul Bihor, până în acest moment, în localitatea Oșorhei care se va întinde pe o suprafață de 40 de ha și va avea o capacitate de 23,4 MW, însemnând investiții de peste 36 milioane de euro. În aceeași localitate s-a finalizat construcția unui parc fotovoltaic de către firma Infrador a cărui întindere este de 10 ha. Acesta are o capacitate de 2 megawați și va fi conectat la sistemul electroenergetic național.
Datorită amplasamentului propice acestor investiții chiar și primăria comunei Oșorhei are în plan realizarea unui proiect de parc cu o putere instalată de 0,6 MW, întins pe o suprafață de 2,5 ha care prin energia electrică furnizată va alimenta clădirea primăriei, școlile, căminul cultural și iluminatul public.
Un număr tot mai mare de primării din raza județului si-au exprimat disponibilitatea pentru realizarea unor parcuri fotovoltaice.
Fig. 3.5 Parc fotovoltaic Sălard județul Bihor
Capitolul IV
UTILIZAREA ENERGIEI SOLARE ÎN PARCURI FOTOVOLTAICE
4.1 Conversia energiei solare în energie electrică. Efectul fotovoltaic
Efectul de apariție a unei tensiuni electromotoare, sub acțiunea energiei solare, denumit efect fotovoltaic, a fost descoperit de fizicianul francez Alexandre-Edmond Becquerel, în anul 1839, iar în 1930, fizicianul american Schottky a argumentat teoretic efectul fotovoltaic.
Denumirea acestui efect provine din grecescul phos, care înseamnă lumină și din numele fizicianului Allesandro Volta, realizatorul primei baterii electrice din lume. Efectul fotovoltaic este datorat eliberării de sarcini electrice negative (electroni) și pozitive (goluri), într-un material solid, atunci când suprafața acestuia interacționează cu lumina. Datorită polarizării electrice a materialului respectiv, care se produce sub acțiunea luminii, apare o tensiune electromotoare, care poate genera curent electric într-un circuit închis. Dispozitivele care funcționează pe baza acestui fenomen, sunt denumite celule fotovoltaice, sau celule electrice solare. Pentru a permite furnizarea unei puteri elctrice rezonabile, celulele fotovoltaice nu funcționează individual ci legate în serie într-un mumăr mai mare, alcătuind panouri fotovoltaice, sau panouri electrice solare (a nu se confunda cu panourile solare pentru producerea energiei termice, denumite și colectori solari sau panouri solare termice). [5]
Dacă o joncțiune p – n este iluminată se vor forma perechi de purtători imediat după absorbirea luminii. Câmpul puternic al joncțiunii atrage purtătorii minoritari, rezultând un flux de curent. Semiconductorul nu se află în echilibru termic, fapt care însemnă că puterea electrică poate fi livrată către consumator. Acest mecanism, este de fapt mecanismul de bază al celulei solare .
Caracteristica poate fi dedusă din fizica solidului, fiind:
(4.1)
unde, UA – tensiune aplicată;
I – curentul care trece prin diodă la tensiunea UA aplicată;
UT– este o constantă, numită tensiune termică;
I0 – curentul de saturație al diodei, care depinde de tipul, densitatea și materialul materialului din care este confecționată dioda, precum și de calitatea joncțiunii p-n.
Dacă joncțiunea p-n este iluminată, atunci se va genera un curent adițional IL, care va modifica expresia de mai sus în felul următor:
(4.2)
Semnul negativ în relația 4.2, rezultă din convenția polarităților. În acest caz, curentul I numai este 0 la tensiune nulă, ci, tinde către IL. Astfel, poate fi livrată energia electrică spre consumator. Caracteristica I/U se reprezintă în fig. 4.1, cu și fără iluminare.
Fig.4.1 – Caracteristica I – U a celulei solare (CS) cu și fără iluminare(partea de sus). Um, Im și Pm sunt valorile la putere maximă[1]
În figura 4.1, de asemenea, sunt determinate trei mărimi importante: UCD tensiunea de circuit deschis, Isc curentul de scurt circuit, identic cu IL, și punctul puterii maxime Pm unde, produsul I și U este maxim. Pm este punctul optim de funcționare al celulei solare. Tensiunea și curentul la Pm sunt Um, respectiv Im. Este evident, că celula solară ideală are o caracteristică care se aproprie de forma unui rectangular. Factorul de umplere FF = Im Um / Isc UCD, va fi aproape de 1. Pentru celule solare de siliciu, factorul de umplere sunt peste 0,8, adică 80%. Din relația 2 se poate deduce importanța curentului de saturație I0. Tensiunea circuitului deschis se obține atunci când prin celulă nu trece curent .
Atunci:
(4.3)
Chiar la densități mici de curent termenul IL / I0 este mare în comparație cu 1, astfel, , adică, tensiunea circuitului deschis este proporțională cu logaritmul raportului Isc de I0. Înseamnă că, deși I0 este o mărime foarte mică în comparație cu IL, scăderea curentului de saturație este foarte importantă în privința creșterii eficienței. Există trei surse pentru I0: a) curent de scurgere al purtătorilor minoritari din emitor; b) curent de scurgere al purtătorilor minoritari din regiunea de bază și c) curentul de recombinare al sarcinilor spațiali.
Fig.4.2 – Circuitul echivalent cu două diode
Circuitul echivalent al celulei solare, conține toate componentele relevante, și anume: sursa de curent h induce curentul IL și pe cele două diode de saturație ale curentului ID1 și ID2. Curentul de saturație se reprezintă prin două diode pentru că recombinarea sarcinilor în spațiu are diferite dependențe de curent decât ceilalți doi curenți . Celelalte componente au natură rezistivă, un șunt paralel RP și o rezistență RS. Evident că, RP va fi rezistența mare iar RS cît mai mică.
Efectul fotovoltaic se bazeaza pe trei fenomene fizice simultane, strâns legate între ele:
1. Absorbtia luminii de catre materiale;
2. Transferul de energie de la fotoni la sarcinile electrice;
3. Colectarea sarcinilor.
În figura 4.3 este prezentată structura energetică a materialelor semiconductoare, deci și a siliciului.
Fig. 4.3. Structura energetică a materialeor semiconductoare [6]
Analizarea acestei scheme energetice este utilă în vederea înțelegerii condițiilor în care semiconductorii pot deveni materiale conductoare de curent electric. În situații normale, electronii ocupă în jurul nucleelor atomilor materialului respectiv, diferite nivelele energetice denumite și straturi sau benzi energetice. Aceste nivele energetice accesibile pentru electroni, sunt separate de benzi energetice interzise, reprezentând adevărate “bariere energetice” pentru electroni.
Nivelul energetic cel mai ridicat dintre cele ocupate de electroni, este denumit și bandă energetică de valență, sau mai simplu bandă de valență. Următorul nivel energetic accesibil electronilor, dar neocupat de aceștia, este denumit bandă energetică de conduție, sau mai simplu bandă de conducție. Este evident că pentru materiale diferite, nivelele energetice ale benzii de valență și ale benzii de conducție sunt diferite.
Diferența de potențial energetic ΔE, dintre banda de conducție și banda de valență, reprezentând și valoarea “barierei energetice” dintre cele două straturi, este diferența dintre nivelurile energetice Ec al benzii de conducție și Ev al benzii de valență ΔE=Ec-Ev. În cazul siliciului monocristalin, valoarea acestei bariere energetice este ΔE≈1eV, iar în cazul siliciului amorf poate să ajungă la ΔE≈1,7eV. Aceste valori ale barierei energetice, reprezintă cuante de energie care trebuie să fie transmise electronilor de pe stratul de valență pentru ca aceștia să devină liberi, adică pentru a putea trece pe banda de conducție. Prin supunerea materialelor semiconductoare de tipul siliciului la radiația solară, fotonii, sau cuantele de lumină cum mai sunt numiți aceștia, sunt capabili să transmită electronilor de pe banda de valență, energia necesară pentru a depăși “bariera energetică” și a trece pe banda de conducție. Acest fenomen se produce în celulele fotovoltaice.
În vederea fabricării celulelor fotovoltaice, Si este impurificat (dopat) cu diferite elemente chimice, pentru obținerea unui surplus de sarcini electrice negative (electroni) sau pozitive (goluri). Se obțin astfel straturi de siliciu semiconductoare de tip n, respectiv de tip p, în funcție de tipul sarcinilor electrice care predomină. Prin alăturarea a două asemenea straturi de material semiconductor, caracterizate prin predominanța diferită a sarcinilor electrice, în zona de contact, se obține o așa numită joncțiune de tip p-n de tipul celei reprezentate schematic în figura 4.4.
Fig. 4.4 Joncțiune p-n
Sub acțiunea diferenței de potențial electric, manifestată în zona de contact, electronii excedentari din stratul n, prezintă tendința de migrație în stratul p, deficitar în electroni. Analog, golurile excedentare din stratul p, prezintă tendința de a migra în stratul n, deficitar în sarcină electrică pozitivă. Această tendință de deplasare a sarcinilor electrice este reprezentată în figura 4.5.
Fig. 4.5 Tendința de migrare a sarcinilor electrice între straturile joncțiunii p-n
Amploarea migrației sarcinilor electrice între cele două straturi ale joncțiunii p-n este limitată de nivelul energetic al purtătorilor celor două tipuri de sarcini electrice. Astfel, cu toate că nu se va realiza o reechilibrare la nivelul sarcinilor electrice în toată profunzimea celor două straturi, o zonă superficială din stratul p va fi ocupată de sarcini electrice negative (electroni), iar o zonă superficială din stratul n, va fi ocupată de sarcini electrice pozitive (goluri). Ca efect, se va produce o redistribuirea a sarcinilor electrice în zona joncțiunii p-n, de tipul celei reprezentate în figura 4.6.
Fig. 4.6. Apariția unei diferențe de potențial electric în zona joncțiunii p-n
Se observă că efectul acestei redistribuiri este reprezentat de apariția unei diferențe de potențial locale, la nivelul joncțiunii. Această diferență internă de potențial reprezintă o barieră care împiedică o eventuală deplasare ulterioară a sarcinilor electrice negative din stratul n spre stratul p și a celor pozitive din stratul p spre stratul n. Sarcinile electrice libere din cele două straturi sunt response din zona joncțiunii spre suprafețele acestor straturi, opuse joncțiunii p-n.
Este cunoscut faptul că lumina prezintă un caracter dual, având atât caracteristici de undă, conform teoriei ondulatorii a luminii, cât și caracteristici corpusculare, conform teoriei corpusculare, sau fotonice a luminii. Din punctul de vedere al efectului fotovoltaic este mai util ca lumina să fie considerată ca având caracter corpuscular. Dacă joncțiunea p-n este supusă radiației solare, fotonii având un nivel energetic suficient de ridicat (cu atât mai ridicat cu cât radiația solară prezintă o intensitate mai mare), sunt capabili să transfere suficientă energie electronilor aflați pe straturile de valență ale atomilor, pentru a treace pe straturile de conducție și să devină electroni liberi. Sub acțiunea diferenței interne de potențial, care se manifestă local la nivelul joncțiunii p-n, electronii liberi care se formează în stratul n, sunt respinși spre suprafața stratului n al joncțiunii, iar electronii liberi care se formează în stratul p, sunt atrași spre zona de joncțiune, pe care o vor traversa și odată ajunși în stratul n, sunt respinși spre suprafața acestui strat. Fiecare electron liber, în momentul trecerii sale pe stratul de conducție, lasă în urmă un gol (sarcină electrică pozitivă) în structura atomului pe care l-a părăsit, astfel că sub acțiunea radiației solare nu apar doar electroni liberi ci perechi de sarcini electrice negative (electroni) și pozitive (goluri). Sub acțiunea diferenței interne de potențial, care se manifestă local la nivelul joncțiunii p-n, golurile care se formează în stratul p sunt respinse spre periferia stratului p al joncțiunii, iar golurile care se formează în stratul n, sunt atrase spre zona de joncțiune, pe care o vor traversa și odată ajunși în stratul p, sunt respinși spre suprafața acestui strat.
4.2 Celula fotovoltaica
Primele celule au fost produse in anul 1950 si aveau 4% eficienta. Astazi a treia generatie de panouri fotovoltaice celula contine o eficienta de 20% si se spera ca in cativa ani aceasta sa creasca. Pretul acestora variaza in functie de necesarul electric al incintei pentru care se monteaza sistemul, acesta poate asigura intre 20 si chiar 80% din necesarul de consum, pentru anumite perioade de timp. Reglementarile UE obligă tarile membre ca un procent semnificativ din energia produsa de acestea pana in anul 2020 sa fie prin mijloace alternative.
Cresterea cantitatii de energie solara convertita in electricitate de un sistem de panouri solare poate fi crescuta in doua moduri: adaugi mai multe panouri sau cresti eficienta celulelor fotovoltaice. Cea de-a doua metoda preocupa oamenii de stiinta, care au reusit stabilirea unui nou record de eficienta: 40,8 %, cu 0,1 % mai mult decat recordul precedent. Joncțiunea p-n, împreună cu cei doi electrozi, alcătuiește o celulă fotovoltaică sau o celulă elctrică solară având construcția de tipul celei reprezentate în figura 4.7.
Fig. 4.7. Elementele constructive ale unei celule fotovoltaice
Energia luminii disloca în jonctiunea p-n electroni si îi face liberi. Astfel sunt disponibili un electron negativ si o gol pozitiv. Daca circuitul este închis, electronii negativi se scurg în stratul p si protonii pozitivi în stratul n. Asadar, curentul electric poate trece. Datorita potentialului energetic ridicat al semiconductorului n si a spatiului în regiunea de încarcare, electronii pot circula doar pe traseul urmator:
de la stratul n;
prin contactul partii superioare (polul negativ al celulei solare);
prin consumatorul extern;
prin contactul partii inferioare (polul pozitiv al celulei solare);
la semiconductorul p;
se recombina cu un atom rezidual, etc
Dacă generarea pe cale fotovoltaică a unei perechi electron – gol are loc în regiunea neutră, atunci purtătorii rezultați se separă printr-un proces de difuzie lent și se recombină rapid. Sarcinile produse pe cale fotoelectrică în regiunea de trecere, însă, sunt separate pe seama câmpului electric imprimat; recombinarea acestor sarcini cu purtătorii opuși nu are loc, deoarece regiunea e practic lipsită de sarcină electrică liberă .
4.3. Echipamente aferente sistemelor fotovoltaice
Sistemele energetice solare, în general sunt, dacă sunt utilizate pentru producere de energie electrică, sau termică sunt aplicate pe clădire. În Germania, majoritatea aplicațiilor realizate până în prezent cu module fotovoltaice integrate în clădiri îndeplinesc condițiile structurilor de sticlă convenționale (a fenestrațiilor).
Factorii care influențează performanțele sistemelor fotovoltaice sunt:
Factori meteorologici
Radiația solară
Temperatura ambiantă
Viteza vântului
Precipitații
Factori de amplasament:
Orientare și înclinare
Umbrirea elementelor PV
Gradul de poluare
Reflexiile locale
Factori la nivelul generatorului fotovoltaic
Pierderi la nivelul sistemului de stocare
Pierderi Joule / căderi de tensiune
Relația dintre producție de energie – curba de consum – capacitate de stocare
Factori de performanță:
EAC energia la consumator (ieșire invertor kWh)
EGS energia solară în panul de captare [kWh]
STC – randamentul modulelor în condiții standard de testare [1]
Modulele fotovoltaice pot fi montate pe sol sau pe clădiri, sau pot fi încorporate în structura clădirilor, în general, pe fațada acestora. Vântul și zăpada consideră probleme majore în proiectare. Perioada de viață a modulelor PV, în general, este 25 ani, astfel clădirea și structura de suport de asemenea este proiectată pentru această perioadă de viață. Printre echipamentele aferente face parte bateria, controlerul de sarcină, invertorul și sistemul de urmărire al puterii maxime.
4.3.1. Bateriile de acumulatoare
Bateriile sunt componentele necesare ale sistemelor FV, care asigură alimentarea consumatorului cu energie în timpul nopții sau în cazul în care sistemul PV nu poate să satisfacă cerințele. Bateriile trebuie să fie plasate într-un loc unde temperatura nu este foarte mare și în același timp, spațiul, unde se află bateria trebuie să fie bine ventilat .
Tipurile cele mai importante care sunt folosite în sistemele FV, sunt cele cu plumb – acid, nichel – cadmiu, nichel hibrid și litiu. Bateriile de plumb-acid, au mare ciclu de viață, sunt cele mai des utilizate. Acestea sunt reglate cu supape și sunt găsibile în diferite mărimi. Bateriile uscate sau cele umede, necesită mentenanță mai mare, pe când bateriile cu reglare prin supape au nevoie de mai puțină mentenanță.
Cerința principală față de bateria folosită în sistemul FV este de a putea accepta și rezista încărcările și descărcările repetate, fără deteriorări. Pentru obținerea capacității mai mari, ele se conectează în paralel.
Bateriile, în general, sunt utilizate în sistemele FV separate – stand alone – pentru acumularea energiei electrice de a lungul orelor când sistemul FV acoperă complet sarcina și este în surplus sau când este soare, dar nu este consum. Nopțile, sau în timpul perioadelor cu iradiere redusă bateria poate transmite energie către sarcină.
Bateriile se clasifică prin capacitatea lor nominală (qmax), Ah, care poate fi obținut la maxim în condiții de descărcare predefinită. Eficiența bateriei este raportul dintre sarcina extrasă (Ah) în decursul descărcării împărțit la valoarea acesteia (Ah) necesară pentru obținerea încărcării din starea inițială. Deci, eficiența depinde de starea încărcării și de curentul de încărcare și descărcare. Starea încărcării (SOC) este raportul între capacitatea actuală a bateriei și capacitatea nominală, adică:
(4.4)
SOC poate avea valoarea între 0 și 1. Dacă Soc = 1, atunci, bateria este complet încărcată, și dacă OC = 0. bateria este complet descărcată.
Fig 4.8. – Diagrama schematică a bateriei [1]
Alți parametri legați de baterie, sunt regimul de încărcare și de descărcare precum și perioada de viață a bateriei. Regimul de încărcare (sau de descărcare), exprimat în ore, este acel parametru care reflectă relația dintre capacitatea nominală a bateriei și a curentului la care este încărcată (sau descărcată) – de exemplu, regimul de descărcare de 40 Ah pentru o baterie cu capacitatea nominală de 200 Ah înseamnă că se descarcă la . Durata de viață a bateriei, este numărul de cicluri de încărcare – descărcare.
În general, o baterie poate fi privită ca o sursă de tensiune E, înseriată cu o rezistență internă Ro, conform figurii de mai sus, (4.1), în care caz, tensiunea la borne, U, este dată de relația:
U = E – IRo (4.5)
4.3.2. Invertorul
Invertorul este folosit pentru convertirea curentului continuu în curent alternativ. Ieșirea invertorului poate fi monofazic sau trifazic. Invertoarele sunt caracterizate de capacitatea lor totală, avînd un domeniu larg de la sute de wați la megawați. Unele au o bună capacitate de pornire, altele însă nu. Proiectantul invertorului specifică ambele, atât tipul cât și sarcina maximă a invertorului.
Invertorul se caracterizează prin eficiența lui de dependență de putere, inv. Pe lângă convertirea curentului continuu în curent alternativ, o altă funcție importantă a invertorului, constă în menținerea tensiunii constante pe partea curentului alternativ și convertirea puterii de intrare Pin în putere de ieșire, Pout, cu eficiență cât mai mare posibilă, calculată cu relația :
(4.6)
unde
cos() – factor de putere
Icc – curentul necesar pentru invertor, curentului continuu, de la convertor [A];
Ucc – tensiune de intrare în invertor curentului continuu, de la controler, [V].
Multe tipuri de invertoare sunt disponibile, dar nu toate sunt potrivite pentru alimentarea rețelei sistmeului.
4.3.3 Controlerul de sarcină
Controlerul are rol de reglare al puterii modulelor FV, ca să protejeze bateria de supraîncărcare. Controlerul poate fi cu șunt, sau în serie, funcționează la tensiune joasă a bateriei pe care o deconectează, fiind o protecție de la supradescărcare. Controlerul se alege pentru capacitatea corectă și pentru caracterisitici cerute [6].
Controlerul permite determinarea tensiunii de funcționare a sistemului FV. Totuși, tensiunea bateriei poate să nu fie la valoarea optimă a tensiunii de funcționare. Unele pot optimiza tensiunea de funcționare a modulului FV, independent de tensiunea bateriei, astfel, PB funcționează la punctul maxim de putere – maximum power point-.
Oricare sistem energetic are un controler și o strategie pentru funcționarea controlerului, care descrie interacțiunile între componente. În sistemul FV, utilizarea bateriilor ca un mediu de înmagazinare, implică utilizarea controlerului de sarcină. Acesta se utilizează pentru direcționarea fluxului de energie de la sistemul FV către baterie și sarcină utilizând tensiunea bateriei și valorile lor maxime și minime. Cea mai mare parte a controlerelor, au două moduri de funcționare:
Condiții normale de funcționare, când tensiunea bateriei variază între valorile maxime și minime acceptabile.
Condiții de supraîncărcarea sau supra-descărcare, situație care apare atunci când tensiunea bateriei atinge valoarea critică.
4.4. Sisteme de utilizare a energiei electrice obținute prin efect fotovoltaic
Posibilitățile de utilizare a energiei electrice obținute prin conversia energiei solare, folosind efectul fotovoltaic sunt multiple, iar în continuare sunt prezentate câteva asemenea sisteme tehnice care înglobează panouri fotovoltaice.
4.4.1. Sistem pentru producerea și utilizarea curentului continuu
În figura 4.8 este prezentat un sistem de producere și utilizare a curentului continuu cu ajutorul panourilor fotovoltaice.
Fig. 4.8. Sistem cu panou fotovoltaic pentru producerea curentului continuu [7]
Acest tip de aplicație poate să permită de exemplu asigurarea iluminatului electric, cu becuri de curent continuu, în imobile situate în zone izolate și neelectrificate.
Se observă că panoul fotovoltaic nu este singurul component al sistemului. Deoarece momentul în care este nevoie de energie electrică, nu coincide cu cel în care este prezentă radiația solară, energia electrică furnizată de panou este acumulată într-una sau mai multe baterii pentru a fi utilizată la nevoie. Între panoul fotovoltaic și baterie este intercalat un regulator de încărcare deoarece parametrii curentului electric la ieșirea din panou sunt variabili, în funcție cel puțin de intensitatea radiației solare, iar parametrii curentului electric utilizat la încărcarea bateriei trebuie să fie constanți.
Consumatorii alimentați cu curent continuu, sunt conectați tot la bornele de ieșire ale ale regulatorului, pentru a fi alimentați cu curent electric având parametrii constanți.
4.4.2. Sistem pentru producerea simultană a curentului continuu și altenativ
În figura 4.9 este prezentat un sistem de producere și utilizare simultană a curentului continuu și alternativ cu ajutorul panourilor fotovoltaice.
Fig. 4.9. Sistem cu panouri fotovoltaice pentru producerea simultană a
curentului continuu și alternativ [7]
Având în vedere că un asemenea sistem are nevoie de o putere electrică mai mare, specifică de regulă consumatorilor de curent continuu, este nevoie de utilizarea unui număr mai mare de panouri fotovoltaice, iar numărul bateriilor este de asemenea mai mare, pentru ca sistemul poată asigura puterea electrică maximă, pentru un timp cât mai lung, înainte ca bateria să se descarce. Trebuie menționată prezența obligatorie într-un asemenea sistem a unui echipament denumit invertor, care transformă curentul continuu în curent alternativ.
4.4.3. Sistem fotovoltaic hibrid
În figura 4.10 este prezentat un sistem hibrid pentru producerea și utilizarea simultană a curentului continuu și alternativ cu ajutorul panourilor fotovoltaice.
Fig. 4.10. Sistem hibrid cu panouri fotovoltaice pentru producerea
simultană a curentului continuu și alternativ [7]
Față de sistemul prezentat anterior, acest sistem hibrid are în componență și un Generator electric actionat de un motor diesel. Acest generator, care poate să producă atât curent continuu cât și curent alternativ, are rolul de a asigura puterea electrică necesară în perioadele de vârf de sarcină, sau în perioadele în care radiația solară nu este suficient de intensă.
4.4.4. Sistem fotovoltaic racordat la rețea
În figura 4.11 este prezentat un sistem pentru producerea și utilizarea curentului alternativ cu ajutorul panourilor fotovoltaice, racordat la rețeaua locală de alimentare cu energie electrică.
Fig. 4.11. Sistem fotovoltaic pentru producerea curentului electric alternativ, racordat la rețea [7]
Un asemenea sistem pentru producerea curentului electric alternativ, cu ajutorul panourilor fotovoltaice, permite utilizarea directă a curentului electric produs de sistemul fotovoltaic, dar și furnizarea acestuia în rețeaua locală de alimentare cu energie electrică, acest sistem fiind furnizor de energie electrică. Este evident că imobilele prevăzute cu un asemenea sistem de alimentare cu energie electrică, trebuie să fie prevăzute cu câte un dispozitiv de măsură care să contorizeze energia electrică furnizată în rețea, dar și cu un contor pentru măsurarea consumului de energie electrică absorbită din rețea.
De regulă, în țările în care se încurajeaă utilizarea energiilor regenerabile, cum este Germania de exemplu, prețul cu care este cumpărată energia electrică furnizată de acest sistem este mult mai mare decât prețul de vânzare a energiei electrice. [8]
Capitolul V
CERINȚE ȘI AVIZE DE MEDIU PENTRU
ÎNFIINȚAREA DE PARCURI FOTOVOLTAICE
Legislatia internatională de mediu prevede ca evaluarea impactului asupra mediului, necesara pentru eliberarea acordului de mediu, trebuie realizata cat mai devreme posibil, asa incat, pe de o parte sa existe toate premizele ca nu se vor irosi resurse materiale si de timp pentru proiectarea unei activitati care ulterior sa nu intruneasca conditiile de autorizare din punct de vedere al protectiei mediului, iar pe de alta parte, informatiile despre proiect pe care titularul acestuia le poate furniza autoriatilor competente sa fie suficiente pentru realizarea evaluarii impactului asupra mediului.
Conform legislatiei nationale, acordul/acordul integrat de mediu se emite la faza de studiu de fezabilitate, in paralel cu celelalte avize si acorduri.
Din punct de vedere al impactului asupra mediului, activitatile se clasifica in trei categorii: cu impact nesemnificativ, cu impact redus si cu impact semnificativ.
Activitatile cu impact nesemnificativ sunt relativ usor de identificat. Sunt incluse in aceasta categorie, in primul rand, activitatile rezidentiale desfasurate in gospodarii individuale sau in dependinte ale acestora care sunt destinate exclusiv satisfacerii necesitaților locuintei si/sau gospodăriei proprii, cu conditia ca acestea sa nu fie amplasate in zone cu regim special de protectie, cum sunt zonele de protectie sanitara sau zonele din reteaua ecologica Natura 2000. In al doilea rand, in aceasta categorie intra si acele activitati pentru care, conform prevederilor legale in vigoare privind autorizarea prin Biroul unic nu se emit autorizatii de mediu.
Unele activitati care se includ fie in categoria celor cu impact redus fie in categoria celor cu impact semnificativ sunt de asemenea usor de identificat.
Astfel, se includ in categoria celor cu impact redus, in primul rand acele activitati care, conform prevederilor legale in vigoare privind autorizarea prin Biroul unic, primesc autorizatie de mediu,.
In schimb, se includ in categoria activitatilor si/sau instalatiilor cu impact semnificativ asupra mediului, activitatile care au asemenea caracteristici incat se considera ca genereaza un impact semnificativ asupra mediului indiferent de amplasamentul lor. De asemenea, in aceasta categorie se includ toate proiectele pentru investitii ce urmeaza a se realiza pe amplasamente situate in zonele din reteaua ecologica Natura 2000.
Ultima categorie de activitati sunt cele dintre proiectele aferente activitatilor cu un impact semnificativ sau un impact redus asupra mediului in functie atat de caracteristicile lor cat si de amplasament. Proiectul aferent unei asemenea activitati va fi inclus in categoria activitatilor cu impact semnificativ sau in categoria celor cu impact redus de catre Autoritatea Competenta numai in urma unei analize efectuate pentru fiecare caz in parte.
5.1 Etapele procedurii de evaluare a impactului asupra mediului si de emitere a acordului de mediu
Procedura de evaluare a impactului asupra mediului este structurata pe etape conform schemei din Figura 5. 1.
Procedura cuprinde cele trei etape introduse de HG 918/2002, si anume incadrarea, definirea domeniului evaluarii si revizuirea calitatii raportului la studiul de evaluare a impactului asupra mediului, care sunt precedate de depunerea si evaluarea initiala a solicitarii.
Cele trei etape au doua caracteristici comune:
sunt conduse de autoritatea competenta pentru protectia mediului ACPM;
se incadreaza in limite de timp stricte.
Intre etapa de definire a domeniului evaluarii si cea de revizuire a calitatii raportului la studiul de evaluare a impactului asupra mediului se situeaza etapa de realizare a studiului de impact (in sensul atribuit prin definitia acestui termen). In aceasta etapa, rolul principal revine celui care realizeaza studiul de impact: unitati specializate, persoane fizice sau juridice independente de titularul proiectului sau al activitatii si atestate de autoritatea publica centrala de protectia mediului. Deoarece insa, realizarea studiului de evaluare a impactului asupra mediului se face pe baza rezultatelor etapei de definire a domeniului evaluarii, aceste etape au fost comasate primind denumirea de „etapa de definire a domeniului evaluarii si de realizare a raportului la studiul de evaluare a impactului asupra mediului”.
5.2. Depunerea solicitarii si evaluarea initiala a acesteia
Derularea procedurii incepe atunci cand titularul de proiect solicita emiterea acordului de mediu. Aceste solicitari exprimate prin cerere tip trebuie sa ajunga la autoritatea publica pentru protectia mediului pe raza careia se afla amplasamentul ales al proiectului.
In practica, se pot intampla doua situatii.
titularul proiectului se adreseaza Ghiseului unic in vederea obtinerii Acordului unic; in aceasta situatie, reprezentantul autoritatii publice pentru protectia mediului in CAU va prelua solicitarea in vederea inceperii procedurii;
titularul proiectului depune solicitarea direct la autoritatea publica pentru protectia mediului care incepe derularea procedurii
În ambele situatii, solicitarea trebuie sa fie insotita de Fisa tehnica pentru obtinerea acordului de mediu. Aceasta fisa este de fapt o anexa la certificatul de urbanism care, conform prevederilor legislatiei in vigoare privind autorizarea lucrarilor de constructii, este necesara pentru obtinerea Acordului Unic. În Fisa tehnica, titularul completeaza datele de identificare a investitiei (denumire, amplasament, numar de proiect) solicitate precum si o serie de date cu caracter tehnic.
Instalarea și operarea sistemelor pentru exploatarea energiei solare prin conversie fotovoltaică reprezintă o importantă cauză a transformării peisajelor din zonele în care sunt amplasate. Intensitatea energiei solare are un nivel destul de redus, chiar dacă acest tip de energie este uniform distribuită pe suprafața Pământului, acest lucru, combinat cu eficiența foarte redusă pe care o au celulele fotovoltaice, face ca dimensiunile fizice ale unui astfel de sistem de producere a energiei să fie relativ mari dacă sunt raportate la unitatea de energie produsă, având astfel influențe importante asupra zonei în care sunt amplasate, cu atât mai mult cu cât puterea pe care trebuie să o livreze sistemul respectiv este mai ridicată. În ultima perioadă, atât factorii care au jucat un rol important în ceea ce privește răspândirea sistemelor fotovoltaice, cât și factorii care au generat anumite îngrijorări cu privire la răspândirea rapidă a sistemelor PV au primit o atenție sporită din partea comunităților locale și a guvernelor țărilor în care acest fenomen a luat amploare în ultimul timp.
Capitolul VI
IMPACTUL DE MEDIU AL UNUI PARC FOTOVOLTAIC AMPLASAT ÎN REGIUNEA BIHARIA, JUD. BIHOR
6.1. Date inițiale de amplasament ale parcului analizat
Pentru evidențierea elementelor de impact de mediu a centralelor fotovoltaice în prezenta lucrare am considerat un studiu de caz, ipotetic, bazat pe construirea unui asemenea obiectiv cu elementele de mediu caracteristice, amplasat în imediata vecinătate a localității Biharia între drumul național DN 19 ce leagă Oradea de Zalău și Marghita înainte de localitatea Cauaceu.
Motivarea alegerii alternativei cu producerea de energie din energie solară are la bază:
– problema incalzirii globale și cauzele acesteia, datorate și consumului de resurse convenționale;
– contextul energetic mondial și necesitatea găsirii altor resurse;
– emisia zero de substante poluante a acestui tip de energie;
– costurile reduse (materiale și de personal) de intretinere dupa punerea în functiune a unor
proiecte având la baza energia solară;
– existența unor scheme de finanțare la nivelul UE pentru astfel de proiecte;
– acordarea unor stimulente financiare (certificate verzi) la nivel național pentru producătorii de energie din surse regenerabile;
– costuri reduse de scoatere din functiune, având în vedere ca unitatile componente pot fi aproape integral reciclate.
Alternativele analizate în faza de proiect în principal urmatoarele criterii/aspecte:
– alegerea locatiei;
– stabilirea capacitatii de productie;
– stabilirea detaliilor tehnologice;
– accesul pe amplasament.
Din punct de vedere geografic parcul este localizat în Câmpia de Vest la poalele Dealurilor de Vest care se întind spre localitățile Paleu și Cetariu.
Amplasamentul are ȋn prezent utilizare agricolă, cu funcțiune de pășune, este relativ plan avȃnd ȋn vedere caracterul subsident al zonei și excesul de umiditate.
Parcul fotovoltaic Biharia se ȋnvecinează cu:
– terenuri agricole la nord și sud-vest;
– stația electrică Biharia la est;
Amplasamentul se va afla la 1 km de casele limitrofe ale localității Biharia spre vest și la o de 1 km de localitatea Cauaceu spre est.
Suprafața de alocată parcului cu elementele auxiliare de deservire al acestuia va fi de 80. 000 m2
Elementele fotovoltaice ale parcului vor fi constituite din module de 230 W cu dimensiunile de mai jos:
· dimensiuni – 1640 x 992 x 50 mm
· greutate – 23 kg
· lungimea cablului – 2 x 0,9 m
Ȋn parcul fotovoltaic Biharia vor fi amplasate 4 stații de potențial(cabine de conversie), conectate la o buclă de medie tensiune, care asigură două căi de evacuare a energiei, cu reducerea astfel a riscului de întreruperi.
Capetele buclei sunt conectate într-o cabină de conexiune a parcului, de unde, printr-un cablu subteran de 20 kV, se face legătura cu stația de transformare 20/110 kV amplasată în vecinătatea parcului fotovoltaic.
Echipamentele electrice ce deservesc un parc fotovoltaic deci cuprinse și de către cel considerat sunt:
– Instalația solară va dispune și de următoarele echipamente
electrice:
– Panou de protecție instalații compus din: Protecții de curent continuu (separator siguranțe,
întrerupător manual și descărcător de tensiuni); Protecții de curent alternativ (întrerupător
magnetotermic și întrerupător diferențiat);
– Conductoare flexibile pentru potențial, pentru derivarea în pământ și culoarul între cutia de
conectare și panoul de distribuție;
– Împământări;
– Borne.
Din punct de vedere funcțional suprafața analizată este structurată după cum urmează:
– zona destinată circulației autovehiculelor;
– zonă destinată construirii;
– zonă de spații verzi;
– zonă de terenuri libere cu interdicție de construire.
Funcțiunile permise aferente acestor zone sunt:
– spații de producere a energiei electrice cu panouri fotovoltaice;
– construcții anexe (stații de transformare și spații de invertoare);
– circulații interioare;
– spații verzi, plantații de protecție
În figura 6.1 se prezintă câteva imagini cu amplasarea parcului:
6.2 Evaluarea impactului de mediu al parcului
Evaluarea impactului asupra mediului al obiectivului analizat se realizează cu scopul de a identifica și estima impactul determinat de un proiect asupra mediului inconjurator, factorilor sociali, culturali sau economici. Acest impact poate fi direct sau indirect, pe termen scurt sau lung, temporar sau permanent, izolat sau cumulativ cu alte forme de impact, dar in toate aceste cazuri trebuie sa se tina cont de posibilitatea apariției riscurilor sau a declansării de accidente.
Impactul asupra solului
Vecinătatea organizării de șantier poate genera surse punctiforme de poluare a apelor de suprafață, solului și aerului cu ape uzate, deșeuri menajere, hidrocarburi sau diverse alte substanțe toxice și periculoase.
Ținând cont de cele prezentate rezultă că în faza de construcție a parcului, poluarea solului intervine prin degradare fizică, respectiv prin compactare și degradarea structurii. În caz accidental poluarea solului se mai poate produce din deșeuri lichide sau solide utilizate în activitatea de construire și modernizare a drumurilor de acces cât și a construcției fundației și platformei de montaj a panourilor fotovoltaice.
Astfel, trebuie să se țină cont că în perioada de construcție a parcului se pot utiliza până la 2 -5 tone de produse petroliere sub formă de combustibil lichid și ulei.
Fig. 6.1. Localizarea SE Biharia și amplasarea parcului fotovoltaic
Sursele de poluanți ai solului intervin în cea mare parte tot în faza de construcții, prin excavații și aport de materiale de construcție care se fac pentru fundațiile structurii de amplasare a panourilor fotovoltaice , pentru realizarea platformelor de montaj și pentru realizarea sau modernizarea drumurilor de acces, de asemenea din molozul rezultat din eventuala finalizare și finisare a lucrărilor de construcție –montaj.
Impactul asupra apelor
Pentru etapa de realizare a investiției principalele surse de poluare a apelor sunt:
– depozitarea necontrolată a materialelor și a deșeurilor generate pe amplasament, mai ales a celor cu caracter periculos (uleiuri);
– scurgerile accidentale de combustibil sau de alte substanțe utilizate în faza de execuție a lucrărilor;
Impactul asupra factorului de mediu apă datorat activităților desfășurate în faza de construire a parcului fotovoltaic se regăsește în:
– infiltrarea în sol și în stratul freatic a hidrocarburilor sau a altor substanțe utilizate în faza de construire a parcului;
– preluarea de către apele pluviale a hidrocarburilor sau a altor substanțe rezultate din potențialele scurgeri accidentale sau din depozitarea necontrolată a deșeurilor menajere sau de construcții și descărcarea acestora în canalele de desecare existente pe amplasament.
– afectarea dinamicii naturale a apei de pe terenurile învecinate prin modificarea nivelului freatic datorită excavațiilor ce vor fi efectuate în vederea ancorării în teren a panourilor fotovoltaice;
– modificarea regimului de scurgere a apelor meteorice căzute pe amplasament.
Etapa de funcționare a parcului nu presupune utilizarea de apă curentă și nici evacuare de ape uzate, cu toate acestea prezența pe amplasament a panourilor fotovoltaice și drumul perimetral asfaltat va determina modificarea regimului de scurgere a apelor meteorice. Evacuarea apelor pluviale rezultate de pe amplasament se va face prin rigole perimetrale cu descărcare în emisarul apropiat.
Singura sursă de ape uzate de pe amplasamentul parcului fotovoltaic Biharia vor fi apele pluviale. De pe amplasament nu vor rezulta ape menajere, deoarece personalul angajat va folosi facilitățile din cadrul parcului fotovoltaic .Prin activitatea desfășurată ȋn etapa de funcționare nu vor rezulta ape uzate tehnologice.
Atât în perioada de realizare a investiției, cât și pe perioada funcționării parcului, vor rezulta
următoarele ape pluviale după cum urmează:
– apele pluviale de pe suprafața celulelor fotovoltaice și de pe suprafața parcului fotovoltaic; aceste ape se vor se vor infiltra ȋn sol, excesul fiind preluat de canalele de desecare și evacuate ȋn cel mai apropiat emisar;
– apele pluviale de pe suprafața drumului perimetral și de pe suprafața trotuarului; aceste ape vor fi colectate și direcționate de rigolele carosabile prevăzute prin proiect pe ambele părți ale drumurilor. Lățimea acestor rigole stradale va fi de 0,5 m. Apele colectate de către aceste rigole vor fi descărcate ȋn cei mai apropiați receptori
Impactul asupra aerului
În etapa de construcție a investiției, sursele de poluare a aerului sunt cele specifice organizărilor de șantier, și anume:
– gaze de combustie (NOx, SO2, CO) generate de combustia carburanților în motoarelor
vehiculelor transportoare sau a utilajelor care funcționează pe amplasament;
– pulberile în suspensie generate de circulația autovehiculelor și de activitățile de construcție
de pe amplasament (excavare, transvazare și depozitare pămȃnt).
Impactul asupra factorului de mediu aer, în această etapă se va datora:
– creșterii concentrației de NOx, SO2 și CO în aer;
– creșterii concentrației de materii solide în aer.
Pe amplasament in timpul realizării construcțiilor și aprovizionarii cu materii vor avea acces
mijloace de transport cu capacități diferite, dar în general mai mari de 3,5 tone.
În etapa de funcționare a parcului fotovoltaic Lovrin 3/4, sursele de poluare a factorului de mediu aer sunt asociate de asemenea traficului provenit de la autovehiculele implicate în activitățile de mentenanță.
Impactul asupra factorului de mediu aer, în această etapă se va datora tot creșterii concentrației de NOx, SO2 și CO și concentrației de materii solide în aer.
Ȋnsă în această perioadă mijloacele de transport vor fi cele de capacitate mai mică de 3,5 tone.
Zgomot și vibrații
În etapa de construire a parcului fotovoltaic, toate activitățile care se vor desfășura pe
amplasament (și care presupun utilizarea unor mașini, utilaje șî echipamente cu funcții specifice) pot constitui surse de zgomot, anume:
_ Funcționarea utilajelor și echipamentelor de construcție (buldozer, excavator);
_ Circulația vehiculelor grele care transportă materialele necesare execuției lucrărilor și părților
componente ale panourilor fotovoltaice.
Ținând cont de principalele utilaje care vor fi utilizate și de numărul lor, precum și valorile
nivelurilor de putere acustică ale acestora, se poate aprecia că, pe anumite sectoare și în anumite perioade de timp, nivelul de zgomot ar putea atinge valori semnificative, fără însă să depășească 85 dB pe o perioadă mai lungă de 10 ore. Nivelul zgomotului este influențat și de factorii externi implicați în propagarea zgomotului (vitreza și direcția vântului, gradientul de temperatură și vânt, “efectul de sol”- absorbția undelor acustice de sol, presiunea, temperatura și umiditatea aerului, topografia terenului,
vegetația). Receptorii sensibili din vecinătate amplasamentului, adică cele mai apropiate locuințe, se întâlnesc la o distanță de minim 1 km față de acesta, prin urmare, la nivelul acestor receptori, zgomotul produs de funcționarea utilajelor va fi nesemnificativ.
2. Circulația mijloacelor de transport, și îndeosebi a celor de mare tonaj, este apreciată a fi cu
impact, deoarece drumul de acces către amplasamentul parcului fotovoltaic, pe care vor circula aceste vehicule, tranzitează și intravilanul comunei.
Referitor la etapa de funcționare a parcului fotovoltaic Biharia, funcționarea propriu-zisă a panourilor solare nu este generatoare de zgomot. Ȋn această etapă, singura sursă de zgomot va fi traficul rutier sporadic către amplasament al unor mașini de mic tonaj, determinat de operațiunile de mentenanță a instalațiilor. Impactul din acest punct de vedere este deci nesemnificativ.
Impactul asupra biodiversității
Din punct de vedere zona analizată se caracterizează prin larga expansiune a unităților
din cadrul zonalității latitudinale, puternic modificate de intervenția antropică, pe cȃnd zonalitatea verticală se face simțită numai pe suprafețe restrȃnse. Zona silvostepei ocupă partea vestică a județului suprapunȃndu-se cȃmpiei și teraselor joase; caracteristica acestei zone este dată de sărăcia vegetației lemnoase de apariția frecventă a vegetației hidrofile și higrofile (ȋn lunci și cȃmpii joase cu exces de umiditate), precum și a vegetației halofile. Culturile agricole alternează cu resturi de pajiști secundare puternic modificate ȋn care se ȋntȃlnesc asociații cu Festuca sulcata, Festuca valesiaca, F.pseudovina, Chrysopogon gryllus, Artemisia austriaca.
Fauna -Ȋn zona silvostepei fauna este deosebit de complexă datorită condițiilor ecologice variate, astfel ȋn sectoarele uscate apar: șopȃrla de cȃmp și coronela (dintre reptile), ciocȃrlanul, potărnichea , prepelița, ciocȃrlia (dintre păsări), popȃndăul, iepurele, șoarecele de cȃmp (dintre mamifere).
Principalele surse și forme de impact asupra ecosistemelor terestre și acvatice asociate realizării și funcționării parcului fotovoltaic propus sunt reprezentate de:
– fragmentarea și/sau modificarea habitatelor;
– modificarea suprafețelor biotopurilor de pe amplasament și a categoriilor de folosință a terenurilor (atât în faza de execuție, cât și în cea de funcționare), respectiv diminuarea
suprafețelor acoperite de pășune;
– afectarea unor specii de insecte, păsări care ar putea confunda panourile fotovoltaice cu
ochiuri de apă, având în vedere că acestea reflectă lumina polarizată în moduri
asemănătoare, fapt pentru care în anumite studii științifice, panourile sunt denumite
generic "capcane ecologice". De asemenea, potențiala afectare a speciilor de păsări datorită panourilor fotovoltaice (asemănătoare ochiurilor de apă), ar impune găsirea unor amplasamente pentru aceste panouri care să fie departe de corpuri de apă vizitate de aceste specii.
Există desigur un impact negativ asupra biodiversității în general și a păsărilor, în particular,
Mai ales atunci când, pentru amplasarea panourilor fotovoltaice, sunt necesare despăduriri, defrișări.
În imaginile următoare se prezintă aspecte ale peisajului din regiunea construirii parcului fotovoltaic Biharia.
Fig. 6.2 Terenul de amplasament al parcului și drumul național din vecinătatea acestuia
Fig. 6.3 Ape de proveniență naturală din jurul parcului Biharia
Gestionarea deșeurilor
Generarea deșeurilor poate fi minimizată prin utilizarea eficientă a materiilor prime, iar ȋn paralel se face o separare a deșeurilor reciclabile rezultate. Deșeurile care pot fi reutilizate pe amplasament (mai ales la umpluturi) vor fi gestionate astfel încât să se evite contaminarea lor cu diferiți contaminanți (mai ales combustibil și uleiuri).
Gestionarea ambalajelor se va face cu respectarea prevederilor HG 621/2005 privind gestionarea ambalajelor și deșeurilor de ambalaje, modificată și completată cu HG 1872/2006 și HG 247/2011.
Evacuarea energiei electrice – elemente de impact
Pentru preluarea energiei electrice din parc se vor prevedea două trasee care vor pătrunde în stația electrică Biharia. Pentru evacuarea energiei electrice se vor utiliza cabluri subterane de 20 kV care vor converge pe barele de medie tensiune unei stații de conexiuni, a cărei construcție a demarat în regiune, pe nivelele de tensiune 110/20 kV. Conexiunea stației la sistemul energetic se face printr-o linie electrică aeriană dublu circuit de 110 kV. Pentru cablurile subterane se vor săpa canale ce afectează solul între cele două obiective energetice Parcul FV și Stația electrică pe o distanță de circa 300 m.
BIBLIOGRAFIE ȘI WEBOGRAFIE
[1] http://www.termo.utcluj.ro/regenerabile/2_1.pdf
[2] www.viessmann.com
[3] http://www.google.ro/imgres?imgurl=http://ptn.ro/wp-content/uploads/2009/02/harta-solara-a-romaniei11.jpg&imgrefurl=http://ptn.ro/energie-solara/harta-solara-a-romaniei/&h=724&w=1024&sz=433&tbnid=Uz5Mf1OCSngHuM:&tbnh=86&tbnw=122&prev=/search%3Fq%3Dharta%2Bsolara%2Ba%2Bromaniei%26tbm%3Disch%26tbo%3Du&zoom=1&q=harta+solara+a+romaniei&docid=PxQliRMWeXRx_M&hl=ro&sa=X&ei=_EedT9vDD8bj4QSd7vWpDg&sqi=2&ved=0CCcQ9QEwAA&dur=34
[4] http://www.termo.utcluj.ro/regenerabile/5_1.pdf
[5] www.bpsolar.fr
[6] www.lpelectric.ro
[7] http://www.termo.utcluj.ro/regenerabile/5_5.pdf
[8] http://www.google.ro/imgres?q=celula+fotovoltaica&start=18&num=10&um=1&hl=ro&biw=1280&bih=654&tbm=isch&tbnid=EdqZacKMLyNkHM:&imgrefurl=http://www.climatherm.ro/termice/Sisteme-fotovoltaice-96.html&docid=vILQoY94sXNTKM&imgurl=http://www.climatherm.ro/ckfinder/userfiles/images/3.jpg&w=385&h=330&ei=l-LST7nEBKr74QSQv_znAg&zoom=1&iact=hc&vpx=354&vpy=150&dur=57&hovh=208&hovw=243&tx=131&ty=132&sig=103331939081675876186&page=2&tbnh=141&tbnw=165&ndsp=22&ved=1t:429,r:1,s:18,i:2
[9] http://www.google.ro/imgres?q=interactiunea+dintre+energia+solara+si+atmosfera&um=1&hl=ro&biw=1280&bih=654&tbm=isch&tbnid=_2l5oa5ie3hS0M:&imgrefurl=http://www.sistemeeco.ro/descriere_sistem_panouri_solare.html&docid=cT06WkDP-TDzmM&imgurl=http://www.sistemeeco.ro/imagini/putere_solara.jpg&w=690&h=484&ei=BOTST7a-KKaD4gTRxunGAw&zoom=1&iact=hc&vpx=654&vpy=151&dur=57&hovh=188&hovw=268&tx=138&ty=126&sig=103331939081675876186&page=1&tbnh=122&tbnw=174&start=0&ndsp=18&ved=1t:429,r:3,s:0,i:75
[10] http://www.google.ro/imgres?q=unghiul+azimutului&um=1&hl=ro&biw=1280&bih=654&tbm=isch&tbnid=V4akwyVcauO9-M:&imgrefurl=http://www.scritube.com/geografie/ecologie/Panouri-solare33862.php&docid=0zU4Z_9m04vGvM&imgurl=http://www.scritube.com/files/ecologie/379_poze/image012.gif&w=449&h=283&ei=v-zST6m5HZD14QTxtJmqAw&zoom=1&iact=hc&vpx=602&vpy=130&dur=128&hovh=178&hovw=283&tx=105&ty=98&sig=103331939081675876186&page=2&tbnh=118&tbnw=187&start=15&ndsp=21&ved=1t:429,r:8,s:15,i:141
[11].Dănescu, Al, Bucurenciu, S; Petrescu, St – Utilizarea energiei solare, Ed. Tehnică, București, 1980
[12]. Fara, V, Grigorescu R, – Conversia energiei solare în energie termică, Ed. Științifică și enciclopedică, București, 1982
[13].Mercea F, Mercea R, Economia de energie și proiectarea instalațiilor solare, Ed. Dacia, Cluj-Napoca, 1983
[14]. De Sabata, C. Borneas, M, Rothenstein, B, Muntean – Bazele fizice ale conversiei solare, Ed. Facla, Timișoara, 1982
[15]. Raboca, N – Energetica mondială, Ed. Sarmis, Cluj-napoca, 1985
CONCLUZII
Dezvoltarea potențialului energetic din Europa, pentru utilizarea energiei regenerabile va contribui la securitatea aprovizionării cu energie, va reduce importurile si dependența de combustibil, va reduce emisiile de gaze cu efect de seră, va îmbunătăți protecția mediului, va crea noi locuri de muncă, si va consolida eforturile spre o societate bazată pe cunoastere.
Energia solară a devenit un subiect foarte important din momentul în care omenirea a realizat că energia constituie o componentă vitală a existenței sale în condițiile civilizației moderne. Soarele oferă o alternativă posibilă la soluționarea crizei de energie, care a devenit din ce în ce mai accentuată cu creșterea populației, ridicarea standardului său de viață, cu epuizarea combustibililor fosili și nucleari de fisiune.
În estimarea posibilităților de utilizare a energiei solare în aplicațiile terestre trebuie avute în vedere atât avantajele cât și dezavantajele energiei solare.
Diversele particularități economice ale instalațiilor solare-strâns legate de costurile relative ale combustibililor, de costurile transportului energiilor competitive, de costurile relative de finanțare, precum și de condițiile meteorologice locale-determină o puternică dependență a competivității acestor instalații de locul în care urmează a fi ele introduse. De aceea orice încercare serioasă de a compara eficiența economică a unei instalații solare cu a unei instalații convenționale va fi valabilă doar pentru o zonă geografică foarte limitată.
În afara factorilor economici, există și o serie de factori socio-economici, psihologici și nu în ultimul rând ecologici, care pot fi determinanți in introducerea instalațiilor solare, cum ar fi inerția socială și temerea care se manifestă de obicei în față de introducerea noutăților, structura financiară a societății (instalațiile solare apar mai ușor în țările dezvoltate, unde energia este mai ieftină, dar există posibilitatea efectuării investițiilor necesare), faptul că energia solară, și cazul particular al utilizării ei la captatoare plane (încălzirea apei, a locuințelor) este o sursă nepoluantă de energie, fără efecte majore asupra echilibrului termic și hidrologic al zonei.
Se mai pot aminti și probleme legate de arhitectură și urbanistică: integrarea acestor instalații în peisajul urban va trebui făcută astfel încât să satisfacă anumite norme estetice și să nu aibă efecte psihologice sau fiziologice nefaste asupra locuitorilor, cum pot avea de exemplu, reflexiile de pe suprafețele captatoarelor sau suprafețele de culoare neagră ale captatoarelor.
În România evoluția în domeniul valorificării energiei solare a fost ascendentă la începutul anilor 80', pentru ca apoi să scadă. Dezvoltarea surselor regenerabile a fost impusă la început prin măsuri administrative, pentru ca apoi, calitatea slabă a echipamentului și lipsa întreținerii să scadă eficiența instalațiilor și implicit interesul pentru acest domeniu.
Măsurile propuse de reducere a impactului asupra factorului de mediu apă în faza de construcție a parcului fotovoltaic sunt:
– manipularea combustibililor, materialelor sau a altor substanțe, doar în spațiile amenajate pentru acest lucru, astfel încât să se evite scăpările accidentale pe sol sau în apă sau antrenarea lor de către apele pluviale;
– amenajarea unor spații de stocare temporară a deșeurilor pe amplasament și eliminarea/valorificarea acestora prin firme specializate și acreditate; stocarea temporară a deșeurilor pe amplasament va fi pentru o perioadă de maxim 1 an pentru deșeurile care trebuie eliminate și de maxim 3 ani pentru deșeurile care sunt valorificabile;
– reducerea la minimum a intervențiilor constructive care ar putea conduce la modificări ale
nivelului freatic pe amplasament;
Măsurile propuse de reducere a impactului asupra factorului de mediu aer în faza de construcție a parcului fotovoltaic sunt:
– stropirea cu apă prin intermediul camioanelor cisternă a depozitelor de materiale (pământ,
agregate minerale), drumurilor de acces la amplasament ;
– acțiuni de monitorizare și corectare/prevenire în funcție de necesități;
– impunerea unor limitări de viteză a vehiculelor de tonaj mare;
– utilizarea de vehicule și utilaje performante;
– utilizarea unor carburanți cu conținut redus de sulf;
– proceduri de planificare pentru întreținerea adecvată a vehiculelor și utilajelor.
În etapa de funcționare a parcului fotovoltaic, ținând cont de faptul că accesul înspre panourile fotovoltaice va fi rar, doar în cazuri de defecțiuni majore sau pentru întreținere periodică, măsura de reducere a impactului asupra aerului în această etapă este reprezentată de adaptarea vitezei în funcție de condițiile de trafic și de starea drumurilor tranzitate.
Pentru a reduce impactul asupra solului și subsolului în etapa de construcție a parcului fotovoltaic,este necesară aplicarea unor măsuri, menționând aici:
– păstrarea suprafețelor destinate construcțiilor sau organizării de șantier la un nivel minim;
– învelișul de sol vegetal pe suprafețele afectate de activitatea de șantier va fi refăcut acolo unde acest lucru este posibil; este vorba aici în special de solul vegetal îndepărtat pentru săparea canalului liniei electrice subterane de legătură cu transformatorul de putere;
– combustibilii și materialele sau substanțele cu potențial pericol vor fi manipulate de așa manieră ȋncȃt să se evite scurgerile accidentale pe sol/apă sau antrenarea lor de către apele pluviale;
– se va asigura un management adecvat al deșeurilor de construcție pe amplasament, spații de depozitare temporară în conformitate cu reglementările în vigoare;
-eliminarea/valorificarea deșeurilor se va realiza prin firme specializate autorizate, evitându-se stocarea deșeurilor de construcție pe amplasament pe perioade lungi de timp.
În perioada de funcționare a centralei fotovoltaice pentru a reduce impactul asupra factorului de mediu sol și subsol se pot lua următoarele masuri:
– evitarea depozitării deșeurilor generate din activitatea de mentenanță direct pe sol, fapt ce ar conduce la modificarea proprietăților fizico-chimice a cuverturii edafice;
– menținerea covorului vegetal de la partea superioară a cuverturii de sol pentru evitarea
apariției unor procese erozionale de suprafață, cu dislocarea unor cantități de sol.
Prin respectarea măsurilor de mai sus, se prevede că impactul negativ asupra solului nu va fisemnificativ, fiind puțin probabile acumulări sau migrări de poluanți ȋn sol și subsol.
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Cercetari Privind Impactul de Mediu al Sistemelor Fotovoltaice (ID: 111457)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.