Energia Primara Livrata Si Utila Eficienta Conversiei Energiei

Energia primară constituie toată energia conținută în sursa originală. În prezent,principalele surse originale sunt combustibilii fosili (cărbunele, petrolul și gazele naturale) biocombustibili – lemne de foc, deșeuri lemnoase, deșeuri agricole, etc. Aici putem adăuga energia hidraulică și geotermală și alte surse regenerabile de energie cum este cea solară și eoliană precum și energia nucleară. Mai sus s-a menționat, că noi consumăm energia obținută în rezultatul conversiei energiei primare, adică energie termică, electrică, mecanică, etc. În literatura această energie se numește impropriu energie secundară, adică de mai mică importanță. Realitatea este cu totul inversă: consumatorul este interesat în satisfacerea necesităților energetice – să aibă energie termică pentru încălzire și prepararea bucatelor, energie electrică pentru iluminat, transport și producerea bunurilor materiale, etc. Pentru consumator esențial este cantitatea de energie livrată, forma de energie utilă de care are nevoie, cât de mari sunt pierderile de energie și cât trebuie să plătească pentru energia livrată.

În figurile 1.1 și 1.2 sunt prezentate cele trei noțiuni de energie – primară, livrată și utilă, pentru două sisteme de producere a energie electrice – din gaz natural la o centrală termică cu condensare (figura 1.1) și prin conversia energiei solare în energie electrică folosind module fotovoltaice (PV). În ambele cazuri se folosesc trei consumatori: bec cu incandescență, bec fluoriscent compact (LFC) și un motor electric. Randamentele consumatorilor sunt respectiv egale cu 5, 20 și 90 %. Pentru sistemele bazate pe surse fosile de energie cele mai mari pierderi au loc la producerea energiei electrice, circa 2/3, apoi urmează pierderile în rețelele electrice de transport și distribuție și pierderile la consumator. Ultimele pot fi suficient de mari, dacă randamentul consumatorului este mic. De exemplu, pentru un bec cu incandescență eficiența globală a conversiei energiei este egală doar cu 1,5 %, altfel spus, dintr-o 100 de unități de energie primară se folosește util numai 1,5 unități, celelalte 98,5 unități provoacă poluarea termică și cu gaze cu efect de seră a atmosferei, respectiv, pentru un bec LFC eficiența globală este de 6 %, iar pentru un motor electric – 26,7 %.

Statistica națională și cea internațională publica date cu privire la producerea și consumul a diferitor tipuri de surse energetice. Datele sunt prezentate atât în unități de măsură naturale cât și unități convenționale. Pentru compararea diferitor țări, efectuarea calculelor economice, determinarea eficienței energetice și consumului specific de energie, etc. se operează cu noțiunea consum de resurse primare de energie, care include toate formele de energie consumată – fie combustibil, energie electrică sau termică obținută din surse fosile, energie electrică nucleară sau hidraulică, energia diferitor tipuri de biomasă, energia geotermală, solară, eoliană, etc. Este important să cunoaștem convențiile general acceptate la prezentarea datelor statistice cu privire la consumul de resurse primare de energie. ONU, Agenția Internațională a Energiei (IEA) și unele țări recomandă următoarea modalitate de calcul a resurselor primare de energie:

1. Energia primară folosită pentru producerea energiei electrice la centralele electrice, termice (CET: energia combustibilului fosil se transformă în energie termică a aburului, apoi în energie mecanică și în sfârșit – în energie electrică) se determină ca rezultatul înmulțirii cantității de energie electrică produsă la 3 sau a împărțirii la 0,33, care defapt este randamentul mediu al CET-ului.

2. Contribuția energiei primare la producerea energiei electrice hidraulice, eoliene sau din alte surse regenerabile se consideră echivalentă cu cantitatea de energie electrică. Altfel spus, în cazul producerii energiei electrice din surse regenerabile nu se ia în considerație randamentul procesului de conversie.

Evident, și în cazul al doilea (figura 1.2), valoarea randamentului procesului de conversie a SRE are o importanță majoră, cu cât este mai mare cu atât costul unei unități de energie electrică produsă va fi mai mic. Și în cazul acesta eficiența globală a conversiei energie se determină ca raportul energiei utile la energia primară solară incidentă pe suprafața modului PV. Totodată, menționăm că energia utilă este relativ mai mare decât în cazul utilizării energiei primare fosile. Convenția de tratare a noțiunii de energie primară acceptată mai sus, urmărește scopul de-a accentua faptul, că la producerea unei unități de energie electrică dintr-o sursă regenrabilă se va cheltui aceiași unitate de energie primară, care circulă în mediul ambiant și care nu schimbă echilibrul natural. Metodele de conversie a energie, fie fosilă sau regenerabilă, se caracterizează prin factorul de eficiență E. Cu cât eficiența E este mai mare cu atât mai puțină energie primară se va cheltui la intrare pentru a produce o unitate de energie la ieșire.