Surse de Energie Regenerabila Usor Accesibile Pentru Utilizare Individuala
[NUME_REDACTAT] J Melling – Natural gas pricing and its future europe aș the battleground, 2010;
[NUME_REDACTAT] – Megujulo energiaforrasok. Napenergia hasznositasa, 2006;
[NUME_REDACTAT] – Radiația solară, aspecte teoretice și practice, București 2005;
David A. Bainbridge – [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] Book, 1981;
Danescu, Al., Bucurenciu S., Petrescu S.. – [NUME_REDACTAT] Solare, Ed. [NUME_REDACTAT], 1980;
[NUME_REDACTAT] C, Borneas M., Rothenstein B., Munteanu A – Bazele fizice ale conversiei energiei solare, Ed. Facla, Timișoara 1982;
E. Nicolaev, A. Bânzari – Surse netradiționale de căldură, Ed. UTM Chișinău, 2011;
Green M.A – [NUME_REDACTAT] Cells: [NUME_REDACTAT] and Practice. Centre for [NUME_REDACTAT] and Systems, University of [NUME_REDACTAT] Wales, 1995.
[NUME_REDACTAT] – „[NUME_REDACTAT] of [NUME_REDACTAT]” nFinancial Times, 2005;
Luminosu I., Marcu C.. – Sisteme termice solare, curs de specializare în tehnologii energetice durabile, Reșita 2003;
Maghiar T. – Surse noi de energie, [NUME_REDACTAT] din Oradea, 1995;
Maghiar T., Bondor K. – Surse noi de energie, [NUME_REDACTAT] din Oradea, 2001;
Mâlita M. – Prezentul și viitorul energiei solare, [NUME_REDACTAT], București, 1982;
Paulescu M., Schlett Z. – Aspecte practice în conversia fotovoltaică a energiei solare, [NUME_REDACTAT], 2002;
[NUME_REDACTAT] – Az energiatakarekos epitkezes kezikonyve, Budapesta, 2006;
Locul și rolul României în economia și energetica [NUME_REDACTAT] – Grupul de analiză și prognoza PSV, 2009;
http://epp.eurostat.ec.europa.eu/
http://www.energy.eu/
http://ro.wikipedia.org/
http://epp.eurostat.ec.europa.eu/statistics_explained/index.php
www.descopera.ro
www.napkollektor.net
www.scheuring.wordpress.com
www.economie.hotnews.ro
www.eia.gov
www.cleantechnica.com
www.energieeoliana.org
www.ecomagazin.ro
www.kyotoinhome.info
www.szelkerekcentrum.hu
www.antena3.ro
www.wall-street.ro
www.ziare.com
[NUME_REDACTAT] lucrarea de față se analizează starea folosirii energiei regenerabile și a raportului ei față de energia neregenerabila. Ne întâlnim cu importanța protecției mediului și folosirea rațională a resurselor mediului înconjurător în fiecare zi, acest lucru după cum știm fiind foarte important. În momentul în care cineva dorește să își construiască o casă, se gândește oare să folosească noi modalități de energie așa zis regenerabile? În cadrul unui cămin cea mai mare parte din energia consumată este folosită pentru încălzirea locuinței, apoi se mai folosește pentru încălzirea apei menajere, pentru iluminat și pentru diferite aparate electrice și electronice cum ar fi: televizor, frigider, calculator, mașina de spălat, etc. Acest consum reprezentând în procente: încălzire – 47%, aparate electrice și iluminat- 35 %, apa calda- 18 % și este reprezentat în următorul grafic:
Fig. 1. Reprezentarea grafică a consumului de energie în cadrul unui cămin
Pentru o familie de 4 persoane care locuiesc într-un cămin de 100 m2 , energia anuală totală consumată este aproximativ 15000- 18000 kWh care costă aproximativ 4500-5500 RON. Pentru încălzirea apei menajere se folosește 18 % din totalul energiei, ceea ce reprezintă un cost de aproximativ 800-100 RON pentru o locuință de 100 m2.
Această lucrare are ca scop găsirea unei alternative mai ieftine pentru producerea apei calde menajera pentru o cabană izolată fără legătură la o conductă termică sau electrică. În cabană este proiectat un sistem de încălzire a apei menajere independentă și automatizată.
Lucrarea este astfel structurată încât să cuprindă aspectele necesare pentru a putea înțelege importanța folosirii resurselor energiei regenerabile.
Am pus un accent deosebit pe descrierea fiecărei forme de sursă de energie, pe clasificarea lor și pe un scurt istoric pentru a putea înțelege mai bine la ce am putea să ne așteptăm în viitorul apropiat și nu numai din punct de vedere energetic, pentru că fără resurse nu avem economie și fără economie nu avem o societate competitivă.
Structura acestei lucrări se regăsește astfel:
Introducere;
CAPITOLUL 1. Energia regenerabilă și neregenerabilă;
CAPITOLUL 2. Surse de energie regenerabilă ușor aceesibilă pentru utilizare individuală;
CAPITOLUL 3. Partea practică;
Concluzii;
Bibliografie;
În primul capitol am analizat atât folosirea energiei regenerabile cât și a celei neregenerabile. Am analizat diferențele din punct de vedere economic și al protecției mediului. În cadrul acestui prim capitol am cuprins fiecare sursă de energie pe care o folosim în prezent, am studiat managementul resurselor și posibilul ciclu de viață al acestora, adică ceea ce așteptăm în viitor. În cadrul lucrării am pus în evidență atât starea actuală cât și cea viitoare a pieței energetice europene, mondiale și românești.
În capitolul doi am prezentat sursele de energie regenerabilă ușor accesibile pentru utilizarea individuală: energia solară și energia eoliană. Energia solară este un domeniu fantastic și vast, de aceea în lucrarea de față am încercat să prezint numai principalele aspecte ale acesteia: energia fotovoltaică și energia termosolara.
În capitolul trei am prezentat o alternativă ieftină pentru producerea apei calde menajere pentru o cabană izolată fără legătură la o conductă de termică sau electrică. În cabana este proiectat un sistem de încălzire a apei menajere independenta și automatizata cu ajutorul energiei solare. În acest capitol este prezentată și importantă de a construi un sistem solar (termosolar și fotovoltaic) cu un buget relativ mici cu ajutorul resurselor naturii care există din belșug și sunt regenerabile și neepuizabile.
În ultima parte a lucrării, am prezentat câteva concluzii ale acestei lucrări și câteva perspective pentru viitor din punct de vedere tehnologic și economic în domeniul energetic, deci ce putem să așteptăm și ce am putea noi să facem pentru a nu fi dependenți de importul de energie, să nu fim vulnerabili la schimbările de prețuri din domeniul energetic. Dacă folosim pentru amenajarea căminului nostru energii regenerabile, atunci vom putea face economii financiare, devenim independenți și în același timp nu vom polua mediul înconjurător.
CAPITOLUL 1
Energia regenerabilă și neregenerabilă
[NUME_REDACTAT] nivelul actual de cunoștințe și dezvoltare tehnologică, se consideră că universul care ne înconjoară există sub două forme: de substanță (materie) și câmp de forțe. Materia este caracterizată prin două mărimi fundamentale: masă și energia. Masa este măsura inerției și a gravitației, iar energia este măsura scalara a mișcării materiei. Energia este o mărime care indică capacitatea unui sistem fizic de a efectua lucru mecanic când trece printr-o transformare din starea sa într-o altă stare aleasă ca stare de referință. Energia este o funcție de stare.
Când un sistem fizic trece printr-o transformare, din starea sa în sărea de referință, rămân în natură schimbări cu privire la poziția sa relativă și la proprietățile sistemelor fizice din exteriorul lui, adică:
Schimbarea poziției, vitezei;
Schimbarea stării termice;
Schimbarea stării electrice, magnetice;
Clasificarea sursei de energie
Deja știm ce înseamnă energie, acum să vedem ce este sursa de energie. Aceasta reprezintă tot ceea ce permite producerea de energie utilă direct sau prin transformatoare. Toate sursele de energie pot fi împărțite în două tipuri de energie pe care putem să o folosim noi oamenii, după faptul că acestea urmează sau nu un ciclu se pot clasifica în:
Surse neregenerabile de energie;
Surse regenerabile de energie;
Surse neregenerabile de energie sau fosile- prezintă rezervele de materiale ce pot fi utilizate de om pentru producerea energiei. Astfel de materiale sunt: cărbunele, petrolul, gazul, minereul de uraniu, etc. Energia surselor fosile este incorporata și poate fi „eliberată” numai în urma activității omului.
Surse regenerabile de energie- sunt surse existente în mediul înconjurător care pot să se regenereze continuu sau o periodicitate oarecare, consumul cărora nu conduce la o posibilă epuizare. Aceste surse de energie sunt: soarele, pământul (energia geotermică), vântul, biomasa, apa curgătoare, fluxul și refluxul, valurile mării. O caracteristică distinctă a surselor regenerabile de energie constă în existența lor independentă de o oarecare activitate consecventa a omului.
În cazul folosirii surselor regenerabile de energie fluxul de energie, provenit din mediul înconjurător, se transformă într-o altă formă de energie, necesară consumatorului, și apoi se reîntoarce în același mediu, echilibrul termic al acestuia nefiind afectat, atmosfera nu este poluata cu gaze cu efect de seră. Dacă utilizăm surse fosile de energie, energia înmagazinată în combustibilul fosil său nuclear este eliberată în instalația energetică, utilizată de consumator și apoi emisă în mediul înconjurător provocând poluarea acestuia. Emisiile de gaze nocive poluează atmosfera, deșeurile nucleare necesită cheltuieli mari pentru reciclare.
Din sursele regenerabile de energie sus-numite o perspectivă în utilizare le da următoarele: soarele, solul, biomasa, vântul și apele curgătoare.
1.3 Energia neregenerabilă
Este o sursă de energie care nu se poate reface atât de rapid spre a satisface necesitățile mondiale actuale, fiind deci epuizabila pe un termen mai scurt sau mai lung.
Energiile neregenerabile se împart în două grupe: energie fosila- unde putem încadra hidrocarburile: petrolul (țițeiul), gazele naturale, cărbunii și energie nucleară.
1.3.1 Energia fosilă
Combustibilii fosili sunt hidrocarburi, cărbune, petrol sau gaze naturale, formate din rămășițele fosilizate ale plantelor și animalelor moarte.
Combustibilii fosili au făcut posibilă dezvoltarea impresionantă a industriei din ultimele secole și înlocuirea utilizării pe scară largă a lemnului și turbei pentru încălzire. Prima revoluție industrială – care a avut loc în lume a fost cea din [NUME_REDACTAT], în jurul anului 1800 și s-a bazat pe forța aburului generat de cărbune. După primul război mondial, a doua sursă de energie industrială avut la bază, în cea mai mare măsură petrolul. Așa cum se știe, acest fapt a schimbat din temelii civilizația, pe plan politic, economic, militar și că impact asupra vieții de zi ci zi, petrolul devenind „hrana civilizației”.
Termenul de combustibil folosit este folosit pentru depozite geologice subterane de materii organice formate din plante și animale putrezite care s-au transformat în țiței, cărbune sau gaze naturale, sub acțiunea căldurii și a presiunii din scoarța terestră de-a lungul sutelor de milioane de ani.În continuare voi analiza răspândirea și exploatarea principalelor trei tipuri de combustibili fosili, aceștia sunt: țițeiul, cărbunele și gazele naturale.
1.3.1.1 [NUME_REDACTAT] materiile organice ce se găsesc în scoarța pământului, țițeiul este un amestec de hidrocarburi solide și gazoase dizolvate într-un amestec de hidrocarburi lichide; este un amestec de substanțe lipofile. Țițeiul s-a format, după toate probabilitățile, dintr-un nămol abundent, provenit în cea mai mare parte din plante microscopice (planctoni) care s-au depus pe fundul unor mări interioare sau lagune. Apa din fundul mării este complet lipsită de oxigen și conține probabil hidrogen sulfurat. Din cauza aceasta, putrezirea oxigenată normală nu a mai fost posibilă, ci materialul organic a suferit întâi transformări biologice, sub acțiunea unor bacterii și apoi transformări chimice lente catalizate poate de rocile înconjurătoare. În majoritatea cazurilor, țițeiul nu se mai găsește în rocă inițială în care s-a format, ci a migrat în zăcăminte secundare.
Petrolul brut este un amestec complex de hidrocarburi, conținând și cantități mici de derivați oxigenați sulfurați și azotați. Țițeiul în stare brută (nerafinat) conține peste 17 000 de substanțe organice complexe, motiv pentru care este materia primă cea mai importantă pentru industria chimică (vopsele, medicamente, materiale plastice, etc) și producerea carburanților. Hidrocarburile din petrol au toate greutățile moleculare posibile de la 16 (metan) la 1800 și poate și mai mult. De aceea când se distilează petrolul, temperatura de fierbere se urcă progresiv, pe măsură ce se vaporizează părțile ușoare. Hidrocarburile gazoase la temperatura obișnuită sunt în parte dizolvate în hidrocarburile lichide, în parte se degajează că „gaze de petrol” sau „gaze de sondă”.
Separarea hidrocarburilor pure din petrol este o operație cu atât mai grea, cu cât au greutate moleculară mai mare, fiindcă numărul izomerilor este mai mare iar proporțiile lor sunt asemănătoare. Principala metodă de separare a hidrocarburilor din amestec este distilarea fracționată și extragerea cu dizolvanți selectivi.
În petrol se găsesc hidrocarburi din următoarele trei clase: alcani, cicloalcani și hidrocarburi aromatice. Nu se găsesc alchene și acetilene. Nu există nici un petrol cre să nu conțină toate trei clasele de hidrocarburi, dar proporția în care aare fiecare din aceste clase poate diferi mult de la un petrol la altul și în diversele fracțiuni ale aceluiași petrol.
Fig. 1.1 Procesul distilării atmosferice și in vid
Principala metodă de prelucrare a petrolului este distilarea fracționata, fracțiuni comune de petrol ar fi combustibilii, care sunt obținute la diferite temperaturi dupa cum urmează:
[NUME_REDACTAT] de fierbere °C
Gaz petrolier lichefiat -40
Butan -12 la -1
Benzină -1- 180
Combustibil de avion kerosen 150-205
Petrol lampant ( Benzina) 205-260
Combustibil lichid 205-290
Motorină 260-315
Reziduurile distilării sunt uleiurile grele (păcura) din petrolul inițial. Păcura servește ca materie primă pentru fabricarea uleiurilor de uns, parafinei și a asfaltului.
[NUME_REDACTAT] Unite în 2007, aproximativ 70 % din petrol a fost folosit pentru transport (de exemplu: benzină, motorina, combustibil de avion), 24 % de industrie (de exemplu producția de materiale plastice), 5 % pentru utilizări rezidențiale și comerciale și 2 % pentru producția energie electrică. În afară de SUA, o proporție mai mare de petrol tinde să fie folosită pentru energia electrică. Grafic acest consum se prezinta sub urmatoarea forma:
Fig. 1.2 Consumul de petrol in SUA in anul 2007 pentru diferite utilizari
În următorul tabel vom vedea care sunt primele 15 țări ale lumii în funcție de cantitatea de țiței consumată în anul 2008. Consumul este prezent în mii de butoaie de barili pe zi și în o mie de metri cubi pe zi:.
Tabel 1.1 Primele 15 țări dupa consumul de titei
1.3.1.2 [NUME_REDACTAT] este o rocă sedimentară de culoare brun- neagră cu proprietăți combustibile formată prin (carbonizare) îmbogățirea în carbon (în condițiile lipsei oxigenului) a resturilor unor plante din epocile geologice.
Materia inițială de bază din cre ia naștere sunt resturile de plante fosile, care constau mai ales din feriga uriașă (Pteridopsida sau Polypodiopsida) care în urmă cu 400 de milioane de ani alcătuia adevărate păduri.
După moartea lor aceste plante se scufundau în mlaștina unde fiind izolate de aerul atmosferic urmează o serie de procese anaerobe, în primele faze se formează turbă.
Prin migrația marilor aceste mlaștini au fost acoperite cu sedimente, creându-se temperaturi și presiuni ridicate, care intensifică procesele de incarbonizare, presiunea elimina apa din turba astfel ia naștere cărbunele brun.
Dacă aceste presiuni mari persista mai departe se continua eliminarea apei din cărbunele brun rezultând cărbunii cu cea mai mare putere calorică, huila și în final antracitul care este în același timp și cărbunele cel mai vechi. La antracit procentul de carbon ajunge la 90-96 %. Zăcămintele de huila s-au format cu circa 280-345 milioane de ani în urmă, constituind azi una dintre principalele resurse energetice ale globului. Cărbunele brun este un cărbune mai tânăr formându-se în perioada terțiara în urmă cu 2,5- 65 milioane de ani. Turba este cel mai tânăr cărbune din Neogen, formându-se și astăzi. Conține 52-62 % carbon în masă combustibila, iar prin încălzire degaja foarte multe materii volatile. În momentul extracției ea conține 75-80 % umiditate, ca urmare trebuie uscată, stare în care are o putere calorică de 12-20 MJ/Kg.
Cărbunele brun este un cărbune mai vechii, din Paleogen. Conține 60-78 % carbon în masă combustibila iar prin încălzire degaja multe materii volatile. În momentul extracției conține 30-45 % umiditate. Are o putere calorică de 6- 18 MJ/Kg (uzual 7-9 MJ/Kg). Este mult folosit, în special lignitul, care se găsește în cantități mari, de exemplu în România în bazinul Olteniei, în scopuri energetice, fiind combustibil clasic în termocentralele pe bază de cărbune.
Cărbunele brun huilos este un cărbune specific României, are aspect de huila, însă putere calorică sub 20 MJ/Kg, ca urmare nu poate fi considerat huila. Este folosit în scopuri energetice.
Huila este un cărbune vechi, datând din Cretacic și Jurasic. Conține 75-92 % carbon în masă combustibila, ir prin încălzire degaja suficiente materii volatile pentru aprindere.
În momentul extracției conține 1-5 % umiditate. Are o putere calorică de 20-29 MJ/Kg. Este cel mai prețios cărbune. Huilele cu flacără lungă (numele vine de la durata degajării volatilelor, care ard cu flacăra vizibilă) și de gaz (numele vine tot de la cantitatea volatilelor) nu cocsifica, ca urmare se folosesc în scopuri energetice. Huila de cocs și parțial cea grasă (în amestec cu cea de cocs) cocsifica, ca urmare este folosită la producerea cocsului, valorificare mult mai valoroasă decât prin ardere. Huila slabă și antracitoasa au puține volatile, sunt greu de ars.
Antracitul este cel mai vechi cărbune, datând din Jurasic. Conține 92-98 % carbon în masă combustibila, dar aproape deloc materii volatile, ceea ce îl face foarte dificil de aprins. Aprinderea trebuie făcută cu combustibil de suport, care să-l ducă la temperatura de 800 ° C, temperatura de aprindere a carbonului. În momentul extracției conține 3-12 % umiditate. Are o putere calorică de 20-25 MJ/Kg. Datorită aprinderii dificile este puțin folosit în energetică, fiind folosit în industria chimică la producerea electrozilor.
În concluzie, cărbunele se folosește:
Drept combustibil, atât casnic, cât și în producerea de curent electric produs cu ajutorul turbinelor din termocentrale. Prin ardere cărbunele eliberează căldura și produce gaze de ardere că dioxid de carbon, dioxid de sulf și vapori de apă. În anul 2003 24,4 % din energia primară produsă pe glob și 40,1 % din energia electrică era produsă pe bază de cărbune, cu ponderea însemnată a huilei și lignitului. Termocentralele moderne au redus substanțial emisiile de gaze nocive rezultate din arderea cărbunilor.
Ca materie primă în industria chimică și în metalurgie. O important mare o prezintă cocsul care este folosit drept combustibil în încălzire (înlocuitor al gazelor naturale) și de asemenea c reducător al minereurilor feroase în furnale.
Rezervele de cărbuni pe glob estimat în anul 2004 au fost de 783,1 miliarde de tone, din care 27 % aparține SUA, 16 % Rusiei, 12 % Chinei, 12 % Indiei, 7% [NUME_REDACTAT] și 7% Australiei. Aceste rezerve, dacă se continua folosirea cărbunilor în același ritm că în 2003 (3.8 miliarde de tone), ar acoperi necesarul globului pe o perioadă de 203 ani. Rezervele de cărbune ale României, aflate în evidență națională la începutul lui 2007, sunt următoarele: huila 721 milioane tone; cărbune brun 65 milioane tone; lignit 3400 milioane tone. În următorul tabel va fi prezentată exploatarea cărbunilor în lume în anii 1970, 1980, 1990 2000 și 2004.
Tabel l .2 Exploaatrea carbunilor
1.3.1.3 Gazul natural
Este un amestec de gaze, care poate fi foarte diferit după așezarea zăcământului. Cea mai mare parte este constituită din metan, la care se adăugă uneori cantități apreciabile de hidrocarburi săturate (alcani), metan, etan, propan, hidrocarburi nesaturate, alchene sau olefine și hidrocarburi aromatice sau arene care în lanțul formulei chimice au o legătură dubla ca etana (etilena). Alcanii ce au structură chimică inelară mai sunt numiți și cicloalcani.
Gazele naturale mai conțin: vapori de gaze condensate din care cauza mai sunt numite gaze umede, hidrogen sulfurat (H2S), care necesită îndepărtarea sulfului, și până la 9 % dioxid de carbon (CO2) care diminuează calitatea gazului.
În general, gazul natural are în compoziție 85 % metan, 4% alți alcani (etan, propan, butan, pentan) și 11 %gaze inerte (care nu ard). Deosebit de valoroase sunt gazele naturale care conțin heliu, aceste gaze fiind sursa principală de obținere a heliului.
Gazul natural ia naștere prin procese asemănătoare petrolului cu care este găsit frecvent. Gazul se formează din organisme microscopice moarte (alge, plancton), fiind izolat de aerul atmosferic, în prezența unor temperaturi și presiuni ridicare, condiții care au luat naștere prin sedimentarea pe fundul mărilor fiind acoperite ulterior de straturi impermeabile de pământ.
Cea mai mare parte a gazelor naturale s-au format în urmă cu 15 până 600 milioane de ani, fiind asociate cu zăcămintele de petrol, mai rar se pot găsi zăcămintele unice de petrol sau gaz. Pentru prima oară în 1844 s-a găsit în Europa gaz natural în zona gării de vest din Viena. Rezervele globale de gaz estimate în anul 2011 sunt de 189,014 * 1012 , m3, care ar acoperi necesarul pe o perioadă de 67 de ani. Zăcăminte mari de gaz se găsesc în Rusia 25 %, Iran 16 %, Quatar 13 %, [NUME_REDACTAT] 4 %, Turkmenistan 4%, SUA 4%, [NUME_REDACTAT] Unite 3 %, Nigeria 3 %, Venezuela 3%, Algeria 2% și în restul lumii este 23 % din cantitatea totală de rezerve mondială. In urmatorul tabel sunt prezentate rezervele mondiale de gaze naturale.
Fig 1.3 Rezervele mondiale de gaze naturale
Gazul natural este un amestec puternic inflamabil, de regulă insipid și inodor (din care cauza pentru odorizare se adăugă gazului mercaptan cu scopul de a ușura și detecta scurgerile) cu o temperatură de aprindere de circa 600 ° C. Este un gaz mai ușor că aerul; pentru arderea 1 m3 de gaz sunt necesari circa 10 m3 de aer. Zăcămintele de gaz, de regulă, sunt sub presiune, fapt ce ușurează exploatarea lor. Gazul este clasificat după compoziție în diferite categorii: gaz sărac și gaz bogat. Gazul sărac are un procent mai ridicat de metan 87-99 % volumic, pe când la gazul bogat conținutul în metan oscilează între 80-87 % volumic, având în compoziție cantități mai mari de dioxid de carbon și azot. Densitatea este între 0.700-0.840 Kg/m3 . După compoziție (gaz sărac sau gaz bogat), căldura degajată prin ardere (puterea calorică) este de: 8.2 -11.1 kWh/m3N = 30-40MJ/m3N, iar temperatura de fierbere este de -161 ° C.
Cantitatea netă de gaz exploatat în anul 2004 a fost de 2.689 miliarde m3, din care 22 % revine Rusiei, 20% SUA, 6,8 % Canadei, 3,6 % [NUME_REDACTAT], 3 % Algeriei și 17,2 % Indoneziei, Olandei, Uzbekistanului, Iranului, Argentinei, Mexicului, [NUME_REDACTAT], Malaysiei și Germaniei, iar 0.6 % Austriei.
Gazul natural acoperă 24 % din necesarul de energie al lumii. Gazul natural se folosește ca și sursa de energie și pentru sursa de materie primă în industria chimică.
Source: [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT]. 1.4 Consumul de gaze naturale
În SUA gazul natural se folosește pentru următoarele domenii: conducte de combustibil 3%, rezidențial 16%, comercial 11 % Industrial 28 %, combustibil pentru mașini 0 %, energie electrică 36 %, operatuni petroliere din industria gazelor 6 %.
1.3.2 Energia nucleară
Energia nucleară se mai numește și energie atomică. Energiafiec rui atom este închis în acesta. Atomul este cea mai mică parte a materiei, dar este compus din particule și mai mici numite: protoni, neutroni și electroni. Energia nucleară se poate obține prin fuziune sau prin fisiune.
Fuziunea nucleară se bazează pe energia eliberată când un element mai greu este format din fuziunea elementelor mai ușoare, de exemplu energia Soarelui este un proces de fuziune care se petrece prin fuziunea unuia sau mai multor izotopi de hidrogen, creând heliu. Prin fuziune nucleară două sau mai multe nuclee atomice ușoare se contopesc într-un nucleu mai greu. Aducerea în contact a celor două nuclee întâmpina repulsia puternică a forțelor nucleare; de aceea amorsarea unei reacții de fuziune este dificilă, putând fii realizat, de exemplu prin încălzirea unei plasme la o temperatură de zeci de milioane de grade. În anumite cazuri fuziunea este însoțită de degajarea unei însemnate cantități de energie, care va putea fi utilizat prin realizarea reacției termonucleare dirijate (exemplu, transformând 1 kg de hidrogen în heliu, prin fuziune se obține o energie egal cu ce-a produsă prin arderea a 20000 tone de cărbune). Energia produsă de fuziunea nucleară face apa să fiarbă, producând aburi care apoi învârt turbinele pentru a genera energie.
Fisiunea nucleară este un proces de despărțire a nucleelor atomici prin bombardament cu neutroni. Acest proces produce o reacție în lanț din care neutronii eliberați lovesc alți atomi, eliberând alți neutroni, produși ai ai fisiunii și energiei. O reacție în lanț necontrolată, cum este cea de arme nucleare duc la explozii, în timp ce o reacție controlată sau stabilă că cea din reactoare generează electricitate. Prima fisiune nucleară controlată a avut loc în 1942.
Într-un reactor nuclear se obține căldură prin dezintegrarea atomilor radioactivi de uraniu-235. Aceasta este folosită pentru a produce abur care pune în mișcare rotorul turbinelor, generând electricitate. Uraniul-235, folosit în tehnologiile nucleare, are proprietatea de a se descompune în mod natural, prin radiații Alfa. Tehnologia prin care uraniul e transformat în electricitate este extrem de simplă, Prin intermediul unor materiale care absorb neutronii de uraniu, operatorii umani controlează frecventa reacției nucleare. Aceasta acționează ca o uriașă sursa de căldură, care pune în mișcare o turbină și un generator. Presiunea reactorului joacă rolul de scut în fata radiațiilor. Pe baza acestor principii sunt construite atât reactoarele nucleare de mari dimensiuni care servesc centralelor electrice, cât și reactoarelor de propulsie din submarinele nucleare. Uraniul este un element cu toți izotopii radioactivii, relativ răspândit pe pământ, întrucât s-a încorporat în planetă în timpul formari acesteia. El provine din străvechi stele explodate, al căror praf s-a agregat ulterior, formând în timp, Terra. U-235 este un izotop relativ rar al uraniului, reprezentând doar 7% din cantitatea totală de uraniu disponibilă. Restul este izotopul U-28. Un izotop este o formă a unui element identică chimic cu alți izotopi, dar cu masa atomică diferită. La fel ca și combustibilii fosili, U-235 nu va dura o veșnicie. Există un anumit tip de reactor, numit reactor de ’’crestere’’, care transforma U-238 într-un alt element radioactiv, plutoniu-239. Plutoniu-239 poate fi utilizat pentru a genera căldură. Până acum doar șase țării au construit astfel de centrale experimentale. Dintre acestea reactorul nuclear Phenix are cel mai mare succes. Dacă acest tip de reactoare devin uzuale, rezervele mondiale de uraniu ar ajunge mii de ani.
Funcționarea unui reactor nuclear: reactorul nuclear este o parte a sistemului de furnizare a aburilor, care produce aburi pentru pornirea turbinei ce produce electricitate. Componentele principale ale unui reactor sunt: miezul, unde are loc reacția în lanț; vasul reactorului inclus în structură, unde este conținută reacția; mediul de răcire și barele de control care conțin materiale ce capturează neutronii pentru a nu bombarda alți nuclei. Când barele de control sunt scoase din miez, reacția accelerează, iar când sunt împinse la loc în miez reacția încetinește. Pompele cu apă sunt folosite în mediul de răcire pentru a extrage căldura produsă de fisiune.
Reactoarele nucleare asigura astăzi 17% din electricitatea produsă pe glob. Unele țării depind de reactoare într-o măsură mai mare decât altele. [NUME_REDACTAT] Internaționale de [NUME_REDACTAT], 75% din energia Franței, de exemplu, este produsă de reactoarele nucleare, în timp ce, în SUA, sistemul energetic le este tributar în proporție de 15%.
La începutul lui 2011 capacitatea celor 442 de reactoare din lume este, potrivit [NUME_REDACTAT] Europene (ENS), DE 374,958 megawați, iar reactoarele aflate în construcție urmează să producă 62, 862 megawați.
Fig. 1.5 Cei mai mari producatori de energie nucleara din lume
1.4 Efectele energiei neregenerabile asupra mediului
În lumea modernă a secolelor XX și XXI, setea de energie provenită din combustibili fosili, mai ales pentru benzină provenită din petrol, este una din cauzele majore ale conflictelor globale și regionale. În prezent se estimează că în lumea întreagă este în jur de 600 milioane de mașini, cre în fiecare an folosesc 950 miliarde de litri de combustibil. S-a născut astfel o mișcare globală spre generarea energiei regenerabile pentru a ajuta la satisfacerea nevoilor crescânde de energie.
Arderea combustibililor fosili de către omenire este cea mai importantă sursă a emisiilor de dioxid de carbon care este unul din gazele cauzatoare ale efectului de seră, care împiedică dispersarea radiațiilor și contribuie la încălzirea globală. Concentrația de CO2 din atmosferă este în creștere, producând îngrijorarea cu privire la gradul de reținere a radiației solare, care va avea ca rezultat creșterea temperaturii medii a suprafeței terestre.
Fig. 1.6 Emisiile de CO2 pe persoana pe an
Emisiile de dioxid de carbon per cap de locuitori în țările dezvoltate sunt uriașe. Prin următorul grafic observăm că un singur cetățean american produce 6,09 tone de dioxid de carbon în fiecare an.
Emisiile anuale de dioxid de carbon, defalcate pe diferiți combustibili, în perioada 1850-2004. Urmatorul grafic arată rata crescândă de utilizare a acestora.
Fig. 1.7 Emisiile globale de CO2 de-a lungul anilor
[NUME_REDACTAT] Unite, peste 90% din emisiile de gaze cu efect de seră provin din arderea combustibililor fosili. În plus, prin ardere se produc și alți poluanți, că oxizi de azot, dioxid de sulf, componente organice volatile și metale grele.
Arderea combustibililor fosili generează acid sulfuric și azotic, care cade pe Pământ ca ploaie acidă, având un impact atât asupra mediului natural cât și asupra mediului artificial. Sculpturile și monumentele construite din marmură sunt în mod deosebit vulnerabile, deoarece acizii reacționează cu carbonatul de calciu.
Combustibilii fosili conțin și materiale radioactive, mai ales uraniu și toriu, care este emanat în atmosferă. În anul 2000 au fost emise în atmosfera circa 12.000 de tone de toriu și 5000 de tone de uraniu prin arderea cărbunelui. Se estimează că în cursul anului 1982, cărbunele ars în SUA a eliberat în atmosfera de 155 de ori mai multă radiație decât incidentul [NUME_REDACTAT] Island. Arderea cărbunilor generează și imense cantități de zgură și funingine.
Exploatarea, procesarea și distribuția de combustibili fosili pot crea și alte probleme mediului. Metodele de exploatare a cărbunelui, îndeosebi exploatarea în cariere de suprafața creează mai multe probleme, în timp ce forajele maritime sunt în pericol pentru organismele acvatice. Rafinăriile de petrol constituie reale amenințări asupra mediului. Transportul cărbunelui necesită combustibil, iar petrolul este transportat de către petroliere, toate acestea arzând combustibili fosili.
Energia nucleară prezint numeroase avantaje și dezavantaje. Unul dintre avantaje reprezintă faptul că este economică: o tonă de U-235 produce mai multă energie decât 12 milioane de barili de petrol, iar un alt avantaj îl reprezintă faptul că este curată în timpul folosirii și nu poluează atmosfera. Din păcate există și câteva dezavantaje cum ar fi: centralele nucleare sunt foarte scumpe, produc deșeuri radioactive care trebuie să fie depozitate sute de ani înainte de a deveni inofensive. Accidentele nucleare sunt dezastre foarte grave cu victime, cu poluarea mediului. Sunt studii care arată că nu numai un accident nuclear poate să producă probleme ci doar existența reactoarelor nucleare este un pericol. Sunt nenumărate studii care arată că oamenii care trăiesc în apropierea centralelor nucleare pot suferi multe boli din cauza aceasta. Riscul de leucemie este dublat, pentru copiii care locuiesc în apropierea centrelor nucleare, arata un nou studiu german. Verificând datele de peste 23 de ani 1980-2003, au fost implicat 6300 de copii. La copii care locuiau mai mai aproape de 5 km numărul cazurilor de leucemie a fost dublu (37 de cazuri) față de copii care trăiau mai departe de km de centrale (17 cazuri).
Studii recente au arătat că datorită tuturor cauzelor de poluare radioactivă, doză de radiații pe cap de locuitor a crescut în ultimii 20 de ani de 5 până la 10 ori mai mult.
Iradierea îndelungată, chiar cu doze mici, poate produce leucopenii, malformații congenitale, pe când iradierea cu doze mari duce la accentuarea leucopeniei, la eritme, la hemoragii interne, căderea părului, sterilitate completă, iar în cazuri extreme moartea.
Principalele elemente ce contribuie la poluarea radioactivă sunt clasificate și după gradul de radioactivitate după cum urmează:
Grupa de radiotoxicitate foarte mare: 90Sr, 226Ră, 210Po, 239Pu;
Grupa de radiotoxicitate mare: 45Că, 89Sr, 140Ba, 131I, U natural;
Grupa de radiotoxicitate medie: 24Na, 32P, 60Co, 82Br, 204Tl, 22Na, 42K, 55Fe;
Grupa de radiotoxicitate mică: 3H, 14C, 15Cr, 201Tl;
Tabel 1.3 Clasificarea efectelor biologice
Greenpeace este o organizație internațională independentă, prezentă în peste 40 de țări din întreaga lume, care acționează pentru a schimba atitudini și comportamente, pentru a proteja și conserva mediul înconjurător și pentru a promova pacea.
În 2011 Greenpeace a făcut un calendar cu accidente nucleare industriale și militare. Calendarul de accidente nucleare oferă câteva exemple (peste 300) de incidente nucleare, petrecute în diverse locuri pe Glob. Aproape pentru fiecare zi a anului ajunge o aniversare a unui accident nuclear în calendarul respectiv. Secolul trecut, considerat de unii „secolul atomului”, demonstrează modul în care zilnic sănătatea oamenilor și a mediului este amenințată de posibile eșecuri tehnologice și erori umane.
[NUME_REDACTAT] pentru [NUME_REDACTAT] (AIEA) care este o organizație internațională creată în anul 1957, sub egida ONU cu sediul la Viena și are că principala sarcină să contribuie la dezvoltarea și folosirea practică a energiei atomice în scopuri pașnice și la dezvoltarea cercetărilor științifice în acest domeniu. Există 151 de state membre ale agenției. Accidentele nucleare sunt clasificate în funcție de cât de grave sunt pe scara INES ([NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT]) de la 1 la 7, șapte fiind cel mai grav accident nuclear.
Cele mai grave accidente nucleare sunt:
Sellafield (1957) – primul accident nuclear
Evaluat la nivelul 5 pe scara INES, incendiul de la centrală Windscale, de lângă Sellafield, a fost primul accident nuclear. Autoritățile care nu au evacuat oamenii au luat în schimb măsurile convenționale de protecție, cum ar fi: interzicerea consumării produselor contaminate.
[NUME_REDACTAT] Island (1979) – fuziune fără explozie a reactorului
Evaluat la nivelul 5 de pe scara INES, accidentul de la [NUME_REDACTAT] Island, Pensylvania (SUA), a fost de asemenea cauzat de o pană la un sistem de alimentare cu apă. Acest incident a dus la o oprire automată a reactorului, iar sistemul de răcire nu a intrat nici el în funcțiune, așa cum ar fi trebuit din cauza unei erori: un robinet care ar fi trebuit să fie deschis, era închis. Reactorul a început să intre în fuziune, iar operatorii nu și-au putut da seama de asta din lipsă de informații. 140.000 de persoane au fost evacuate din zonă. Răul a fost evitat, iar eliberarea radioactivității în atmosferă a fost limitat.
Cernobâl (1986) – fuziune și explozie a reactorului
Clasat la nivelul 7 pe scara INES ([NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT]), este cel mai grav accident din istoria energiei nucleare. Fuziunea reactorului a declanșat o explozie care a propulsat în atmosferă o radioactivitate egală cu douăzeci de bombe de la Hiroshima. Dezastrul de la Cernobîl s-a produs din cauza unei erori umane: operatorii au decis să efectueze un test prin încălcarea tuturor normelor de siguranță, dar consecințele au fost agravate de faptul că reactoarele sovietice RBMK nu erau izolate pe atunci. Un nor de precipitații radioactive s-a îndreptat spre părțile vestice ale [NUME_REDACTAT], Europei și părțile estice ale Americii de Nord. Suprafețe mari din Ucraina, Belarus și Rusia au fost puternic contaminate, fiind evacuate aproximativ 336.000 de persoane. Circa 60 % din precipitațiile radioactive cad în Belarus din precipitațiile radioactive cad în Belarus, conform datelor post-sovietice oficiale.
Pe harta următoare sunt evidentiați norii radioactivi din anul 1986. Cu roșu sunt reprezentați norii la data de 27 aprilie iar cu galben norii de la data de 16 mai.
Fig. 1.8 Norii radioactivi din anul 1986
Este dificil de estimat un număr precis al victimelor produse de evenimentele de la Cernobâl deoarece secretizarea din timpul sovietic a îngreunat numărarea victimelor. Listele erau incomplete și ulterior autoritățile sovietice au interzis doctorilor citarea „radiație” din certificatele de deces. Raportul forului Cernobâl din anul 2005, condus de agenția internațională pentru energia atomică (AIEA) și [NUME_REDACTAT] a sănătății (OMS), a atribuit 56 de decese directe (47 de lucrători și 9 copii cu cancer tiroidian) și a estimat că mai mult de 9000 de persoane dintre cele aproximativ 6.6 milioane foarte expuse pot muri din cauza unei forme de cancer. Raportul a citat 4000 de cazuri de cancer tiroidian între copii diagnosticați.
Este considerat cel mai rău accident nuclear din istorie și este unul din doar două clasificate cu un nivel de 7 pe [NUME_REDACTAT] a [NUME_REDACTAT]. Lupta pentru a evita o catastrofă și mai mare a implicat în cele din urma peste 500.000 de muncitori iar costurile ating o valoare estimată de 18 miliarde ruble, paralizând economia sovietică.
Dezastrul de la Cernobâl a fost un accident nuclear care a avut loc în 26 aprilie 1986, la centrală nucleară de la cernobâl în Ucraina pe vremea când făcea parte din uniunea Sovietică. O explozie și un incendiu au lansat cantități mari de contaminări în atmosferă, care s-a extins peste o mare parte din Rusia, Europa de Vest, chiar și în Canada și în nordul SUA.
În interiorul reactorului au fost măsurate radiații 200.000 mSv. Sievert este o unitate de masur derivată a sistemului ȘI folosită în măsurarea diferitelor doze echivalente de radiații absorbite. Sievert-ul este ul este utilizat pentru evaluarea cantitativă a impactului biologic, ce rezulta prin expunerea organismelor vii la radiații ionizate (ionizatoare). Doza echivalentă de radiații la care este expus un organism viu se determina, evaluându-se cantitatea de energie pe unutatea de masă corpoala, corelată cu un factor relativizant (de „corecție”), care ține cont de periculozitatea relativă a felului de radiații respective.
1 Sv = 1
Sievertul este folosit și în calculele necesare la analizarea și aprecierea factorului de risc al diverselor iradieri. Radiația naturală de fond este 0,27 µSv/h, doză letală este 4500 de mSv.
Blayais – micul tsunami al furtunii din 1999
Inundarea centralei EDF din Blayais, din apropiere de Bordeaux, a fost evaluata la doilea nivel pe scara INES. Nu a avut nicio consecinta, dar a fost la un pas de fuziune in inima unuia dintre reactoare. Furtuna din 1999 n-a avut nimic dintr-un tsunami, dar a fost suficienta pentru a inunda centrala si pentru a impiedica functionarea normala a sistemului responsabil cu racirea reactoarelor care se inchid automat in situatii de urgenta. In urma acestui caz, EDF a consolidat digurile.
Fukushima – cutremur si tsunami, 11 martie 2011
La centrala electrică atomică Fukushima din Japonia care constă în 4 reactoare nucleare, ca urmare a cutremurului din nord-estul țării urmat de un tsunami de mari proporții, Centrală nucleară Fukushima 1 a fost nevoită să recurgă la acumulatoarele electrice de rezervă, dar acestea au o capacitate limitată. La 1 martie compania TEPCO ([NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT]), care administrează centrală a făcut cunoscut că nici sistemul de răcire al reactorului 2 nu mai funcționează. Fără o răcire normală la un reactor se poate ajunge la supraîncălzirea miezului cu material fisionabil radioactiv al reactorului până la o temperatură de 2000 ° C, crescând riscul topirii lui și al unor explozii. La 15 martie autoritățile din Tokyo au anunțat că la reactorul (blocul) 2 Fukushima a avut loc o explozie, care a avariat învelișul acestuia provocându-se astfel o creștere a radioactivității în zona înconjurătoare. Radioactivitatea a ajuns la 8,217-400. La data de 26 martie TEPCO a făcut cunoscut că valorile măsurate la parterul reactoarelor 1-4 este de 200 mSv/h, iar apa radioactivă scursă printr-o spărtură de la reactorul 2 are o valoare măsurată de pese 1.000 mSv/h. În interiorul reactorului au fost măsurate radiații de 72.900 mSv/h.
La data de 12 aprilie 2011 autoritățile japoneze au mărit clasificarea accidentului nuclear de la Fukushima de la nivelul 5 la nivelul, nivelul maxim pe scara accidentelor nucleare. Nivelul 7 a fost și nivelul declarat la accidentul nuclear de la Cernobâl în 1986 „valori dramatice ale radioactivității”. Drept urmare populația locală din perimetrul de 30 km în jurul centralei (care nu era încă evacuată) a fost avizata să rămână în locuințe pentru a nu se expune direct (este vorba despre aparatul respirator) radioactivității crescute. După explozia de la reactorul s-a anunțat un incendiu la reactorul 4 (care la cutremur era în revizie). La data de 26 martie TEPCO a făcut cunoscut că valorile măsurate la parterul reactoarelor este de 200 mSv/h iar apa radioactivă scursă printr-o spărtură a reactorului 2 avea o valoare măsurată de peste 1.000 mSv/h.
Reglementările de mediu încearcă o varietate de abordări, cum ar fi controlul cantităților de poluanți și a tehnologiei folosite, subvenții economice sau programe voluntare pentru a limita aceste emisii.
Criza energetică
Găsirea și folosirea diverselor surse de energie de către oameni fost și este foarte importantă. Prima sursă de energie folosită de omenire a fot și este lemnul. Lemnul ca și sursa de energie este folosit pentru energia termică de mai bine de un milion de ani. Oamenii de știință au identificat în peștera Wonderwerk din Africa de Sud dovezi ce indică faptul că oamenii au folosit focul în urmă cu un milion de ani. Este o sursă epuizabilă, ne întâlnim cu nenumărate cazuri în lungul istoriei, când lemnul, deci pădurea a fost complet distrusă, epuizată. După epuizarea lemnului deci a pădurii oamenii au încercat găsirea altor surse de energie. Cu descoperirea cărbunelui s-a rezolvat problema sursei de energie pentru o perioadă bună. Zăcămintele de cărbune și ele sunt ne infinite ajung pentru o perioadă de aproximativ 200 de ani. Exploatarea cărbunelui este destul de costisitor și necesită multă energie, deci dacă prețul exploatării o să ajungă la prețul cărbunelui și nu o să fie rentabilă exploatarea să. Pentru extracția petrolului, a cărbunelui, a gazelor naturale avem nevoie de energie și deci de petrol, cărbune, gaz sau altă sursă de energie. Cu alte cuvinte vine un moment în care extracția petrolului nu mai este rentabilă, indiferent de prețul pieței. Dacă trebuie ars baril pentru a extrage alt baril, situația nu mai rentează nici dacă prețul barilului ar fi de 10.000 de Euro. Este un concept simplu.
Numeroase rezerve de hidrocarburi fosile vor rămâne deci în afară posibilității de a fi extrase vreodată și nu vor fi niciodată utilizate.
Orice fel de produs, bun are o curbă de viață (în funcție de timp). Nașterea, apariția produsului, apoi intră în faza de creștere până când ajunge la punctul maxim. După punctul maxim urmează scăderea în trei faze: în prima fază o scădere accelerată, apoi o scădere constantă și apoi o scădere lentă după care se termină viața produsului.
Fig. 1.9 Curba de viata a produsului
[NUME_REDACTAT] Hubbert a inventat o teorie ([NUME_REDACTAT] de vârf) pentru orice zonă geografică dată, rata de petrol de producție tinde să urmeze o curbă în formă de clopot. Curbă, are un punct de producție maximă, pe baza ratelor de descoperire, ratele de producție și de producție cumulată. În primul rând în curbă (pre-varf), rata de producție crește din cauza ratei de descoperire și adăugarea infrastructurii, mai târziu în curbă (post-varf), producția scade din cauza epuizării resurselor.
[NUME_REDACTAT] a prototipului este o funcție de densitate, de probabilitate, de distribuție, de logistică. Aceasta nu este o funcție Gauss (care este folosită pentru a reprezenta grafic distribuții normale), dar cele două au un aspect similar. Densitatea pentru o curbă Hubbert se apropie de zero mai lent decât o funcție Gauss:
Graficul curbei Hubbert este alcătuit din 3 elemente:
O creștere progresivă de la producția de resurse zero, care apoi crește rapid;
„[NUME_REDACTAT]”, reprezentând nivelul maxim de producție;
O scădere de la vârf după care urmează apoi un declin abrupt de producție;
Forma actuală a unui grafic cu tendințe reale în producția mondială este determinat de diverși factori cum ar fi: dezvoltarea de tehnici de producție îmbunătățite, disponibilitatea de resurse concurente precum și reglementările guvernamentale privind producția sau consumul. Din cauza unor astfel de factori, curbele reale Hubbert nu sunt de multe ori simetrice.
Fig. 1.10 M. [NUME_REDACTAT] 1956 Predictie a ratelor productiei mondiale de petrol
Odată atins punctul maxim producția nu mai poate decât să scadă, ceea ce înseamnă explozia prețurilor. Bineînțeles încă ne mai rămâne petrol pentru câțiva zeci de ani, însă el va deveni foarte scump.
Punctul maxim global nu se manifestase încă, dar punctele maxime locale cunoscute de țările producătoare au avut deja trei consecințe foarte interesante:
Statele unite au atins punctul maxim în 1970. La nici 3 ani după acest eveniment în 1973, țările membre OPEC se simțeau suficient de puternice pentru a-și ridica tarifele, conducând astfel la primul șoc petrolier. Această criză a fost de natură politică și a fost prima criză energetică după al doilea [NUME_REDACTAT]. Cu toate acestea, criza nu ar mai fi avut loc dacă geologia nu ar fi limitat producția în SUA.
Fosta URSS a atins vârful producției petroliere în 1987. Trei ani mai târziu URSS s-a prăbușit. Majoritatea studiilor arată că aceasta prăbușire s-a datorat inadaptabilității sistemului comunist al lumii reale. Este o ipoteză la care se repliază cu o alta: Sistemul comunist a supraviețuit 70 de ani înainte de atingerea vârfului lui Hubbert.
România a atins în anul 1986 vârful maxim de consum pentru gazele naturale (principala sursă de energie din România, spre deosebire de majoritatea țărilor unde resursa care domina piața energetică este petrolul), care a determinat multiple măsuri de raționare a energiei, alimentelor, etc. Trei ani mai târziu regimul comunist din România se destramă.
Fig. 1.11 Evolutia surselor de gaz in [NUME_REDACTAT] criză energetică după al [NUME_REDACTAT] Mondial a fost criza petrolului din anii 1970. Criză a fost creată de un șir de evenimente politice. În anul 1973 OPEC și-a scăzut producția că represalii pentru ajutorul acordat de SUA Israelului în războiul de [NUME_REDACTAT] cu Egiptul și Siria. În 1979 revoluția Iraniană când Șahul a fost alungat, iar fundamentaliștii conduși de [NUME_REDACTAT] au naționalizat resursele și întreprinderile. Iranul și-a oprit vânzările pentru SUA în speranța de a lovi „marele Satan”. În 1990 în războiul din Golf, când [NUME_REDACTAT] a invadat Kuweitul și a incendiat principalele facilități pentru extragerea și transportul petrolului. În toate cazurile s-a reușit să se importe petrol din alte părți, cum ar fi Venezuela, rezolvând astfel crizele, dar urmează crize de petrol când nu se poate lua petrol din alte părți. Asta o să se întâmple când producția globală își atinge maximul. Dar atunci de la cine vom lua petrol?
Evidențele unui apogeu în producția globală de petrol sunt astăzi mari:
– 99% din producția mondială de petrol provine de la 44 de țări producătoare. Cel puțin 24 dintre acestea și-au depășit apogeul și sunt în faza de declin.
– întreaga lume cu excepția [NUME_REDACTAT] și-a atins vârful producției de petrol în 1997. SUA a făcut-o în 1970, Rusia în 1987, [NUME_REDACTAT] în 1999 și România în 1976. Chiar și [NUME_REDACTAT]- faimosul „producător pentru zile negre” ar putea fi pe marginea prăpastiei iar producția ei ar putea colapsa în curând.
Fig. 1.12 Evolutia rezervelor, a cererii si a pretului petrolului si a gazelor naturale la nivel mondial, 2002
Descoperirile mondiale de petrol și-au atins apogeul în 1962 și respectiv 1973 pentru gazele naturale, ajungând la valori practic lipsite de importantă în ultimii ani. În 2004 primele zece ca mărime companii petroliere din lume au cheltuit 8 miliarde de dolari în exploatarea de noi zăcăminte, dar descoperirile lor au o valoare comercială de doar 4 miliarde de dolari, la prețul actual al țițeiului brut. Situația a fost similară și în anii precedenți, deși mai putin dramatica. Afirmația lui [NUME_REDACTAT] într-un articol din iunie 2005 din [NUME_REDACTAT]” intitulat „[NUME_REDACTAT] of [NUME_REDACTAT]”, consemnează următoarea declarație a lui Kissinger: „Cantitatea de energie este finită, iar până azi a reușit să facă față cererii, dar competiția pentru accesul la energie poate deveni o chestiune de viață și de moarte pentru multe țări.”
SUA acuza țările care au cele mai mari rezerve de petrol din lume că adăpostesc teroriști cum ar fi: Irak, Iran, Siria, Africa de Vest, [NUME_REDACTAT]. SUA da importanță mare războiului împotriva teroriștilor, deci practic război pentru petrol și energie.
Gazele naturale vor vi un succesor al petrolului în topul formelor de energie primară, pentru o perioadă scurtă de timp, dar nu îl va putea substitui în toate aplicațiile tehnologice, motivul principal nu este unul tehnologic ci se datorează tendinței din ultimii ani, de creștere a prețului acestuia comparativ cu cel al petrolului, dar și faptul că prezintă o volatilitate mai ridicată.
Dacă o diferență între cerere și oferta este de 5% este suficientă să urce prețurile cu 400% (cazul crizei din anii ’70). Ce se va întâmpla cu o diferență de 70-90 %?
Dacă economia crește cu 3,5 % pe an, ea se va dubla la fiecare 20 de ani. Această creștere trebuie alimentată de o dublare a consumului de energie, în consecință, datoria în energie va fi mult mai mare până când vom reuși să facem schimbări majore spre alte forme de energie așa cum sunt energiile alternative. Acum este din ce în ce mai importantă găsirea de noi surse de energie pentru că ne apropiem de o criză energetică. Prețul țițeiului a depășit demult 100 $ barilul, gazele naturale s-au scumpit și ele simțitor iar impactul asupra consumatorilor de pretutindeni este imediat.
Cererea este invers proporțională cu prețul. Bunurile care au prețurile ridicate vor scădea cererea, fie direct, fie prin descurajarea creșterii economice. Această teorie (teoria elasticității prețului) nu este adevărată pentru țiței. Din 1999 și până azi, prețurile petrolului au crescut cu aproximativ 350 %. Creșterea cererii de petrol a fost în aceeași perioada de 3 %. Acestea sunt fapte elementare care sunt în contradicție evidentă cu noțiunea de elasticitate a prețului.
În 3 februarie 2011, prețul unui baril de petrol de tip Brent- relevant pentru Europa- era de 315 lei, în timp ce prețul unui baril de petrol de tip WTI- relevant pentru SUA – era de 280 lei. În 3 februarie 2012, barilul de petrol de tip Brent costa cu 20 % mai mult iar barilul de petrol de tip WTI cu 15 % mai mult.
Gazele naturale nu vor mai servi surse de energie pentru vreo 67 de ani, pe estimările actuale ale rezervelor, iar tendința firească este de scumpire, dar și din cauza creșterii consumului prețul se mărește în Europa.
În următorul grafic se va putea vedea evoluția prețului gazelor naturale în Europa în intervalul: Septembrie 2006 – martie 2012.
Fig.1.13 Evolutia pretului gazelor naturale in Europa in intervalul 2006-2012
Cauzele scumpirii sunt multiple și complexe, dar totul se reduce la cerere și ofertă. În privința cererii, probabil cea mai importantă componentă a ecuației este recentă sporire accelerată a consumului de energie în țările în curs de dezvoltare. Pe măsură ce o proporție tot mai mare a populației își permite achiziționarea unei mașini, a unei instalații de aer condiționat, etc., consumul de energie se mărește. Problema este exacerbată și de presiunile asupra ofertei: tensiuni geopolitice (Irak, Iran, Venezuela), limitări ale infrastructurii și producției, factori de mediu/încălzire globală, etc. Deprecierea dolarului american se adăugă și ea la presiunile asupra costului materiilor prime energetice, majoritatea prețurilor fiind exprimate în dolari. În sfârșit, mai există și teoria controversată a „declinului petrolului”, care spune că în lume există rezerve explorabile finite de țiței și că dincolo de un anumit punct se va crea un dezechilibru structural crescând între cerere și ofertă, până în ziua în care petrolul va fi epuizat complet.
Tabel 1.4 Primele 17 tari dupa rezervele de țitei
Principiul cererii și ofertei sugerează că diminuarea rezervelor de hidrocarburi duce la creșterea prețurilor acestora. Ca rezultat, exploatarea surselor de energie alternativă, considerate ineficiente economic să devină eficiente. Benzină artificială și alte surse de energie regenerabilă necesită tehnologii de producție și procesare mai scumpe decât exploatarea rezervelor convenționale de petrol, dar pot deveni economic viabile în viitorul apropiat.
Creșterea economică nu înseamnă doar creșterea numărului de bunuri produse, ci înseamnă și o cantitate mai mare de materii prime și de energie consumată. O diminuare a producției de petrol și ulterior de gaze naturale, în lipsa altor resurse viabile va însemna: declinul economic.
Scăderea cantității resurselor energetice influențează bursa. Bursa depinde în întregime de creșterea economică, iar investitorii vor să câștige bani.
Cu ajutorul petrolului și gazelor naturale se fabrică îngrășămintele, insecticidele indispensabile unei agriculturi moderne. Reducerea productivității solului și a profitabilității agrare, mai ales a pământurilor „obosite”, care au dat recolte generații la rând și care nu pot fi întreținute pentru agricultură decât cu fertilizatori – se vor resimți în urma absenței chimizării solului, apărând pericolul ca populația actuală sa nu mai poată fi hrănita în întregime și asta poate urma dez urbanizarea și reîntoarcerea omenirii spre mediul rural. Proporția actuală în care 10 % din populație hrănește celelalte 90 % nu va mai putea fi menținută în condițiile actuale.
Sunt plante din care se pot obține biocarburanti dar și plantele respective au nevoie de îngrășăminte și de pesticide pentru a se dezvolta, care necesită de asemenea petrol pentru a avea producții cu randament crescut.
Omenirea trebuie în mod categoric să investească și să dezvolte surse alternative de energie, concomitent cu sporirea eficienței energetice. Oricare țară va reuși să rezolve acesta problemă își va asigura un avantaj competitiv important și se va plasa în avanposturile dezvoltării economice pentru mult timp de acum înainte. Să fie foarte clar că perioada următoare va însemna restructurarea consumului și a producției de energie. Aceasta se va traduce în noi tehnologii, noi modele economice și ascensiunea și declinul unor actori geopolitici.
Ca să treacă cu succes prin criză de energie, tari printre care și românia trebuie să fie pregătite de schimbare. Ele trebuie de asemenea să-și reevalueze în mod pragmatic politica externă pe considerente economice (adică energetice). România nu face nimic din toate acestea la ora actuală. Nu există o politică națională a energiei coerentă și realistă. Nu există stimulente pentru eficiența energetică. România continuă să-și trateze cu dispreț și în mod inept cel mai mare vecin al său. Prin intermediul [NUME_REDACTAT], România s-a alăturat sistemului comunitar de comercializare a cotelor de emisii, dar nimeni nu a anticipat schimbările ce se vor impune începând cu 2020. Aceasta va duce la achitarea de către consumatorii casnici și industriali din România a unora dintre cele mai ridicate tarife energetice di [NUME_REDACTAT], ceea ce va constitui un handicap permanent pentru România în termeni de competitivitate și creștere economică.
Soluția poate fi folosirea surselor de energie regenerabilă care sunt abundente, larg răspândite, nepoluante și disponibile local. Ele provin direct sau indirect de la soare și cuprind lumină, căldura și vântul. Mai putem aminti și surse alternative de energie cum ar fi energia mareelor, energia geotermală sau energia apei. Pot fi folosite pentru producerea directă a căldurii fără nici un proces de conversie sau pot fi convertite în electricitate.
Energia regenerabilă
Energia regenerabilă s 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.
[NUME_REDACTAT], energia regenerabilă are rata de creștere anuală cea mai mare în consumul total de energie primară, cu medie de 3,4 % între 1990 și 2005 deși utilizarea actuală prezintă o variație mare între țări:
Fig. 1.14 Productia de energie regenerabilă in 2007 ( biomasă, geotermală, hidro, vânt și solara in 1000 tone petrol echivalent)
Energia regenerabilă cuprinde următoarele surse de energie: energia hidro (a apelor curgătoare), energia eoliană, energia solară, energia marină (valurile și mareele), energia geotermală, biomasa și energie din deșeuri.
AIE europa cuprinde: austria, Belgia, [NUME_REDACTAT], danemarca, Finlanda, franța, Germania, grecia, Ungaria, Irlanda, Italia, Luxemburg, Norvegia, Olanda, Polonia, Portugalia, [NUME_REDACTAT], Spania, Suedia, Elveția, Turcia și [NUME_REDACTAT] al [NUME_REDACTAT].
Fig. 1.15 Energii regenerabile din AIE Europa in 2009
Energia hidro
Energia hidraulică (energia apelor curgătoare) reprezintă capacitatea apei de a efectua un lucru mecanic la trecerea dintr-o poziție dată la altă poziție (curgere). Datorită circuitului apei în natură, întreținut automat de energia Soarelui, energia hidraulică este o formă de energie regenerabilă.
Energia hidraulică este o energie mecanică formată din energia potențială a apei dată de diferența de nivel intre lacul de acumulare și centrala, respectiv din energia cinetică a apei în mișcare. Exploatarea acestei energii i se face actualmente în hidrocentrale, care transforma energia potențială a apei în energie cinetică. Aceasta este apoi captată cu ajutorul unor turbine hidraulice care acționează generatoare electrice care în final o transformă în energie electrică.
Fig. 1.16 Elementele de bază ale unei hidrocentrale
Formula de bază pentru estimarea producției de energie electrică la o centrală hidroelectrică este:
P=ρhrgk
În cazul în care,
P este produsă în wați
p este densitatea de apă (~ 1000kg/m3)
h este înălțimea de apă în metri,
r este rata de curgere a apei în metri cubi pe secundă
g este accelerația de apă gravitațională (9,8m/s2)
k este coeficientul de inteligență (de la 0 la 1)
Morile de apă au reprezentat primele exemple de utilizare a apei regenerabile, acestea capturând energia apelor curgătoare pentru a acționa instalația. Mai târziu s-a trecut la producerea de energie electrică.
Capacitatea totală din lume de energie hidroelectrică însumează mai mult de 675 de terawatts (TW), echivalentul a 3,6 miliarde de barilii de petrol și servește peste un miliard de persoane cu putere de furnizare de aproximativ 24% din cererea totală de energie electrică la nivel mondial.
Tari precum Canada, Brazilia și Norvegia își produc majoritatea energie electrică din energia hidroelectrică. Paraguay furnizează 100% din cererile de energie cu hidrocentrale.
Tabel. 1.5 Zece dintre cei mai mari producători de
energie hidroelectrică la 2009
Centralele hidroelectrice sunt clasificate în funcție de mărime, care includ hidrocentrale mari, hidrocentrale mici, hidrocentrale micro și hidrocentrale pico. Capacitățile la nivel mondial de hidroenergie pe scară largă și la scară mică sin perioada 2004-2010 sunt prezentate în graficul de mai jos.
Fig. 1.17 Capacitatile in perioada 2004-2010
Hidrocentralele de dimensiuni mari au o putere instalată de obicei 100 – 10.000 megawați. Există doar trei centrale hidroelectrice în lume care depășesc 10.000 MW: [NUME_REDACTAT] Dăm (China) 22.5 gigawatt (GW), [NUME_REDACTAT] (Brazilia) de 14 GWsi [NUME_REDACTAT] (Venezuela) 10,2 GW. Sunt hidrocentrale care au capacități de peste două ori a capacității de producție nominală a celor mai mari centrale electrice nuclere.
Hidrocentralele la scară mai mică produc energie electrică de 0,5 – 10 megawați. Hidrocentralele mai mici sunt deosebit de utile pentru alimentarea comunităților mici, fabrici s-au pentru a susține principală furnizare de energie de rețea. Din 2005 până în 2008, hidrocentralele la scară mai mică de producție au crescut cu 28%, care a adus global o capacitate hidroelectrică de până la 85 GW. Majoritatea acestei dezvoltări la scară mică a fost finalizata în China. Hidrocentralele mici sunt deosebit de utile în comunitățile rurale, în special în cazul în care nu există nici o distribuție electrică disponibilă.
Hidrocentralele micro au capacitate care se încadrează în 10 – 100 kilowatt. Aceste hidrocentrale sunt de asemenea potrivite pentru case individuale. Hidrocentralele micro sunt deosebit de populare în țările în curs de dezvoltare, deoarece acestea au un cost de capital relativ mic și nu necesită combustibil pentru a funcționa. Deseori sistemele energetice solare sunt folosite în combinație cu hidrocentralele micro, în scopul de a compensa fluctuațiile de energie disponibile, de furnizare între anotimpuri ploioase și uscate.
Hidrocentralele pico sunt de obicei considerate că au o putere mai mică de 5 kilowați. Astfel, pico amenajarile hidrotehnice sunt bine provenite pentru comunități îndepărtate cu nevoi minime electrice.
Centralele hidroelectrice au întreținerea relativ scăzută, dar și o viață extrem de lungă de funcționare. Multe hidrocentrale funcționale și în prezent au fost construite în urmă cu 50 – 100 ani. Centralele hidroelectrice au avantajul că au imunitate la fluctuațiile prețurilor la energie. Mai mult decât atât, hidrocentralele de obicei sunt automatizate și prin urmare necesită personal minim pentru a asigura funcționarea sigură și eficientă.
Centralele hidroelectrice pot culege beneficii suplimentare în cazul în care barajul este utilizat în scopuri auxiliare, dincolo de stabilirea de presiune de apa necesare, pot oferi suport de irigare pentru comunitățile din jur. În acest mod, o centrală hidroelectrică poate dezvolta fluxuri de venituri suplimentare, în scopul de a compensa costul de cheltuieli operaționale.
Dezavantajul de hidroelectricitate in special în construcția barajelor hidroelectrice pot provoca modificări ale ecosistemelor acvatice, a florei și faunei din jur și a comunităților învecinate.
În baza directivelor protocolului de la Kyoto în ultimi ani s-au construit un număr mare de hidrocentrale de unică putere (microhidrocentrale) folosind energia cinetică a unor râuri cu potențial energetic ridicat, este cea mai răspândită formă de energie regenerabilă și este cea mai ieftină energie din sursele regenerabile.
Pentru încurajarea investițiilor în domeniul produceri de energie hidro [NUME_REDACTAT] a stabilit compensarea eforturilor investiționale prin emiterea de certificate verzi ce au valoare de aproximativ 50 euro. Pentru fiecare Mwh produs din surse hidro se dau câte 3certificate verzi. Totodată furnizorii de energie electrică sunt obligați să preia în sistem întreaga cantitate de energie produsă de surse hidro.
1.6.2 Energia eoliană
Pe nivel mondial perspectivele pentru energia eoliană este enormă și în ceea ce privește generarea de energie electrică din energie eoliană este curată și fără emisii poluante. Este una din cele mai vechi surse de energie nepoluantă. Omenirea de mii de ani a fost preocupată cu găsirea de modalități inovatoare de a valorifica puterea energiei eoliene fie pentru a propulsa navele la destinație dorită s-au de zdrobirea cerealelor în moară de vânt rotativă
Ea a început să fie folosită pe scară largă abia în secolul trecut prin anii 70 – 80, când SUA a adoptat mai multe programe destinate să încurajeze valorificarea ei. [NUME_REDACTAT], la sfârșitul anului 1984, funcționau deja 8469 de turbine eoliene cu o capacitate totală a acestor unități de aproximativ 550 MW. Ele sunt construite în locuri cu vânt puternic, grupate pe uscat s-au pe mare. Grupurile marine de turbine prezintă un interes din ce în ce mai mare datorită faptului că acestea reduc, ocuparea terenului " și datorită consistentei sporite a vânturilor. Turbinele de vânt pot fi folosite pentru producerea electricității individual s-au în grupuri, denumite ferme de vânt. Fermele de vânt, în prezent sunt complet automatizate și eficiente.
Mișcarea aerului are un rol permanent în reglementările termice, ale ciclului umidității și ventilației meselor de aer. Energia eoliană derivată din cea solară, rezultă că urmare a diferenței de potențial termic și baric din troposfera în urma încălzirii neuniforme a atmosferei.
Imaginea de mai jos ilustreaza miscarile aerului, care are un rol permanent în energia eoliană.
Fig. 1.18 Miscarile aerului
Curentul de aer (vântul) care tinde să echilibreze diferențele existente, se remarcă prin intensitate (viteza, durată, direcție). În condițiile în care viteza crește și efectul mecanic este mai puternic, Astfel, la o viteză de 9,5 m/s efectul mecanic este de 7 kgf/mp, iar la 30 m/s de 220 kgf/mp.
Viteza vântului se exprimă în m/s (km/h) s-au pe baza efectelor pe care le produce în natură, utilizând scara Beaufort. După regimul vitezei și caracterul mișcări aerului, vântul poate avea; structura tulburenta când direcția și intensitatea variază foarte mult, formându-se în curentul de aer un număr mare de vârtejuri; în rafale când direcția și intensitatea au variații foarte mari de timp.
Datorită caracterului neregulat al vântului, pentru determinarea energiei potențiale se fac numărători și se întocmesc studii statistice pe intervale de 10 – 15 ani. Astfel, pe baza măsurătorilor se realizează diagrama variației vitezelor pe parcursul unui an. Se impune ca necesară mențiunea că viteza vântului variază în limite foarte mari, fiind imposibil de realizat o turbină care să valorifice energia potențială sub și peste anumite limite și în condiții de rentabilitate economică. Astfel, gradul de valorificare depinde de viteza vântului, dimensiunea elicei și de randamentul motorului eolian.
Energia disponibilă pe unitatea de suprafața este dată de relația:
KW/mp
Unde: – este energia disponibilă, în kW/mp;
V – viteza vântului, în m/s
Se poate menționa că această energie nu va putea fi valorificata integral niciodată, deoarece turbina va funcționa în limite de viteze economice, precum și de intervenția unor randamente mecanice și aerodinamice.
Energia eoliană se convertește în forme de energie, în turbine cu un anumit diametru și o anumită inaltimede la sol. În aceste condiții se poate vorbi de: energia întregii paturi atmosferice; energia unei părți a ei limitată limitată de o înălțime amenajabilă; energie practic și economic amenajabila.
După unele estimări, potențialul energetic eolian are următoarele valori:
Pe întreg globul 10-15 x MWh/an;
Pe suprafața uscatului 1,7 x MWh/an;
Problemele pe care le implica utilizarea acestei energii sunt determinate de: variabilitatea vitezei vântului; rezistența agregatelor; crearea unor instalați silențioase; uzarea rapidă a turbinelor datorită șocurilor la care sunt supuse.
Pentru amplasarea turbinelor se realizează studii cu privire la morfologia reliefului, direcția vântului predominant, distanța dintre turbine, intensitatea și durata vântului, estetica peisajului, structura internă a turbinei privind privind rezistenta și durabilitatea instanței.
Valorificarea energiei eoliene este rentabilă din punct de vedere economic dacă viteza vântului depășește 14 km/h, cu mențiunea că în prezent ca urmare a avansări tehnologiei de captare și conversie a energiei eoliene, acest lucru a dus la o rentabilizare a unei astfel de instalație de la viteza de 4 m/s.
La nivelul globului terestru, energia eoliană se manifestă diferit în funcție de latitudine, altitudine și dispunerea continentală (zona litorală s-au în interiorul continentului). Cele mai favorabile zone sunt cele montane, litorale și de câmpie, relieful fiind un factor important în modificarea caracteristicilor vântului, prin altitudine și morfologie, o mare influență având și construcțiile înalte, precum și diferențele de temperatură dintre zonele de deasupra orașelor și cele limitrofe. Astfel la sol vântul are o viteză mică datorită numeroaselor obstacole și a frecări cu acestea, în timp ce pe coline s-au în zonele montane înalte, viteza acestuia este mult mai mare.
Utilizarea energiei vântului poate fi etapizata astfel: extragerea energiei, conversia, stocarea s-au transportarea și utilizarea. În prima fază se obține energia mecanică la axul turbinei; în a doua etapă se produce conversia în energie hidraulică, mecanică, electrică, pneumatică; în etapa a treia se stochează energia în pompe de căldură, acumulatori, apă caldă, s-au se transporta energia obținută; ultima etapă, utilizarea acesteia la nevoile curente.
Când vântul începe să furnizeze mai multă energie electrică decât cererea, începe gestionarea de putere, începând exportul de putere la zonele învecinate. Cele mai mari ferme eoliene furnizează energie electrică fondului în rețeaua principală, dar ferme eoliene mai mici (sau turbine eoliene individuale) furnizează energie electrică direct la zonele rurale, izolate de obicei, fără să fie legate la rețeaua principală.
Începând din noiembrie 2010, cel mai mare parc eolian pe uscat a fost parcul eolian Roscoe, în Texas, acoperind peste 400 km pătrați () și generarea de 781 megawați (MW) de energie. Cea mai mare fermă eoliană marina este un proiect eolian Thanet offshore în [NUME_REDACTAT], care este în larg și are o suprafață de 35, generează 300 de megawați de energie. Energie eoliană marina sunt construite corpurile pe suprafețe de apă de mari dimensiuni, de obicei în apropiere de coastă. Avantajul energiei eoliene marine este că viteza vântului este mai mare și relativ constantă în larg. Astfel energia eoliană marina are un potențial mai mare pentru producția de energie electrică decât energia eoliană pe uscat.
Totalul de producție globală de energie eoliană în 2010 a fost de 430 [NUME_REDACTAT] de ore (TWh), care cuprinde aproximativ 2,5% din consumul total de energie electrică la nivel mondial. [NUME_REDACTAT], multe țări au atins niveluri extrem de ridicate de producție de energie eoliană, 21% din producția de electricitate de staționare în Danemarca, 18% în Portugalia, 16% Spania, 14% Irlanda, și 9% în Germania, în 2010 din întreaga lume, 83 de țări utilizează energia eoliană pe o bază comercială.
Top 8 țări care utilizează energia eoliană (MW) Februarie 2011:
Fig. 1.19 Top 8 țări care utilizeaăa energie eoliană
Capacitatea totală de producție de energie eoliană este enormă. Un studiu efectuat în 2005 a arătat că potențialul energiei eoliene pe teren uscat ci cea pe marin, capacitatea de producție totală se situează la valoarea de 72 de terawatts (TW), care este echivalent cu 54.000 de milioane de tone de petrol pe an, de cinci ori consumul actual pe glob de energie.
La scară mică energia eoliană este formată din sisteme eoliene, cu o capacitate maximă de 50 kilowați. Comunitățile rurale depind de multe ori de generatoare cu motor diesel și pentru ei ar fi o soluție ideală dezvoltarea energiei eoliene.
Impactul asupra mediului al energiei eoliene este relativ minor și energia eoliană nu consumă combustibil, și nu emite substanțe poluante. Producerea de energie eoliană nu implică producerea nici unui fel de deșeuri. Energia consumată pentru fabricarea și transportarea echipamentelor utilizate pentru a construi o centrală eoliană este compensat de energia produsă în termen de câteva luni de funcționare. 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. Costurile reduse pe unitate de energie produsă. Costul energiei electrice produs în centralele eoliene moderne a scăzut substanțial în ultimi ani, ajungând în S.U.A. să fie chiar mai mic decât în cazul energiei generat de combustibil, chiar dacă nu se i-au în considerare externalități negative inerte utilizări combustibililor clasici.
În 2004 prețul energiei eoliene ajunsese deja la o cincime față de cel din ani 1980, iar previziunile sunt în continuare a scăderi acestora deoarece se pun în funcțiuni tot mai multe unități eoliene cu putere instalată de mulți megawați. Costuri reduse la scoaterea din funcțiune. Spre deosebire de centralele nucleare, de exemplu unde costurile de scoatere din funcțiune pot fi mult mai mari. În cazul generatoarelor eoliene, costurile de scoatere din funcțiune, la capătul perioadei normale de funcționare sunt minime, acestea putând fi integral reciclate.
Principalele dezavantaje sunt: resursa energetică relativ limitată, inconstanta datorată variației vitezei vântului și numărului redus de amplasamente posibile, creșterea deceselor de păsări. De aceea fermele eoliene nu se construiesc în calea păsărilor migratoare, în zonele cu populații de păsări mari s-au în zone cu caracteristici speciale. Puține locuri pe Pământ oferă posibilitatea producerii de suficientă electricitate folosind energia vântului. La început, un important dezavantaj al producției de energie eoliană a fost prețul destul de mare de producere a energiei și fiabilitatea relativ redusă a turbinelor. În ultimii 25 de ani, eficacitatea energetică s-a dublat, costul unui kWh produs a scăzut de la 0,7 euro la circa 0,32 euro în prezent. Un alt dezavantaj este și " poluarea vizuală " adică faptul că au o apariție neplăcută, iar altul ar fi faptul că produc "poluare sonoră".
Mai mult de jumătate din totalul instalațiilor noi de energie eoliană a fost adăugat în afară piețelor tradiționale din Europa și America de Nord. În 2010 în China s-a construit cel mai mult ferme eoliene cu o capacitate de 16,5 gigawați. Din octombrie 2010, 16.3 GW de capacitate de energie eoliană în larg, în mare parte în Europa de Nord. Mai mult de 16 GW de capacitate suplimentară este planificată pentru instalare înainte de sfârșitul anului 2015. Regatul unit și Germania va deveni, probabil două piețe de conducere pentru energia eoliană marină. Capacitatea totală a energiei eoliene în larg este de așteptat să ajungă la 75 GW până la 2020 la nivel mondial, cu contribuții semnificative din SUA și China.
În ultimii cinci ani, creșterea medie anuală în instalațiile noi de energie eoliană a fost de 27,6%. Pentru 2015 este prognozat o creștere anuală de de 7,15%, mai mult de 200 de gigawați (GW), de noi capacități de energie eoliană, care ar putea intra în linie.De la energia eoliană se așteaptă să ajungă în 2015 la 3,35% din energia total produsă și 8% în 2018. Creșterea exponențială între 1996 – 2010 se estimează o prognoză pentru 2015, care sunt prezentate în graficele de mai jos:
Fig. 1.20 Capacitatea mondială instalată
China a ajuns lider mondial în ceea ce privește capacitatea instalată în ferme eoliene, devansând [NUME_REDACTAT], potrivit unui raport al [NUME_REDACTAT] Association ([NUME_REDACTAT] Eoliene-nr). [NUME_REDACTAT] a ajuns la circa 45.000 MW instalați în mori de vânt. În SUA s-au adăugat doar 5.116 MW iar totalul a ajuns la 40.000 MW, de ajuns cât furnizeze energie pentru 10 milioane de locuințe. În 2009 [NUME_REDACTAT] devansase Germania la producția de energie eoliană.
În lume cele mai mari țări care produc energie eoliană sunt: China (44 733MW), [NUME_REDACTAT] (40 180 MW), Germania (27 215MW), Spania (20 776MW), India (13065MW),
Italia (5797MW), Franța (5560MW), [NUME_REDACTAT] (5203MW), Canada (4008MW), Danemarca (3734MW).
Fig. 1.21 Top 10 țări după capacitatea mondială instalată 2009-2010
La sfârșitul anului 2010 prețul unei turbine eoliene chinezești nu depășea 600.000 de dolari pe MW, în timp ce turbinele de proveniență occidentală ajungeau la peste 800.000 de dolari MW.
Fig. 1.22 Energia eoliana. Prognoză anuala pentru capacitate totala mondială
1.6.3. Energia solară
Soarele este cea mai importantă sursa de energie pentru Pământ. [NUME_REDACTAT] apei în natură (denumit uneori și hidrologic s-au ciclul apei) este procesul de circulație continuă a apei în cadrul hidrosferei Pământului. Acest proces este pun în mișcare de radiația solară și de gravitație. Soarele joacă un rol important în formarea vânturilor pe Pământ. [NUME_REDACTAT] este pe Pământ mediu, temperatura optimă pentru formarea și susținerea vieții. [NUME_REDACTAT] poate face "un pic" mai mult: ar putea să asigure întreaga cantitate de energie de care ar avea nevoie o societate industrială modernă, la scară mondială pentru un viitor indefinit; cea ce nu poate face o sursă de energie obișnuită. Acestea s-ar putea întâmpla cu ușurință fără poluare ori bătăi de cap în privința resurselor naturale epuizabile.
O centrală solară este o centrală electrică care funcționează pe baza energiei termice rezultată din absorbția energiei radiației solare. Centralele solare termice, în funcție de modul de construcție pot atinge randamente mai mari la costuri de investiții, mai reduse decât instalațiile pe bază de panouri solare fotovoltaice, necesită în schimb cheltuieli de întreținere mai mari și sunt realizabile doar pentru puteri instalate depășind un anumit prag minim. Totodată sunt exploatabile economic doar în zone cu foarte multe zile însorite pe an.
Pentru utilizarea energiei conținute în radiația solară în scopul producerii de energie electrică s-au conceput mai multe metode. Tehnologiile rezultate se împart în două mari grupe: fenomenul de transformare a radiației termice solare în energie termică și fenomenul fotovoltaic: transformare a radiație solare în energie electrică. Utilizarea energiei radiației solare se poate concentra într-un spațiu restrâns, s-au utilizare fără concentrare.
Centrale solare termice cu concentrarea radiației solare sunt: centrale solare cu câmpuri de colectoare, centrale solare cu jgheaburi parabolice, instalați solare de tip Fresnel, centrale cu turn solar, centrale cu oglinzi parabolice.
Centrale solare termice speciale sunt: centrale cu iaz solar, centrale cu turn solar, centrale termice solare cu vânt descendent.
Centrale solare pe bază de panouri solare fotovoltaice sunt: centralele de producere a energiei electrice pe bază de panouri solare fotovoltaice.
Centrale solare termice cu concentrarea radiației solare directe
Urmatoarea harta ilustreaza prin mărimea patratelor roșii suprafața deșertică ce ar fi suficientă pentru acoperirea necesarului de energie Globală, a Europei și a [NUME_REDACTAT]. 1.23 Suprafața deșertică ce ar fi suficientă pentru acoperirea necesarului de energie Globală, a Europei și a [NUME_REDACTAT] centrale utilizează oglinzi concave pentru a concentra razele solare pe suprafața absorbantă. Oglinda s-au suprafața absorbantă își vor modifica orientarea în funcție de poziția soarelui. Centralele solare cu jgheaburi parabolice colectează energia cu oglinzi distribuite pe suprafețe mari ce concentrează radiația pe suprafețe absorbante situate în centrul focal al fiecărei oglinzi, pe când cele cu turn, toate oglinzile au același punct focal situat în turn. Sistemele de generare de abur se pot compatibiliza cu cele solare pentru compensare reciprocă și economisirea în acest mod a combustibililor convenționali din termocentrale. În centrale solare independente, oscilațiile datorate condițiilor atmosferice pot fi compensate cu ajutorul unor rezervoare de înmagazinare a căldurii, s-au utilizând purtători de energie alternativă
◊ Centrale solare cu câmpuri de colectoare
Câmpul de colectoare ale centralei este compus din mai multe jgheaburi parabolice s-au colectoare Fresnel legate în paralel și numite concentratoare liniare. Construirea de câmpuri de colectoare paraboloide este de asemenea posibilă, dar vizavi de concentratoarele liniare sunt foarte costisitoare. În ceea ce privește instalațiile cu jgheaburi parabolice acestea sunt deja în exploatare comercială.
În câmpul de colectoare se produce încălzirea unui agent termic care poate fi ulei mineral s-au abur supra încălzit. La instalațiile cu ulei se poate atinge o temperatură de până la 390° C care într-un schimbător de căldura va genera aburi. Dacă agentul termic este abur, atunci nu este nevoie de schimbător de căldură, aburul fiind generat direct în conductele de absorbție. În acest caz este posibilă atingerea de temperaturi de peste 500° C. Aburul astfel generat este colectat și alimentează o turbină cu aburi la care este cuplat un generator de energie electrică.
Avantajul acestui tip de centrale constă în faptul că utilizează în parte tehnologie convențională disponibilă.
◊ Centrale solare cu jgheaburi parabolice
Colectoarele cu jgheaburi parabolice sunt constituite din oglinzi lungi curbate transversal pe un profil de parabolă concentrând fluxul radiației solare pe un tub absorbant situat în linia focala. Lungimea acestui tip de colectoare este cuprinsă în funcție de timp între 20 și 150 m. Tubul absorbant este constituit dintr-o țeavă de metal acoperită în exterior cu un strat absorbant și prin care curge agentul termic și care este în interiorul uni alt tub, de astă dată de sticlă de borosilicat rezistent la acțiuni mecanice și chimice fiind acoperit de un strat antireflectorizant. Între cele două tuburi este creat vid pentru a reduce pierderile prin convecție. Energia radiației solare este transformată în energie calorică și cedata agentului termic. Oglinzile parabolice sunt așezate de regulă în rânduri una după alta pe direcția N – S. Având un singur grad de libertate, rotația în jurul axei focale.
Fig. 1.24 Elementele centralei solare cu jgheaburi parabolice
Încă din anul 1912 s-au utilizat colectoare cu jgheaburi parabolice de către firmă Shumann und Boys pentru generarea de aburi necesari acționarii unei pompe de 45kW în MeadiEgipt. Colectoarele aveau o lungime de 62m și acopereau o suprafață de 1200.
Intre 1977 și 1982 au fost puse în funcțiune în SUA instalații pilot utilizând colectoare cu jgheaburi parabolice.
În 1981 a fost pusă în funcțiune o instalație pilot de producere de energie electrică de 500kW la [NUME_REDACTAT] Centre for [NUME_REDACTAT] Applications din [NUME_REDACTAT] de Almeria situat la marginea deșertului desierto de Tabernas.
Exploatarea comercială a acestui tip de centrale a început în anul 1984 în SUA în deșertul Mojave din California. Cele nouă centrale Segs = [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] au o putere instalată totală de 354 MW. În colectoarele cu jgheaburi parabolice cu o lățime de 6m și o lungime de până la 180m se poate atinge o temperatură de 40C. Randamentul centralei este de 14% și asigură energia necesară pentru cca 200000 locuințe. În luna iunie 2007 s-a dat în funcțiune centrală [NUME_REDACTAT] One de lângă [NUME_REDACTAT] Nevada cu o putere instalată de 64MW cu posibilitatea de extensie până la 200MW. Energia termică este produsă de 19.300 oglinzi de 4m lungime înzestrate cu conducte absorbante. Se prevede construirea de centrale similare în Măroc, Algeria, Mexic și Egipt.
Din anul 2006 se afla în stadiu de construcție centrală Andasol 1 de 50MW, în prezent cea mai mare din Europa, proiectată de firma [NUME_REDACTAT].
◊ Instalații solare de tip Fresnel
O dezvoltare a tehnologiei cu jgheaburi parabolice o reprezintă așa numitele colectoare cu oglinzi Fresnel. În acest caz în locul unei oglinzi parabolice se utilizează mai multe fâșii de oglinzi plane situate toate la nivelul solului și care se pot roti în jurul razei longitudinale pentru a putea fi orientate câte una astfel ca să reflecte radiația solară în direcția tubului absorbant, în spatele căruia se afla o altă oglinda liniara cu rol de concentrare a fasciculelor primite de la oglinzi într-o linie cât mai subțire. Acest concept este în faza de testare.
Acest mod de construcție combina principiul de funcționare a colectoarelor cu jgheaburi parabolice cu cel al centralelor cu turn, dar renunțând atât la oglinzile curbate cât și la dispozitivele de orientare cu mai multe grade de libertate rămânând doar construcția modulara. Utilizând oglinzi plate ușor de construit se contează pe un preț scăzut. Rezultă posibilitatea utilizării de conducte mai lungi, fără coturi, ceea ce reduce pierderile datorită rezistenței hidraulice, în schimb apar pierderi de radiație solară datorită umbririi reciproce a oglinzilor.
Din anul 2004 o astefel de instalație este testată pe lângă o centrală termică pe bază de cărbune din Australia de către Universitatea din [NUME_REDACTAT] Wales și Sydney. După terminare, instalația va produce cca 15 MW energie pentru încălzirea apei de alimentare a centralei din Lidell, [NUME_REDACTAT] și va contribui la economisirea de combustibil. Un modul format din 12 oglinzi acoperă o suprafață de cca 1350 și concentrează radiația solară pe o conductă absorbantă aflată la o distanță de 10m deasupra lor. Se produce abur în mod direct la o temperatură de 28C.
◊ Centrale cu oglinzi parabolice
Oglinzile parabolice sunt contruite cu două grade de libertate putând urmări poziția soarelui de pe cer. Ele sunt montate pe un stativ și concentrează razele soarelui într-un punct focal propriu fiecare oglinzi unde este montat un receptor de energie termică. Acest mod de construcție este foarte compact. Oglinzile sunt fabricate cu un diametru cuprins într 3 și 25m rezultând o putere instalată de până la 50 kW pe modul. La instalațiile de acest tip receptorul este conectat la un motor Stirling care transforma energia termică direct în energie mecanică putând acționa un generator electric. Aceste instalații ating un randament înalt în transformarea energiei solare în energie electrică (peste 30%). Modularitatea acestor instalații permite atât utilizarea lor în locuri izolate s-au independente cât și conectarea mai multora formând o centrală.
Centrale solare termice fără conectarea radiației solare
Aceste centrale solare nu dispun de de reflectoare orientate, utilizând totuși întreaga energie conținută în radiația solară atât cea directă cât și cea difuză. La centralele cu iaz solar rolul colectorului și stratului absorbant este preluat de straturile de apă sărată cu diferite concentrații pe când la centralele termice solare acest rol revine unui acoperiș de mari dimensiuni ce produce un efect de seră.
◊ Centrale cu iaz solar
La acest tip de centrale în iazuri cu apă sărată puțin adânci se crează în mod natural o combinație de colector solar și acumulator de energie. Fenomenul a fost observat pentru prima dată la începutul secolului XX la lacurile sărate din Transilvania. Apa de la baza este mult mai sărată și astfel mai densă decât cea de la suprafață. Prin absorbția energie conținute în razele solare de către stratul mai sărat de la bază, aceasta se încălzește până la o temperatură de 85-9C. Între stratul de la suprafață și cel adânc există un strat de gradient cu concentrație variabilă ce nu permite ridicarea apei încălzite cu concentrație salina mai mare, rezultă că nu există convecție, ca urmare căldura rămâne înmagazinată în stratul de jos. Căldura înmagazinată poate fi utilizată printre altele pentru acționarea unei turbine cuplate cu un generator de energie electrică. Deoarece temperaturile atinse sunt totuși destul de mici, este nevoie de utilizarea unui agent termic cu temperatura de fierbere mai mică decât cea a apei. Transformarea energiei calorice în energie electrică se va putea realiza cu ajutorul așa numitelor centrale [NUME_REDACTAT] Cycle (ORC) funcționând pe bază de amoniac, s-au un compus asemănător freonului. Deoarece diferența de temperatura atinge doar o valoare mică din considerente termodinamice, teoretic maxim 15%, practic 1%. Totuși acest tip de centrală prezintă interes mai ales pentru țările în curs de dezvoltare, unde cu investiții mici se pot utiliza resursele naturale, radiația solara din belșug și suprafețe aride ne construite.
◊ Centrale termice solare cu vânt ascensional
Centralele termice solare utilizează așa numitul efect de coș, la care aerul cald datorită densități mici se ridică. Din punct de vedere constructiv, rolul colectorului solar îl are o suprafață de ordinul hectarelor prevăzută cu acoperiș transparent, sub care aerul și solul se încălzesc sub efectul de seră. Aerul cald se mișcă spre centrul construcției unde se afla un coș prin care se ridică în sus. Vântul ascensional astfel creat acționează mai multe turbine cuplate cu generatoare de energie electrică. Cu toate că din punct de vedere tehnic realizarea este destul de simplă, dezavantajul constă în randamentul scăzut de cca. 1% în cel mai bun caz. Pentru a obține o putere comparabilă cu cea a unei centrale pe bază de cărbune este nevoie ca întreaga construcție să acopere o suprafață de mai mult de 100km2 și să se construiască un coș cu înălțimea de 1000 m s-au mai mult. O instalație pilot a fost construită în ani 1980 în Manzanares, Spania având un diametru de 244m și un turn înalt de 194m și lat de 10m rezultând o putere de 50kW.
Actualmente se afla în stadiul de proiect o astfel de instalație în Windhock, Namibia. Suprafața acoperită ar fi de 38km2 și turnul înalt de 1500 m. Puterea instalată ar atinge 400MW. Pentru a mări eficienta economică, suprafața acoperită ar putea fi utilizată în parte pentru desalinizarea apei și în rest pentru producția agricolă cu suprafața irigată.
◊ Centrale termice solare cu vânt descendent
Acest tip de centrale există doar în stadiul de concept. Constau dintr-un turn înalt (1000m) în vârful căruia se extrage energie termică din aerul înconjurător prin pulverizare de apă. Datorită răcirii în urma evaporării și a greutăți apei, aerul se va mișca de sus în jos, acționând turbinele situate la baza turnului. Acest tip de centrală este concepută pentru zonele cu clima caldă și uscată și cu mari rezerve de apă.
Centrale solare pe bază de panouri solare fotovoltaice
Centralele de producție a energiei electrice pe baza de panouri solare fotovoltaice câștiga teren. Centrala solară din Atzenhof suburbia orașului Furth, Germania produce 1MW energie electrică cu ajutorul a 144 panouri solare ce acoperă o fostă hala de deșeuri menajere.
Centrală splara din Quierschied suburbia orașului Gottelborn, Germania construită pe o suprafață de 16500mp în 2004/2005 produce 7,4MW energie electrică utilizând panouri solare.
Actualmente cea mai mare centrală solară se afla în Pocking, Bavaria compusă din 37912 panouri solare de înaltă performanța cu o putere de 10MW. [NUME_REDACTAT], Corea de Sud a început construirea unei mari centrale solare cu o putere instalată de 20MW, producție anuală estimată la 27000MWh ce va acoperi cu 109000 panouri solare o suprafață egală cu cca 80 de terenuri de fotbal. [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT] a început construirea celei mai marei centrale solare având o putere de 40MW, pe un teren al unei foste baze militare, acoperindu-se o suprafață egală cu a 200 terenuri de fotbal cu 550.000 panouri solare din film subțire. Se preconizează că în primul an de funcționare să se recupereze integral cheltuielile de construcție care se estimează a costa cu 20-40% mai puțin decât prețul comercial.
1.6.4. Energia marină
Mișcarea permanentă a mărilor și a oceanelor este o sursă potențială de energie, aparent inepuizabilă. Există trei forme care pot fi specificate: cea a mareelor, cea a valurilor și cea termică.
Energia ce poate fi captată prin exploatarea energiei potențiale rezultate din deplasarea pe verticală a masei de apă la diferite niveluri s-au a energiei cinetice datorate curenților de maree. Energia mareelor rezultă din forțele gravitaționale ale Soarelui și Luni, [NUME_REDACTAT], precum și ca urmare de puterea vânturilor.
Mareele se produc cu regularitate în anumite zone de litoral de pe glob, cu amplitudini care pot ajunge uneori la 14-18m, determinând oscilații lente de nivel ale apelor marine. Principiul de utilizare a energiei mareelor în centrale mareomolrice, de altfel singura sursă folosită în prezent din cele enumerate mai sus, constă în amenajarea unor bazine îndiguite care să facă posibilă captarea energiei apei, declanșate de aceste oscilații, atât la umplere (la flux), cât și la golire (la reflux).
Fig. 1.25 Elementele unei instalatii pentru energie marină
Pentru o valorificare eficientă a energiei mareelor, sunt necesare și anumite condiții naturale; în primul rând, amplitudinea mareelor să fie de cel puțin 8m, iar în al doilea rând să existe un bazin natural (de regulă un estuar), care să comunice cu oceanul printr-o deschidere foarte îngustă. Aceste condiții naturale apar numai în 20 de zone ale globului (țărmurile atlantice ale Franței, [NUME_REDACTAT], SUA, Canadei, în [NUME_REDACTAT], în [NUME_REDACTAT]).
Cantitatea de energie disponibilă la această sursă, dacă ar putea fi valorificata integral în centrele electrice mareomotrice, ar produce de circa 100.000 de ori mai multă energie electrică decât toate hidrocentralele aflate în funcțiune în prezent pe glob. Alte calcule apreciază că energia furnizată anual de maree ar putea echivala ce cea obținută prin arderea a peste 70 mii tone de cărbune.
Centralele mareomotrice produc kwh la un preț de cost de două ori mai mare decât cel obținut în hidrocentrale. Astfel de centrale mareomotrice se afla în funcțiune în Franța în estuarul Rance, format de răul cu același nume la vărsarea în [NUME_REDACTAT] Malo; capacitatea s-a este de 240MW și a fost construită în perioada 1961-1966, în Rusia, în estuarul Kislaya, format de râurile Tuloma și Kola la [NUME_REDACTAT], de 400MW. Sunt proiecte care prevăd noi amenajări pe țărmul S-E al [NUME_REDACTAT] pe țărmul [NUME_REDACTAT] unde SUA și Canada intenționează o construcție de mari proporții.
Curenții marini sunt purtătorii unor energii cinetice deosebit de mari. Astfel, s-a calculat că un curent oceanic cu o lățime de circa 100m, 10m adâncime și o viteză de 1m/s, pe timp de un an ar putea oferi o energie cinetică de circa 2000kWh.
Energia curenților oceanici este utilizată într-o uzină de 80MW din Florida (SUA), la Miami, prin folosirea curentului Floridei.
Valorile reprezintă o formă de stocare a energiei transmise de vânt, energie calculabilă și demnă de luat în considerație. Calculele au evidențiat ca valurile cu înălțime de 1m, lungime de 40m și perioada de 5s, au o putere disponibilă de aproximativ 5KW pe un front de 1m lățime.
Numeroase institute de cercetări hidraulice și energetice din SUA, Franța, [NUME_REDACTAT] și Japonia, au în programul lor de activitate realizarea unor instalații de captare a energiei valurilor.
Producerea energiei din mare este posibilă și prin exploatarea diferenței de temperatură dintre fundal și suprafața. O mașină termică poate exploata această diferență pentru obținerea energiei mecanice și din această energia electrică. Eficacitatea acestor sisteme nu e ridicată (în jur de 5%), dar având în vedere cantitatea ridicată de energie termică acumulată în ocean, prin aceste sisteme este posibilă obtiunea de cantități enorme de electricitate.
Utilizând acest principiu al diferențelor de temperatură, care uneori pot fi de 15-20 °C, în SUA se afla, într-o fază avansată, un proiect care prevede construirea unei astfel de uzine, pe țărmul [NUME_REDACTAT], cu o putere de 400MW. Specialiștii au calculat că aceste centrale ar echivala cu o hidrocentrală construită pe un fluviu cu un baraj înalt de 30m, livrând astfel energie electrică convenabilă la preț.
1.6.5. Energia geotermală
Energia geotermică este generată de fluxul de căldură care traversează rocile din interiorul pământului spre suprafața pământului. Temperatura scoarței terestre crește cu cca. C la fiecare 30m adâncime, ajungând în apropierea mantalei la mii de grade Celsius. Căldura din nucleul Pământului este transferată spre suprafață prin magna și ape profunde. De aici provine marea majoritate a fenomenelor cum ar fi erupțiile vulcanice, izvoarele termale, gheizerele, s-au fumarolele. Această căldură în anumite cazuri poate fi exploatată în mod avantajos pentru producerea energiei electrice s-au pentru încălzirea ambientelor. Energia geotermală este adesea asociată cu izvoarele fierbinți, gheizerele și cu activitate vulcanică, de exemplu în Islanda s-ai [NUME_REDACTAT]. În 1904 a fost construită prima centrală geotermală cu abur uscat în Larderello, Toscana, Italia. Azi, centrală Larderello furnizează energie electrică pentru aproape un milion de gospodarii. [NUME_REDACTAT] este o energie inepuizabilă și ecologică, în plus este o sursă pentru livrarea continua dar nu se poate exploata tot timpul. Pornind de la suprafața Pământului, primele straturi ale scoarței sufere variații de temperatură, după anotimp, ale căror oscilații se resimt până la o adâncime de 7m, în funcție de latitudinea și componenta geologică – unde se stabilește un palier izotermic de cca. 12-1C. Acest lucru face că temperatura din interiorul scoarței pământului să fie constantă pe un palier foarte mare (de la 7m până la câțiva km) în timpul anului, fără să aibe vreo importanta temperatura care este la suprafață.
Pământul este mai cald iarna și mai rece vara decât temperatura aerului. Trebuie făcută distincția între folosirea directă și cea prin intermediul pompei de căldură. Pentru utilizarea căldurii pământului cu pompa de căldură este suficientă o temperatură relativ scăzută (în aceste cazuri se vorbește despre o entalpie scăzută); ceea ce este important este faptul că se poate exploata o temperatură care rămâne practic constantă. O instalație geotermică permite economisirea până la 80% a costurilor față de un sistem tradițional.
Energia geotermică oferă numeroase avantaje distincte și unice:
Ne face independenți față de prețul surselor de energie folosite (petrolului, cărbunelui, gazului)
Este ecologică din punctul de vedere al poluării, pentru că nu produce gaze nocive ecologică din punctul de vedere al impactului asupra mediului, pentru că instalațiile nu sunt vizibile în exterior.
Nu are nevoie de întreținere;
Instalația este silențioasă
Furnizează încălzire, apă caldă și se poate folosi pentru răcire,24 ore pe zi,365 zile/an.
Locurile de aplicare sunt multiple: locuințe, instalații industriale, depozite, sere, școli, hoteluri, birouri, săli de sport, piscine, trotuare fără gheață, terenuri de sport, acvarii.
Sistemele geometrice se clasifica în funcție de temperatură și presiunea sistemului și de modul în care energia termică este transferată spre sol. Se identifica următoarele tipuri de sisteme geometrice: sisteme cu convecție hidrotermica, sisteme cu transfer conductiv, sisteme cu zăcăminte geopresurizate și sisteme cu magma.
Sistemele cu convecție hidrotermica se caracterizează prin faptul că în scoarța terestră există canale radiale prin care un agent termic (aer, abur s-au lichid) circulă și transfera energia termică de la o adâncime bine stabilită spre exterior. Aceste sisteme sunt deosebit de avantajoase, deoarece potențialele la care se obține energia electrică sunt ridicate, putându-se asocia producerii de energie electrică. Temperaturile obținute pot să atingă chiar și 24C.
În cazul în care agentul termic este aburul, acesta poate fi valorificat direct în instalații energetice (Loradello – Italia și Matsukawa – Japonia, zona [NUME_REDACTAT] – California).
În cazul în care agentul termic este apă, aceasta este transferată prin convecție spre un al doilea rezervor, de dimensiuni variabile, situat la adâncimi suficient de mici pentru a putea fi exploatat prin forare.
Sisteme cu transfer conductiv se caracterizează prin faptul că la adâncimi destul de mici se găsesc rezervoare termice. Disponibilitățile oferite de aceste rezervoare sunt mult mai mari decât ale sistemelor cu convecție hidrotermica.
Sisteme cu zăcăminte geopresurizate constau în rezervoare de apă acoperită cu o izolație impermeabilă, fiind supuse la presiuni ridicate. Apa conținută în aceste rezervoare are salinitate scăzută și este saturată cu gaze naturale recuperabile. Aceste sisteme au răspândire în întreaga lume. Sistemele geopresurizate pot fi exploatate atât termic cât și hidraulic.
Sisteme cu magma deci rocă topită, vulcanică, constituie o sursă termică de mari dimensiuni care ar putea fi utilizată în obținerea de energie termică și mecanică.
Ponderea sistemelor geometrice exploatate în SUA este: sisteme cu convecție hidrotermica 10,5%; sisteme cu transfer conductiv 8,3%; sisteme cu zăcăminte geopresurizate 81,2%.
Există multe metode pentru a colecta energia naturală și gratuită a Pământului. Cele mai comune metode sunt buclă închisă și bucla deschisă. Cu oricare dintre ele, numai o fracțiune din energie vine din electricitate, majoritatea energiei vine numai din pământ. În concluzie, prețul utilizării este mai mic decât al oricărei alte alternative pentru confort. Captarea căldurii geotermice poate fi făcută utilizând diferite metode, existând două mari categorii decaptori: orizontali și verticali. Astfel cu ajutorul pompei de căldură geometrice, 1kw electric consumat pentru alimentarea compresorului este multiplicat și valorizat sub formă a 3 până la 5 kw de căldură utilă prin intermediul instalației de încălzire. Pompele de căldură geotermale sunt sisteme ce utilizează utilaje acționate electric pentru a extrage căldura din cei câțiva metri de sol de la suprafața Pământului. Funcționând la fel ca un frigider acestea utilizează masa termică foarte mare a pământului pentru a furniza agentului de lucru căldura primară, a cărei temperatura este apoi crescută de circuitul pompei de căldură la un nivel la care poate fi utilizat pentru încălzire. Utilizarea acestora este în special limitată la aplicațiile casnice. Captorii orizontali ai sistemului de încălzire au nevoie de o suprafață minimă necesară, aria de captare fiind în relație proporțională cu suprafața interioară de încălzit, este cuprinsă între 100 – 180% din suprafața interioare de încălzit în funcție de puterea termică necesară.
Captarea verticală este făcută cu foraje de puțuri de captare. Această soluție presupune existența unui debit de apă freatică minim suficient și constant de-a lungul anului. Căldură este prelevata din apă freatică prezenta în sol, de obicei la o adâncime de 10 -20 m, acolo unde temperatura apei este constantă. O altă tehnică utilizată este imersarea în puțurile de captare a sondelor geotermice în buclă închisă.
În lume există o capacitate nominală de aproximativ 10 715 de megawați (MW) de producție de energie electrică geotermala, precum și 28 de gigawați (GW), de încălzire directă geotermală. Țările de top care folosesc energia geotermală din 100% producția mondială sunt:
Fig. 1.26 Țările de top care folosesc energia geotermală
1.6.6 [NUME_REDACTAT] pot fi crescute special pentru a fi utilizate că sursa de energie, fie prin combustie pentru a produce energie termică, fie printr-un proces de transformare în combustibili gazoși s-au lichizi, fie pentru a genera energie electrică. Biomasa este considerată o sursă de energie " neutră din punctul de vedere al carbonului", deoarece carbonul emis în timpul combustiei a fost anterior absorbit prin fotosinteză în timpul creșterii plantelor. Dacă culturile sunt plantate din nou există posibilitatea de a forma un circuit închis, deși ar trebui să se i-a în considerare și emisiile de metan asociate procesului de descompunere a plantelor. Plantarea de copaci dedicată utilizări acestora că sursa de combustie a fost utilizată frecvent de-a lungul secolelor iar utilizarea lor modernă nu este decât o extensie a acestei tradiții.
De obicei se poate valorifica energia din biomasa, prin incinerare, produse de deșeuri cum ar fi lemn, coj de orez și gunoi, i sunt utilizabile pentru acest proces. Biomasa poate fi transformată în energie utilizabile de trei tipuri: solide (brichete de lemn și pelete), lichide (biocombustibili) și gazoasă (biogaz). Fiecare formă are propriile sale avantaje și aplicații. Un exemplu bun de producția de biomasa comercială ar utiliza fermentarea sfeclei de zahăr pentru a produce combustibil etanol, care pot fi vândute drept combustibil auto (bioetanol singur s-au amestecat cu benzină). În mod similar biodiesel poate fi creat din uleiuri vegetale filtrate și din grăsimi de animale.
Fig. 1.27 Productia de Etanol si Biodiesel intre anii 2000-2010
În anul 2010, 59 de gigawați (GW) de energie electrică a fost produs global din biomasa. [NUME_REDACTAT] este o capacitate disponibilă numai aproximativ 11 megawații (MW) de bioenergie, care în prezent reprezintă aproximativ 0,001% din totalul energiei electrice furnizate. Producția la nivel mondial exprimat în GW de către top 10 țări în 2009 este următoarea:
Source:ObservER.worldwideelectricity productionregenerable energy sources 2010
Fig. 1.28 Productia de biomasa in lume, top 10 state din lume
Avantajul biomasei asupra celorlalte surse de energie regenerabilă este faptul că poate fi ușor stocată, dar au existat și critici vehemente deoarece creșterea plantelor pentru combustibili deturnează pământ de la culturile agricole, ducând la deficit de alimente și la creșterea prețurilor.
1.6.7. Energie din deșeuri
Deșeurile pot fi utilizate în producerea de energie termică s-au electrică. Resturile biodegradabile din gropile de gunoi vor produce în mod natural anumite gaze care pot fi folosite la combustie, de obicei pentru a genera energie electrică, deși se produce și căldura care este de obicei pierdută. Apele reziduale, noroiul canalizărilor, bălegarul zootehnic și resturile biodegradabile de la fabricile de bere, abatoare și din alte industrii agroalimentare pot fi descompuse biologic (, fermentare anaerobă") pentru a produce un combustibil bogat în metal. Resturile combustibile municipale, comerciale și industriale, cum ar fi ambalajele, pot fi arse într-un crematoriu s-au într-un cuptor de ciment, pentru a produce căldură s-au energie electrică. Multe alte industrii în afara celor agro-alimentară, cum ar fi cele de producere a hârtiei s-au a mobilei, produc cantități importante de materiale biodegradabile s-au de combustie, care pot fi de asemenea utilizate pentru producerea de energie. Totuși, în toate aceste cazuri, trebuie analizat dacă aceste resturi nu ar trebui reduse atunci când conduc la scăderea eficienței proceselor din care provin. În plus, chiar dacă aceste materiale sunt considerate a fi surse de energie regenerabilă, dacă acestea nu sunt replantate, ele pot fi privite ca emisii de carbon. Materialele ce pot fi reciclate ar trebui să fie separate de resturi înainte ca acestea să fie arse și ar trebui să ne asigurăm că nu va apărea poluare datorită emisiilor de gaze s-au rezidurilor lichide.
1.7. [NUME_REDACTAT] Regenerabile în 2011
În anul 2011 investițiile în piața energiilor regenerabile au înregistrat o creștere de 5% față de anul 2010. Această creștere se datorează mai ales investițiilor în noi parcuri solare fotovoltaice, care însumează 36% în total 136,6 miliarde dolari, depășind cu mult valoarea investițiilor în parcurile eoliene în suma de 74.9 miliarde dolari. Datorită investițiilor în parcurile solare fotovoltaice capacitatea globală a acestora în producerea energiei electrice a crescut cu 54%.
Față de 2010 când capacitatea parcurilor fotovoltaice era 18.2 gigawați în 2011 a atins 26.5 – 29.4 gigawați. Această creștere se datorează investițiilor văzute mai ales în Italia și în Germania.
Datorită investițiilor uriașe a scăzut prețul panourilor fotovoltaice.
Fig 1.29 Investiile in energii regenerabile 2010-2011 in milialde de dolari
Pe primul loc se situau investițiile în energia solară, urmată de investițiile în energia eoliană, iar pe locul trei se afla investițiile în smart technologies – adică în tehnologii inteligente de depozitare, transportarea și folosirea eficientă a energiei electrice. În acest domeniu s-a investit 19,2 miliarde dolari, iar în producerea energiei din biomasa/deșeuri 10.8 miliarde dolari. În folosirea energiei geotermale s-au investit 2.8 miliarde dolari, iar în hidrocentrale mici 3 miliarde dolari.
Pe lângă investițiile în energia solară singurul domeniu care a înregistrat într-adevăr o creștere și anume un 5% a fost combustibilul bio, totalizând investiții în valoare de 9 miliarde dolari.
Fig. 1.30 Investitii zonale in energii regenerabile in 2011
Creșterea în SUA a investițiilor în energii regenerabile se datorează și proiectelor finanțate de guvern din 2008 – 2009 care s-au materializat abia în al doilea semestru din 2011. Totodată guvernul SUA a declarat că vor reduce subvențiile guvernamentale în domeniul energiilor regenerabile începând cu 2013.
În 2011 în China investițiile în energii regenerabile au crescut cu doar 1% față de 2010, iar în SUA cu 33%. [NUME_REDACTAT] investițiile erau în total 47.4 miliarde dolari în 2011, iar în SUA 55.9 miliarde. [NUME_REDACTAT] investițiile au crescut cu 3% atingând 100.2 miliarde dolari. Această creștere se datorează construirii parcurilor fotovoltaice mai ales în Germania și Italia, respectiv parcurilor eoliene noi din zona [NUME_REDACTAT]. [NUME_REDACTAT] investițiile au crescut cu 52% în valoare totală de 10.3 miliarde dolari. Brazilia apare prima dată individual pe aceste statistici, creșterea față de 2010 fiind 15% în valoare totală de 8.2 miliarde dolari.
Capitolul 2
Surse de energie regenerabilă ușor accesibile pentru utilizare individuală
În capitolul respectiv primește loc dintre fiecare surse de energie regenerabilă, care fiecare a fost studiat în capitolul anterior, sursele de energie care se pot instala dintr-un buget relativ mic. Ținând cont că câștigul salarial mediu nominal net în decembrie 2011 era undeva la 1.604 lei, în general o familie romană este formată din patru persoane, dintre care numai doi sunt salariați, putem să spunem că limita de buget pentru o investiție de energie verde nu poate să depășească 10000 lei. Din cauza limitei de buget nu putem încadra sistemele cu pompa de căldură. Un sistem cu pompa de căldura 7,5 KW care este minim necesar pentru încălzire și apă caldă pentru un apartament cu suprafața între 75 – 100 mp cu o familie alcătuită din patru persoane și un astfel de sistem gata la cheie costa în jur de 45000 cu tva. Surse alternative regenerabile de energie care încadrează în bugetul respectiv este un sistem termo solar cu comanda automată, sistem eolian și sistem cu panou fotovoltaic.
Energia solară este complementara cu tendința de mai mult vânt iarna și mai mult soare vara. Deci este bine combinarea celor două feluri de energii.
Energia solară nu e accesibilă noaptea astfel este bine înmagazinarea energiei, și combinarea cu energia eoliană pentru că noaptea e posibil să fie vânt.
2.1. Energia solară
2.1.1 [NUME_REDACTAT] este steaua aflată în centrul sistemului nostru solar. Pământul, toate celelalte planete, asteroizii, meteoriții, cometele precum și cantitățile enorme de praf interplanetar orbitează în jurul soarelui, care totuși, prin mărimea s-a, conține mai mult de 99% din masa întregului sistem solar. Energia provenită de la soare (sub forma luminii, căldurii s.a.) face posibilă întreaga viață de pe pământ, de exemplu prin fotosinteză, iar prin intermediul căldurii și clima favorabilă. Temperatura la suprafață este de aproximativ 5.780 Kelvin, spre centrul soarelui este din ce în ce mai cald, iar materia este din ce în ce mai comprimată. În centru temperatura ajunge la 15 milioane de grade, iar presiunea este de 100 milioane de ori mai mare decât cea din centrul pământului. În acest cuptor, atomii de hidrogen se aglomerează câte patru și se transformă în atomii de heliu. În cadrul acestei reacții de furnizare nucleară se degajează lumina și căldură, sursa străluciri soarelui. În fiecare secundă, 564 milioane de tone de hidrogen se transformă în aproape 560 de tone de heliu, în centru soarelui, iar diferența mai mult de patru milioane de tone pe secundă, se transformă în energie radiativă în jur de 383 yottawatt, adică 383 x 1012 [NUME_REDACTAT] care este 1378800 x 1012 Twh.La pământ ajunge doar 2 x 106 TW din această energie. în 2008 producția de origine umană globală de energie a fost 132000 TWh, deci soarele produce energie mai multă într-o oră decât producția de către noi oamenii pe pământ într-un an. Total de energie solară absorbită de atmosfera pământului, oceane și masele terestre este de aproximativ 3850000 exajoules (EJ) pe an, fotosinteză capturează aproximativ 3.000 de EJ pe an, în biomas.
Energia soarelui ajunge pe suprafața pământului, este atenuată de atmosfera terestră, defapt pe suprafața. Lumina și căldura soareleui construiesc principala sursă de energie pe suprafața pământului. Constantă solară este cantitatea de energie solară care ajunge pe pământ pe unitatea de suprafața direct expusă luminii solare. Constantă solară este aproximativ 1.370 watt/m2 la distanță de soare de o unitate astronomică. Constantă solară este cantitatea de energie care trece în unitatea de timp prin unitatea de suprafața orientată normal pe raza solară din afara atmosferei. Ea este deci, radiația solară incidenta măsurată pe suprafața normală la limita superioară a atmosferei, se poate calcula cu formula următoare:
= (/R
Unde: = valoarea medie a constantei solare 1370 W/m2;
(/R = corecția distanței pământ – soare;
(/R = 1 + 2e coș [W (j – 2)] unde: R = valoarea pentru o zi (j) a distanței pământ – soare;
= valoarea medie a lui R ();
E = excentricitatea eclipsei (e = 0,0167)
Se observă că în lipsa atmosferei, singurul element ce influențează valorile fluxului radiativ este distanța pământ – soare. Constantă solară, datorită în principal variației distanțe soare – pământ prezintă și ea o variație anuală cuprinsă între 1416 V/m2 în prima decadă aluni ianuarie când pământul se găsește la distanță minimă față de soare – periheliu și 1326 W/m2 în ultima decadă a luni iunie și prima decadă a lui iulie, când pământul atinge distanță maximă față de soare – afeliu.
Această energie poate fi utilizată printr-o multitudine de procedee naturale s-au artificiale:
Fotosinteză realizată de plante, care capturează energia solară și o folosesc la conversia chimică a bioxidului de carbon din aer în oxigen și compuși reduși ai carbonuilui
Prin încălzire directă
Prin conversie realizată de celule fotovoltaice pentru a genera electricitate.
Energia stocată în petrol și alții combustibili fosili a provenit inițial tot din energia solară, prin fotosinteză, în trecutul îndepărtat.
2.1.2 [NUME_REDACTAT]
[NUME_REDACTAT] prin regularitatea și efectele lor (alternanta noapte-zi) alcătuiesc baza unei scări de timp. În studiul radiației solare ne interesează în primul rând timpul solar adevărat (TSA). El este definit de unghiul orar (ω), unghiul format de planul meridian ce trece prin Soare și planul meridian al locului. Unghiul orar este zero la ora 12 TSA aceasta fiind amiază adevărată, ete momentul când Soarele atinge înălțimea maximă zilnică. Un ecart unghiular de 15 ° corespunde unei ore. El este negativ dimineața (-90° la ora 6 TSA) și pozitivă după-amiaza (+90 ° la ora 18 TSA). Între o oră solară adevărată (TSA) și unghiul orar există următoarea relație:
ω = π x (TSA-12) x 12-1
Unde: π = 180° dacă valoarea lui ω este exprimată în grade sau π = 3,14159 dacă ω exprimat în radiani.
Deoarece viteza de rotație a Pământului în jurul Soarelui prezintă ușoare variații, trebuie definit [NUME_REDACTAT] Mediu (TSM). El corespunde unei rotații uniforme a Pământului în jurul Soarelui și diferă cu un ecart maxim de 16 ’ față de TSA. Ecuația timpului (ET) reprezintă excesul de timp [NUME_REDACTAT] față de [NUME_REDACTAT] Adevărat.
TSM =TSA + ET (≤ 16 min)
Calculul ecuației timpului pentru o zi oarecare (J) se face cu ajutorul formulei:
ET = 0,128 sân [W (J-2)] + 0,164 sân [2W (J+10)]
Unde: W = viteză unghiulară medie a Pământului în jurul Soarelui:
W = 2π x 365,25-1
W = 0,0172 radiani/zi sau W = 0,9856 grade/zi;
J = rangul zilei din an începând cu 1 ianuarie.
[NUME_REDACTAT] este prin definiție un timp local și el depinde în mod direct de longitudinea locului. Toate punctele situate pe același meridian, indiferent de distanța dintre ele au același timp local, în vreme ce toate punctele situate pe meridiane diferite au timpuri locale diferite, ce variază cu 4 minute la fiecare grad de longitudine. În mod concret acest timp este utilizat pentru măsurătorile diverșilor parametri solari.
Timpul universal (GMT) este definit ca fiind [NUME_REDACTAT] Mediu al meridianului de longitudine 0° (meridianul Greenwich). Într-un loc de longitudine dată TU este legat de TSM (local) prin relația:
TU = TSM – λ’, unde: λ’= longitudinea exprimată în ore (1 oră pentru 15 ° longitudine, 4 minute pentru 1° longitudine). Ea este pozitivă spre Est și negativă spre Vest.
Pentru un loc dat corecția de longitudine este fixă și nu variază cu dată. Ora universală (TU) este în final legată de oră solară (TSA) prin relația:
TU = TSA + ET – λ’
De foarte multe ori în practică radiometrica este necesar să se folosească drept reper de timp, timpul local (TL) al punctului de măsură.
TSA = TL = ET + [(Lref – Lloc)/15]+C,
Unde: Lref = longitudinea de referință pentru timpul legal;
Lloc = longitudinea locului;
ET = ecuația timpului;
C = corecția schimbării orei legale între vara și iarna;
Mișcările de rotație și de revoluție ale Pământului se traduc, în plan local, într-o mișcare aparentă a Soarelui pe bolta cerească. Situația aparenta Soarelui pe bolta este determinată de interacțiunea razei vizuale ce pleacă din ochiul observatorului cu sfera bolții cerești. Pentru a discuta problemele mișcării aparente ale Soarelui trebuie definiți o serie de parametrii geometrici: sferă cerească, verticala locului, [NUME_REDACTAT] și Sud, planul ecuatorial, meridianul locului, mișcarea retrogradă.
Sfera cerească reprezintă o sferă fictivă pe care se mișca Soarele având în centrul ei Pământul. Verticală locului este direcția determinată de firul cu plumb ce străpunge sferă cerească în două puncte Zenit și Nadir: primul este punctul situat deasupra capului observatorului și al doilea este punctul situat sub observator. [NUME_REDACTAT] și Sud sunt punctele pe care axa de rotație a Pământului le face atunci când străpunge sferă cerească. Planul ecuatorial se explică prin planul perpendicular pe axa de rotație a Pământului. Meridianul locului este circumferința verticală ce trece prin poli. Mișcarea retrograda reprezintă mișcarea Soarelui pe bolta cerească.
La un anumit moment și într-un loc dat, poziția Soarelui într-un reper local este definită prin înălțimea Soarelui și azimutul.
Înălțimea (ho) – elevația unghiulară a Soarelui deasupra planului orizontului. Ea este nulă când centrul discului solar apare sau dispare la orizont (răsăritul și apusul) și este maximă la amiază solară. Distanța unghiulară dintre verticala locului și poziția soarelui se numește distanta zenitala (zo). Aceste două mărimi sunt complementare: ho = 90° – zo. Azimutul (ψ) – unghiul format de planul vertical ce trece prin Soare și locul considerat și planul meridian al locului (direcția sud). Convențional azimutul este nul la sud, negativ spre est și pozitiv spre vest.
Sistemul absolut de coordonate are un caracter absolut, ei fiind independent de situația observatorului. Punctele de bază ale acestui sistem sunt: polul ceresc nord și sud și considerând că origine pe ecuatorul ceresc un punct fix oarecare, acesta fiind punctul vernal (y) s-au echinocțiul de primăvară. El corespunde trecerii de la o declinație negativă a soarelui la una pozitivă și corespunde datei de 21 martie. Ecuatorul ceresc este considerat perpendicular pe axa polilor cerești. Mai există un cerc al sferei cerești care trece prin polul nord, sud și soare ce intersectează Ecuatorul ceresc la 90°. Coordonatele soarelui în acest sistem sunt: Ascensiunea dreaptă () – este distanța unghiulară a cercului orar al soarelui față de echinocțiu, măsurată în direcția vest în grade s-au ore. Declinația (δ) este distanța unghiulară măsurată de-a lungul cercului orar al soarelui, dintre poziția soarelui și planul Ecuatorului ceresc.
Fig. 2.1 Sfera cerească
2.1.3 Calculul poziției [NUME_REDACTAT] un momendat (unghiul orar ω), înălțimea și azimutul Soarelui sunt legate de latitudine (p) și de declinație (δ) prin următoarele formule de bază:
Sin ho = sin p sin δ + coș p coș δ coș ω;
Sin ψ coș ho = coș δ sin ω;
Coș ψ coș ho = – cos p sin δ +sin p coș δ coș ω
Relațiile amintite mai sus permite calculul înălțimii soarelui și azimutul.
Într-un loc dat, orele de răsărit și de apus ale Soarelui depind de orizontul topografic. În absența mascării orizontului neglijându-se efectele refracției atmosferice și considerând ho = 0, la apariția s-au dispariția discului solar la orizont, pentru determinarea orelor de răsărit și apus se face conform algoritmului de mai jos. Pentru o zi dată (declinația δ) și un loc dat (latitudine p), formula următoare permite calcularea unghiurilor orare ω R și ω A de răsărit și apus ale soarelui:
cos ω R = ω A = (sin ho x sin p cos δ) x (cos p cos δ
Ω R este negativ și ω A este pozitiv. Ora solară adevărată a răsăritului (TSR) ai a apusului (TSAP) se deduc din:
TSR = (12 + 12 ω R) X
TSAP = (12 + 12 ω A) X
Noțiunea durată de zi este legată de mișcarea de rotație a pământului. În astronomie, ziua este definită ca fiind egală cu o rotație completă a pământului în aproximativ 24 de ore. Studiul radiației solare la nivelul suprafeței terestre, impune o definire a zilei în funcție de fenomenul iluminării, adică de perioada de timp între care soarele se găsește deasupra orizontului în intervalul de răsărit și de apus. Definiția duratei zilei depinde de convențiile ce se adopta pentru momentul răsăritului și apusului. Pentru aplicații curente denumirea de durată astronomică a zilei este considerată perioadă limitată apariția și dispariția centrului discului solar la orizont (h= 0o). Aceasta durată astronomică corespunde diferenței între orele de răsărit și apus ale soarelui. Ea se poate calcula direct cu ajutorul formulei:
DJ = 24 Arc cos (- tg p tg δ tg)
DJ este exprimat în ore
P = latitudinea locului
Δ = declinația
= 180° dacă Arc coș este exprimat în grade și 3,1416 dacă Arc coș este exprimat în radiani.
Datorită faptului că axa de rotație a pământului păstrează aceeași înclinație față de planul ecliptic și orientare fixă în spațiu, face că cercul de iluminare terestru să și modifice durata de iluminare a pământului de către soare să varieze durata zilei.
Durata zilei pe teritoriul României variază pe parcursul unui an, ea fiind minimă în decembrie la solstițiu de iarnă și maximă în iunie la solstițiul de vară. În decembrie aceasta este cuprinsă între 8 și 9 ore, iar vara între 15 și 16 ore zilnic. Este o variație specifică latitudinilor medii cu influența semnificativă asupra climatului radiativ, mai ales în condițiile de cer senin.
Pe hartta următoare putem urmări cum se schimbă suma medie anuală a radiațiilor orizontală pe suprafața țării, observăm că sudul țării este mai bogat în energie solară.
Fig. 2.2 Radiații orizontale globale
Întinderea mică pe latitudine a țării noastre face că diferența dintr durata zilei între nordul și sudul tari să fie mică, în jur de 30, nesemnificativ în influențarea cantității de radiație solară receptata la nivelul suprafeței terestre. Durata zilei nu trebuie confundată cu durata de strălucire a soarelui.
2.1.4 Utilizarea energiei solare
Energia solară care ajunge pe suprafața pământului se poate folosi, razele soarelui direct ca și lumina și căldură, s-au se poate folosi după transformarea razelor solare în energie electrică și în energie termică prin instalații adecvate. Instalațiile sunt de două felurii: instalații care transforma energia solară în energie electrică (prin celule solare s-au prin panouri fotovoltaice, prin centrale electrice termo-solare, prin turnuri solare, prin concentratoare solare parabolice) și instalații care transforma energia solară în energie termică (prin panouri solare, prin pompa de căldură).
2.1.4.1 Panouri fotovoltaice
Panoul fotovoltaic este alcătuit din mai multe celule solare s-au celule celule fotovoltaice, este un dispozitiv ce convertește lumina în curent electric folosind efectul fotoelectric.
Fig. 2.3 Panou fotovoltaic-componente
Această celulă constă din două s-au mai multe straturi de material semiconductor, cel mai întâlnit fiind siliciul. Aceste straturi au o grosime cuprinsă între 0.001 și 0.2 mm și sunt dopate cu anumite elemente chimice pentru a forma joncțiuni, p" și, n". Această structură e similară cu a unei diode. Când stratul de siliciu este expus la lumina se va produce o, agitație " a electronilor din material și va fi generat un curent electric.
Fig. 2.4 Celulă fotovoltaică
Celulele au de obicei o suprafață foarte mică și curentul generat de o singură celulă este mică dar în combinații serie, paralel ale acestor celule pot produce curenți suficienți de mari pentru a putea fi utilizați în practică. Celulele sunt încapsulate în module și mai multe module formează panoul.
Fig. 2.5 Formarea unui panou fotovoltaic
Celulele solare pot fi clasificate după mai multe criterii, dar sunt trei tipuri principale de celule solare. Celulele monocristaline fabricate din pastile de siliciu monocristalin, celulele policristaline fabricate din mai multe cristale mici, și al treilea tip fiind celulele solare amorfe.
Celulele monocristaline au randament mare în producția în serie, se pot atinge până la 20%, sunt mai scumpe, mai multă energie necesită fabricarea.
Celulele policristaline sunt mai ieftine, la producția în serie s-a atins un randament energetic de peste 16%, consum relativ mic de energie în procesul de fabricație, și până acum cu cel mai bun raport preț – performanța.
Celulele cu siliciu amorf dintre sisteme cu celule cu strat subțire este cel mai răspândit cu un randament energetic de la 5 la 7%.
Celulele cu GaAs sunt semiconducatoare pe bază de elemente din grupa III – V, au randament mare, foarte stabil la schimbările de temperatură, la încălzire au o pierdere de putere mai mică decât la celulele cristaline pe bază de siliciu, robust vizavi de radiația ultravioletă, tehnologie scumpă, se utilizează de obicei în industria spațială.
Celulele cu CdTe sunt semiconducatoare pe bază de elemente de grupă ÎI – VI care se utilizează o tehnologie foarte avantajoasă CBD (depunere de straturi subțiri pe suprafețe mari în mediu cu pH, temperatura și concentrație de reagent controlate); în laborator s-a atins un randament de 16%, dar modulele fabricate până acum au atins un randament sub 10%, nu se cunoaște fiabilitatea. Din motive de protecția mediului este improbabilă utilizarea pe scară largă.
Eficienta celulelor solare variază de la 6% pentru celulele cu siliciu amorf până la 40,7%, la celulele cu joncțiuni multiple, și la 42,8% pentru cele asamblate într-un pachet hibrid. Pentru celulele pe bază de siliciu policristaline ce se afla în comerț, eficiența este între 14% – 19%
Celulele cu cea mai mare eficiență nu sunt tot timpul și cele mai economice. De exemplu, o celulă multijonctiune pe bază de galiu s-au indiu-diselenid care are o eficiență de 30%, poate costa de 100% mai mult ca o celulă de siliciu amorf de eficiență 8%, pe când eficienta fiin de aproximativ 4 ori mai mare.
Creșterea eficienței poate fi realizată crescând intensitatea luminii. Cu ajutorul sistemelor optice se poate concentra o cantitate mai mare de lumină și astfel eficienta crește cu 15%.
În ultimul deceniu cantitatea de energie electrică obținută cu sisteme fotovoltaice a crescut exponențial.
Fig. 2.6 Evolutia creșterii cantității de energie intre anii 2000-2009
2.1.4.2 Panouri termosolare
Panourile termo solare fac parte din clasa captatorilor solari. Din punct de vedere a energiei captate și a celei rezultate. Panourile termo solare sunt de două feluri: panouri termo solare plane și panouri termo solare cu tuburi vidate
Panourile solare plane au primit numele de la suprafață netedă de absorție. Razele soarelui pătrund prin panoul de sticlă solară specială, iar căldura acestora se absoarbe în sistem. Suprafața de captare pentru a da un randament mai puternic este tratat cu un material special. Pe spatele suprafeței de captare este lipit un sistem cu țevi în care circulă un lichid, un antigel special, care transporta căldura obținută de panoul solar. Panouri solare plane sunt folosite în sisteme cu circuit deschis s-au închis sub presiune, împreună cu un vas de expansiune. Se folosește în sisteme cu circuit deschis când boilerul este montat la un nivel mai înalt decât panoul solar.
1-ramă din aluminiu
2-capacc din sticlă transparentă
3-circuit de țevi de absorbție
4-izolație termică performantă
Fig. 2.7 Componente panou sola
Mărimea standard a unui panou este de 2m2 adică 1x2m. La aceste panouri solare energia produsă anual poate să ajungă până la 438 CWh/m2. Avantajul acestor panouri solare este prețul mai scăzut față de panourile solare cu tuburi vidate. Dezavantajul lor este randamentul lor puțin mai scăzut, sunt unidirecționali, eficienta lor maximă este de 15 grade față de verticală razelor solare și este ineficient la temperaturi negative joase ale înconjurător și chiar dacă fluidul circulat este antigel. Tuburile de încălzire ale panoului solar garantează producerea apei calde și la temperaturi mai mici ale aerului, chiar și în cazul în care expunerea panoului solar la lumina soarelui este medie spre scăzută. Aceste panouri solare plane sunt fabricate din material rezistent și fiabil. Energia termică produsă de acest tip de panouri poate fi utilizată pentru producerea apei calde și chiar pentru încălzirea locuințelor și instituțiilor. Se mai folosesc pentru încălzirea apei în piscină și pentru orice alte aplicații casnice și industriale care folosesc agentul termic.
Panouri solare cu tuburi vidate, în panourile respective lichidul care transporta căldura circula într-un tub vidat. Sistemul vidat contribuie la izolare, iar forma acestor tuburi, forma rotundă permite ca razele soarelui să pătrundă în panoul solar cu tuburi vidate din mai multe direcții. Acestui fenomen se datorează și randamentul mai mare față de panourile solare plane. Fiecare tub din panoul solar e format din două tuburi, cel din exterior este fabricat dintr-o sticlă transparenta specială de duritate mare, din siliciu și bor, iar tubul din interior estet tratat cu un material absorbant de lumină și căldură. Avantajul lor este randamentul mai ridicat față de panourile solare plane și în caz de deteriorare a tuburilor se poate înlocui doar tubul deteriorat, ne fiind necesară înlocuirea întregului panou solar.
Fig. 2.8 Tub vidat
Panourile solare cu tuburi vidate funcționează între 1 – 8 bari presiune și sunt folosite în sisteme cu circuit închis sub presiune, împreună cu un văz de expansiune de obicei pentru a produce apă caldă menajera dar și pentru obținerea unui aport la încălzire. Tubul din exterior este transparent, iar tubul din interior are o suprafață specială care absoarbe lumina și căldură. Aerul dintre cele două tuburi este extras, astfel se formează un vid. Din această cauză, tuburile fiind izolate printr-un spațiu vidat, panourile solare cu tuburi vidate pot fi folosite și la temperaturii mai scăzute.
Panoul cu stratul vidat dintre tuburi împiedica pierderile de energie solară captată de tubul interior, fiecare metru pătrat de panou solar economisește 550 – 850 m2 gaz metan pe an, și sistemul solar funcționează în condiții de eficiență maximă și la temperaturi negative (-20°C).
Fig. 2.9 Panou solar cu tuburi vidate
2.2 Energia eoliană
Energia eoliana este energia obtinuta de forta vantului ce bate pe suprafata pamantului. Vantul este rezultatul activitatii energetice a soarelui si se formeaza datorita incalzirii neuniforme a suprafetei pamantului. Miscarea maselor de aer se formeaza datorita temperaturilor diferite a dou puncte de pe glob, avand directia de la punctul cald spre cel rece. [NUME_REDACTAT] in mod natural circa 1 -2% din energia solara se transforma in energie eoliana. Acest indiciu intrece de 5 – 10 ori cantitatea energiei transformata in biomasa de catre toate planetele pamantului.
Omenirea utilizeaza energia eoliana pe parcursul a catorva milenii. Vantul impunea sa lucreze morile de vant, misca corabiile cu panze. Energia cinetica a vantului a fost si este accesibila practic in toate partile pamantului. Este atractiva si din punct de vedere ecologic, nu produce emisi in atmosfera, nu formeaza deseuri radioactive.
Ca sursa energetica primara vantul nu costa nimic. De asemenea aceasta poate fi utilizata decentralizat, este o alternativa buna pentru localitatile mici aflate departe de sursele traditionale.
Privind energia eoliana a Romaniei s-au identificat cinci zone eoliene, in functie de conditiile de mediu si topo-geografice, luand in considerare nivelul potentialului energetic a resurselor de acest tip la inaltimea medie de 50m si peste. Din rezultatele masuratorilor inregistrate rezulta ca Romania se incadreaza intr-un climat continental temperat, cu un potential energetic ridicat, in special in zona litoralului si de coasta, precum si in zonele alpine cu platouri si varfuri montane. Pe baza evaluarii si interpretarii datelor inregistrate rezulta ca, in Romania potentialul energetic eolian este cel mai favorabil pe litoralul [NUME_REDACTAT], in zonele montane si podisuri din Moldova si Dobrogea.
Fig.2.10 Zonele eoliene din [NUME_REDACTAT] eoliană se convertește în forme de energie electrică, în turbine cu un anumit diametru și o anumită înălțime de la sol. Sunt făcute statistici despre potențialul energetic eolian, pe întreg globul are putere eoliană între 13 – 15 x 1012 Mwh/an, pe suprafața uscatului 1,7 x 1012 Mwh/an și pentru țara noastră 120 – 150 x 109 Mwh/an
Valorificarea energiei eoliene este rentabilă din punct de vedere economic dacă puterea vântului depășește viteza de 4m/s, vânt care este un vânt ușor, care este vizibil prin faptul că frunzele și rămurelele copacilor sunt în mișcare continuă, de mică amplitudine.
Transformarea energiei vântului în electricitate se obține cu ajutorul instalațiilor eoliene. Există două categorii fundamentale de instalații eoliene:
Cu rotor având ax vertical;
Cu rotitor cu ax orizontal.
Cele mai multe realizări de instalații eoliene au fost aproape toate de tipul cu ax orizontal. Pentru acestea din urmă, tipologia constructivă adaptată pe scara cea mai largă a fost până acum cu rotor cu trei pale. Cele trei pale sunt montate pe un rotor ca să genereze electricitate. Turbinele sunt amplasate pe vârful unor turnuri, avantajând astfel capturarea vânturilor mai puternice și mai uniforme netulburente, mai ales peste 30 metri înălțime. Un sistem de energie eoliană transforma energia kinetică a vântului în energie mecanică s-au electrică care poate fi folosită în practică. Energia mecanică cel mai des e folosită la pomparea apei în locațiile izolate s-au îndepărtate. Turbinele eoliene generează electricitate pentru case s-au și pentru industrializarea ei.
Părțile componente ale unei turbine eoliene sunt următoarele:
1. Paletele elicei 9. Anemomentru
2. Rotor 10. Paleta anemometrului
3. Elice (alinierea elicei cu direcția vântului) 11. Nacela
4. Dempfer 12. Axul motorului
5. Axul elicei 13. Sistemul de rotație al pilonului
6. Reglarea rotației 14. Motor de rotație a pilonului
7. Generatorul electric 15. Pilon fix (turn fix, stâlp cu ancore)
8. Controller de viteza a vântului
Fig. 2.11 Părțile componente ale unei turine eoliene
Vântul trece pe lângă ambele fete ale elicei aerodinamice. Această trecere este mult mai rapidă pe partea superioară a elicei, creând o zonă de presiune redusă sub elice. Diferența dintre cele două puterii ce se rezultă pe suprafețe elicei rezultă o forță numită lifting aerodinamic. Deoarece la o elice fixată pe o instalație o mișcare în spațiu nu e permisă, rezultatul va fi o mișcare de rotire a axului. În adiție la forța de ridicare, o altă forță mai apare, fiind perpendiculară și rezultând o tragere a elicei tot în direcția inițială de rotire, ajutând astfel rotirea. Forța care reiese dintr-o turbină variază în funcție de viteza vântului. Această relație de obicei se afișează cu o curbă linie, numită curbă de putere.
Calcularea puterii estimată la o viteză anumită a vântului se poate calcula cu relația următoare:
P = 0,5 x rho x AxCp x V3 x Ng x [NUME_REDACTAT]: P = putere de watt (746 watt = 1hp) (1,000 watt = 1kilowatt)
Rho = densitatea aerului (cam 1.225 kg/la nivelul mării și mai puțin cu creșterea înălțimii)
A = aria pe care rotorul o cuprinde în mișcare, exprimat în ()
Cp = coeficientul de performanță (35 la un design modern)
V = viteza vântului exprimat în metri/sec (20 mph = 9 m/s)
Ng = eficienta generatorului (50% la un alternator de mașină, 80% sau poate și mai mult la un alternator cu magneți)
Nb = eficienta rulmenților (depinde până la 95% la un design adecvat)
O turbină eoliană se poate folosi singură sau combinată cu mai multe sau combinarea și cu baterii solare. Cele necombinate sunt tipice pentru folosire de pompare al apei din sol.
Acei fermieri care locuiesc pe teritoriu caracterizat de vânt puternic pot folosi centralele singuratice și pentru generare de electricitate. Pentru folosirea în zone izolate de electricitate foarte bine se poate folosi sisteme hibride, eolian – fotovoltaic, dintr-o sumă modestă (3000 de dolari s-au 9560 lei) poate să aducă energia electrică într-o gospodărie izolată.
Capitolul 3
Partea practică
3.1 „[NUME_REDACTAT]”
Titlul lucrării este Proiectarea unei case verși pentru că este vorba despre o casă, o cabană, care este situată în județul Bihor, departe de liniile de electricitate, Casa nu este destinată pentru locuirea permanenta, ci numai ocazional mai ales la sfârșitul săptămânii. Casa are o suprafață de 41,08 m2 cu o lungime de 8,12 m și cu o lățime de 506 cm/Părțile componente ale casei sunt: bucătăria, debara, baia și o cameră. Planul casei este făcut cu [NUME_REDACTAT] 3D version 3,5 și este următorul:
Fig. 3.1 Planul casei
Lângă casa este o fântână cu apă potabilă și din punct de vedere microbiologic pur.
Lucrarea se ocupă cu diverse posibilități de a asigura apa din fântâna să ajungă în interiorul casei, să fie apă caldă menajeră și să fie curent electric pentru un consum modest. Consumul modest de curent electric înseamnă: 5 x 3,5 W bucăți spot MR 16 LED 12v alb cald, un încărcător de laptop de 18W, un încărcător de telefon mobil de 3,5W. La consumul respectiv se mai adaugă o pompă pentru obținerea apei din fântână, o pompă de apă submersibilă 12v Comet VIP Plus cu un debit de maxim 20l/m, înălțime de pompare 11m (1.1 bar) și cu un consum de 35 – 45W, o pompă de circulare pentru panoul solar Markmart 12V DC [NUME_REDACTAT] cu un debit de maxim 1650 l/oră, înălțime de pompare maxim 3,5m (0,35 bar) și cu un consum 13 – 15W plus un consum foarte mic la sistemul de comandă al panoului termosolar și regulatorul de tensiune al panoului fotovoltaic, deci un consum total de curent de 144W.
3.2. Proiectarea de încălzire solară
Proiectul începe cu calcularea necesarului de apă menajeră și conform cantității necesare se proiectează sistemul. În cazul caselor de vacanță, este nevoie de o cantitate greu estimabila de apă. Necesarul este în funcție de numărul de persoane care sunt în clădire. În mod obișnuit consumul de apă caldă pentru o persoană la o temperatură de 45°C se calculează luând în considerare că un consum mediu este 30l/zi. O instalație dintr-o cabană în perioada lunilor mai și septembrie este funcțională, gradul mediu de utilizare totală este de 35-45 de zile pe an. Nevoile unei familii alcătuite din doi adulți și un copil este de 3 x 30l ⇒ 90l/zi, la care se adăugă consumul de apă din bucătărie 3 x 10 litri ⇒ 30 litri/zi, deci un consum total de 120 litri/zi. În fiecare caz nevoile reale de apă caldă depind de atitudinea personală, de caracteristicile speciale posibile și de obiceiurile din fiecare loc, precum și de funcțiile concrete ale fiecărei aplicații.
Sunt multe opțiuni de sisteme de încălzirea apei menajere cu ajutorul unui panou solar. Cel mai simplu și cel mai fiabil este sistemul în care panoul este montat mai jos față de boiler. Panoul solar este montat pe un suport la nivelul solului, înclinat cu 40 – 45°. Când razele soarelui încălzește apa din panoul solar, aceasta începe să urcă în țeava de legătură dintre panoul solar și boiler. Apă caldă din panoul solar ajunge în boiler și apa care este în zona inferioară din boiler este presată în țeava care face legătura între boiler și panoul solar. Deci aceiași apa este în boiler și în panoul solar. În pod este un rezervor în care se adună apa de ploaie. Este cea mai ieftină soluție pentru producerea apei calde.
Fig. 3.2 Proiectarea sistemului de incalzire
Dezavantajul foarte mare a sistemului respectiv este că în panoul solar curge apa din boiler și dacă temperatura coboară sub 0°C apă îngheață și duce la deteriorarea panoului. Casa din proiect este situată într=o zonă unde în luna mai și luna septembrie apar frecvent temperaturii mai mici de 0°C. Trebuie să folosim un alt sistem de încălzire unde să folosim antigel ca și fluid de circulație între panoul solar și boiler. Este separat antigelul de apă din boiler, antigelul circula într-o serpentină. Dacă este lăsat circuitul cu antigel închis ermetic atunci din cauza presiunii (care se produce din cauza temperaturii) poate să deterioreze țevile, panoul solar s-au serpentina din boiler. Soluția este montarea unui rezervor de alimentare a circuitului cu antigel. Rezervorul este dotat cu un sistem de monitorizare a nivelului de antigel din interior, pentru că este un sistem deschis există și scăpare de apă (se evaporă din cauza temperaturii).
Fig. 3.3 Montarea unui rezervor de alimentare
Sistemul respectiv este un sistem complex, ieftin, ușor realizabil cu o fiabilitate mare, pentru că nu are componente care să se poată defecta. În loc de rezervor de alimentare se poate monta un vas de expansiune, o supapă de siguranță și atunci avem un sistem închis unde nivelul antigelului rămâne constant.
Din cauză că în zona unde este situată casă, furtul este un fenomen des întâlnit, este periculos montarea panoului la nivelul solului. În interiorul panoului solar sunt țevi de cupru, care sunt destul de atrăgătoare pentru hoții de metale. Deci panoul solar trebuie montat pentru siguranța pe acoperiș.
Fig. 3.4 Montarea panoului pe acoperiș
Sistemul este mai complicat, montarea panoului pe acoperiș este mai greu de realizat deoarece are mai multe componente.: vas de expansiune, supapa de siguranță, la care se adăugă pompa pentru recirculare a antigelului, pentru că în cazul respectiv fluidul cald (care are o densitate mai mică) trebuie să coboare și asta în mod natural nu se întâmplă. Avem nevoie de curent electric pentru alimentarea pompei. Curentul electric se poate produce cu ajutorul turbinei eoliene sau cu ajutorul panoului solar fotovoltaic. A fost optata varianta cu panoul solar fotovoltaic cu acumulator, dar nu este exclusă nici introducerea unei turbine eoliene în sistemul de generare a curentului.
Pompa de recirculare este un model Karkmart 12V DC [NUME_REDACTAT] care are următoarele caracteristici:
Tensiunea: 12V
Curent: 1100mA
Putere: 13,5 W
Înălțimea de apă (aproximativ): 3,5m
Capacitatea: 1650 litri pe oră
[NUME_REDACTAT]: fără perii
Temperatura: max. 105°C
Preț: 148 RON
Este o pompă de reciclare fiabilă și ieftină. Dacă pompa este în funcțiune permanenta atunci consumul de energie electrică este mai mare. Când temperatura apei din boiler este mai ridicată decât a antigelului din panoul solar, atunci temperatura apei din boiler scade. Soluționarea problemei este includerea unui modul de comandă pentru automatizarea și optimizarea procesului de încălzire.
Când apa din panoul solar este mai caldă decât apă din boiler, pompa începe să funcționeze.
Fig. 3.5 Schema electrică
Circuitul cuprinde doi senzori LM335 de temperatură, un comparator și un tranzistor MOSFET (tranzistor cu efect de câmp cu metal oxid). Senzorul 1 se conectează la panoul solar în timp ce senzorul 2 se conectează la boiler. Fiecare senzor are un potențiometru cu care permite ajustarea tensiunii de ieșire. În practică VR1 și VR2 sunt ajustate astfel încât ata senzorul 1 și senzorul 2 au tensiunea de ieșire aceiași atunci când sunt la aceiași temperatura. Cele două ieșiri de senzori sunt monitorizate cu ajutorul comparatorului IC1. Când senzorul 1 produce o tensiune mai mare decât senzorul doi, înseamnă că senzorul 1 este la o temperatură mai mare decât senzorul 2, din pinul 1 IC1 iese o tensiune aplicată porții care controlează curentul dinspre sursa spre drena. Poarta nu necesită un curent permanent, ci are nevoie doar de un curent inițial. Acesta, la rândul său, conduce la funcționarea pompei de reciclare de 12V. Rezistența de 1MΩ joacă rolul unui rezistor de feedback între pinul 1 de ieșire și pinul 3 de intrare non-inversor și rezistența de intrare de 1kΩ. Acest lucru oferă un histerezis nominal de 12mV, astfel că tensiunea de la senzorul 1 și senzorul 2 trebuie să difere de 12mV, pentru ca să apară schimbări la comparator. Deoarece rezultatul de schimbare de la senzorul 1 la senzorul 2 este aproximativ 10mV/°C, am putea spune că există un grad de histerezis în comparator. IC1 este un comparator dual, intrările sale sunt legat de sol și pinul 2 cu pinul 5. Pinul 7 nu se folosește. Tranzistorul Q1 MOSFET este evaluat la 60A și 60V și este potrivit pentru a conduce sarcini inductive, datorită capacității sale de suprimare, deci poate lega pompa de reciclare. Senzorii sunt ajustați inițial cu măsurări la aceeași temperatură. Acest lucru se poate face la temperatura camerei astfel încât tensiunea între pământ și borna pozitivă trebuie să aibe aceiași valoare pentru ambii senzori. Senzorii pot fi setați la 10mV/°C, cu schimbare de ieșire prevăzut la scara Kelvin, unde 273K este 0°C. Deci la 25°C, senzorul de ieșire trebuie să fie setat la (273 + 25 = 298) x 10mV la 2.98V. Senzorii vor produce rezultate incorecte în cazul în care sunt expuși la umezeală, din această cauză trebuie montați într-un strat de silicon etanș. Senzorii pot fi montați direct pe țeava de ieșire din panoul solar respectiv pe o secțiune neizolată a boilerului.
Circuitul respectiv este fiabil și funcționează fără nici o întârziere sau eroare. Consumă foarte puțin curent electric și construirea circuitului se realizează dintr-un buget foarte mic:
Tabel 3.1 Costul circuitului
Sistemul cu rezervor de apă de ploaie montat în podul casei nu este un sistem ideal, adeseori se întâmplă că mai multe săptămâni la rând nu este nici un fel de precipitații, deci casa rămâne fără apă menajeră. În 2011 în perioada de sfârșit de august – septembrie timp de mai mult de opt săptămâni nu s-a înregistrat nici milimetru de precipitații. În perioade similare când secetă persista o perioadă mai lungă, casa rămâne fără apă, rezervorul cu apă de ploaie se
termină. Casa este o construcție mai veche de 50 ani, este construită fără planșeu de beton armat, în pod nu se poate monta un rezervor mare care să poată asigura apa necesară pentru un interval de timp mai îndelungat. Există încă un dezavantaj, ploile locale sunt de multe ori acide, cu un pH chiar de 2.0 – 2,4 – similar oțetului. Apa devine acidă în special din cauza prezenței a doi acizi puternici: acid sulfuric (S) și acid azotic (HN). Valoarea maximă de pH admisă pentru apa este 6,5 – 9,5 deci apa de ploaie nu se încadrează totdeauna.
Lângă casa este o fântână care are un nivel constant de apă și din punct de vedere al calității este o apă care se încadrează în standardele de puritate a apei potabile. Calitatea apei potabile este legiferata de două legi: Legea nr. 458 din 08/07/2002 privind calitatea apei potabile și Legea nr. 311 din 28/06/2004 pentru modificarea și completarea legii nr. 458/2002 privind calitatea apei potabile.
În loc de apă de ploaie acumulată într-un rezervor montat în podul casei, se folosește apa din fântâna. Sistemul cu rezervor în podul casei se păstrează pentru a putea asigura un debit și o presiune constantă. Pentru că apa din fântâna să ajungă în rezervorul montat în podul casei este nevoie de o pompă de apă și un sistem de monitorizare a nivelului de apă din rezervor, când scade nivelul apei în rezervor pornește pompa submersibila și când apă ajunge la un nivel optim pompa se oprește.
Folosim o pompă de apă submersibilă Comet VIP Plus 12V cu un debit de maxim 20l/min, înălțime de pompare maxim 11m (1.1 bar) și un consum de 35 – 45W, pompa o să fie montată în fântână. Prețul pompei este 110 RON. În pod o să fie montat un rezervor din material plastic cu capacitate de 120 de litri și izolat termic cu vată minerală, care împreună ajunge la un cost de 70 RON. Vată minerală este un material termoizolator cu un coeficient de conductivitate termică sub 0,25 Kcal/mh grad. Izolația este făcută cu vată minerală pentru că are următoarele proprietăți generale:
• Substanța anorganică cu fibre de silicat, neinflamabil care este o proprietate importanta în cazul respectiv pentru că o să fie folosit în pod. Vată minerală este neutră din punct de vedere chimic, nu corodează substanțele cu care vine în contact.
• Substanța fibroasa deschisa; fibrele minerale au o distribuție uniformă, diametrul fibrelor 6 – 10 microni, au capacitate de izolare termică la temperatura medie de 10°C (0.031 – 0.034W/mK)
Rezervorul montat în pod servește nu numai pentru alimentarea boilerului cu apă, ce și pentru alimentarea rezervorului de WC.
Boilerul este un sistem manufactural produs din țevi și tabla de cupru. S-a ales cuprul pentru că este un metal rezistent, un astfel de boiler are o durată de viață de peste 50 de ani, netoxic pentru organismul uman, doza zilnică de cupru pentru starea optimă de sănătate la adulți este între 2 – 4 mg, igienic germenii patogeni în apă ținută în recipient de cupru mor. Milioane de bacterii mor pe un singur c de suprafața de cupru într-un interval de câteva ore, deoarece cuprul are proprietăți antibacteriene. Cuprul este 100% reciclabil, pe termen nelimitat, fără nici o schimbare a proprietăților, deci în concluzie protejăm mediul înconjurător.
Boilerul are formă cilindrică cu diametrul de 40 cm și înălțime de 100 cm. Peretele sau este confecționat din tabla de cupru cu grosime de 0,4 mm. Datorită forțelor care apar din cauza presiunii apei din interiorul boilerului cele două capete sunt făcute din tabla de cupru gros de 0.6 mm. Raza cercurilor care formează bazele sunt sub 0,2 m și înălțimea boilerului este 1 m atunci volumul acestuia este dat de relația:
V=h deci V=, 14150,21=0,12566 care este 125 litri
Aria laterală a boilerului se calculează A=2rh deci A=23, 14150,21=1,2566, prețul tablei respective este 202 RON/, un cost de 252,5 RON.
Aria suprafeței bazei superioare este egală cu aria suprafeței bazei inferioare A= atunci pentru cele două capete trebuie 2r deci 0,25 tabla de cupru care costă 67,5 RON.
În partea inferioară a boilerului este montată o serpentină din țeavă de cupru de 4m lungime, diametru de 15mm și cu grosimea peretelui de 0,5mm. Serpentina formată din 4m de țeava este o spirală cu patru spire cu diametrul de 30 de centimetri. Costul serpentinei este de 4×11 RON, deci în total de 44 RON.
Boilerul are un strat termoizolator realizat din vată minerală [NUME_REDACTAT] 50m cu folie de aluminiu, suprafața folosită este 1,5, cu cost aproximativ de 25 RON. Vată minerală are conductivitate termică D=0.042 [W/mK].
Montarea se va face cu folia de aluminiu către interior.
Boilerul are un cost total de aproximativ 400 de RON, fără manoperă.
Fig. 3.6 Proiectarea instalatiei
Pe acoperiș o să fie montat panoul termosolar. Panoul are dimensiunea de 1×1,2m. Panoul este confecționat din tabla de fier neagră decapata, cu grosimea de 0,5mm, vopsită cu două straturi de vopsea: prima dată cu un start de deruginol și apoi un strat de vopsea neagră. Pentru partea inferioară a cutiei panoului trebuie folosită 1,2 tabla de fier și pentru peretele cu înălțime de 10cm de aproximativ 0,5. Cutia făcută din tabla de fier de 1,7 costă 1,7×36,8=62,56 cu vopsea ajungând la 80 RON. Placa superioară a peretelui este făcută din placă de policarbonat în formă de multi-perete. Avantajele oferite de structură multicelulara sau multi-pereti combina caracteristicile superioare ale policarbonatului. Aceste proprietăți fac panourile să fie mai rezistente (rezistența la impact) cu o termoizolație mai crescută față de forma plină, cu o grosime de 4mm, cu protecție UV pe ambele fete, rezistenta la transmisia de lumină, cu masa redusă, stabilitate la temperaturi -40°, cu transmiterea luminii peste 85%. Policarbonatul o să fie montat pe cutia metalică a panoului solar cu silicon (10 RON). Place de policarbonat de 1,2m2 costă 1,2×19,8=23,76 RON.
În interiorul panoului, se fixează vată minerală de 50mm cu folie de aluminiu. Montarea se va face cu folia de aluminiu spre exterior și se vopsește cu vopsea neagră ca să nu reflecte lumina în exterior. Peste vată minerală se montează sistemul de țevi de cupru. Sistemul de țevi este alcătuit din două țevi transversale cu 9 găuri cu diametrul de 12mm și care la un capăt este blindată. Longitudinal mai are 9 țevi, la care ambele capete sunt presate la diametrul de 12mm. Sistemul de țevi este lipit. Pentru sistemul respectiv trebuie 12m de țeava de cupru (preț de 11 RON metru liniar) care costă 129 RON. Rezultatul final este un panou solar realizat din 250 RON.
Fig. 3.7 Sistemul de țevi
Temperatura antigelului în circuitul termosolar poate să ajungă la 70 – 80 sau chiar mai mult, atunci apare fenomenul fizic de dilatare termică (un lichid își mărește volumul) care duce la creșterea presiunii în circuitul respectiv și poate să ducă la deteriorarea sistemului. Pentru prevenirea creșterii presiunii se montează în circuitul solar un vas de expansiune de 5 litri și o supapă de siguranță care deschide circuitul spre exterior dacă presiunea crește la o mărime stabilită. Vasul de expansiune este un rezervor mic folosit pentru a proteja sistemele închis de încălzirea apei la presiunea excesivă creată de sursa de încălzire, deci împotriva șocului de presiune și expansiune termică. Vasul de expansiune permite apei să se extindă când se încălzește, fără a crește prea mult presiunea din sistem. Dacă nu montăm un vas de expansiune în sistemul termic, presiunea apei ar putea crește foarte mult atunci când vine de la panoul solar. Această presiune poate provoca uzarea componentelor din sistem, face că apa să circule mai greu și poate duce la explozii de apă sau abur supraîncălzit. Vasul de expansiune acționează ca o pernă de aer sau ca un amortizor. Rezervorul este împărțit în două părți de o membrană de cauciuc: o parte umplută cu antigelul din sistem, iar partea de sus a rezervorului este umplută cu aer aprins.
Fig. 3.8 Părțile componente ale unui vas de expansiune
Pe țeava care face legătura între ieșirea superioară a serpentinei din boiler cu panoul solar se montează o supapă de închidere care împiedică circularea inversă a antigelului. Antigelul poate să circule în sensul nedorit când apa din boiler este mai caldă decât panoul solar și atunci căldura începe să se piardă, fenomenul des întâlnit seara. O supapă de închidere permite trecerea fluidului doar într-o singură direcție. Supapele de închidere sunt de fapt dispozitive controlate cu ajutorul presiunii.
Vasul de expansiune de 4 litri este 60 RON, supapa de închidere 20 de RON și supapa de siguranță 20 de RON.
Pentru sistemul de încălzire se folosește 25m de țevi HDPE cu dimensiuni de 20×2,3mm. Țevile de HDPE au o rezistență chimică mare și oferă rigiditate într-o gamă largă de temperaturii de funcționare: -50 și 105. Prețul țevilor este de 32,5 RON și la asta se mai adăugă fitingurile în valoare de 65 RON.
Pentru circuitul solar trebuie 6 litri de antigel. Se achiziționează antigel universal Preston 4 litri cu 28 RON. Antigelul universal Preston este un antigel concentrat anticoroziv, care furnizează protecție sporită pentru toate sistemele de încălzire și răcire, protejează toate metalele și componentele sistemului împotriva ruginirii și coroziunii. Antigelul concentrat se diluează cu 2 litri de apă distilată și rezultă un antigel rezistent până la -45.
Sistemul de încălzire a apei menajere înseamnă 1237,42 RON cheltuieli și o mulțime de ore de lucru.
3.3. Proiectarea sistemului fotovoltaic
Cele două pompe care sunt în sistemul de încălzire a apei menajere necesita 12V curent continuu. Se poate opta pentru două feluri de surse de energie electrică produsă de turbina eoliană sau de panoul solar fotovoltaic. Mai accesibil și cu un randament mai mare este panoul fotovoltaic. În comerț exista multe produse care transforma energia luminii în energie electrică. Un sistem care ar fi compatibil să alimenteze sistemul termo solar menționat în capitolul anterior se poate realiza sub 400 de RON.
Componentele de bază ale panoului solar sunt celulele fotovoltaice care se pot cumpăra deja de la 6 RON/bucata. Pentru un panou solar fotovoltaic este necesar 36 de bucăți de celule care ajung la 200 RON. Motivul pentru care cel mai des sunt întâlnite panourile solare conținând 36 de celule se datorează faptului ce cele mai multe celule au tensiunea de ieșire de 0.5V astfel 36×0.5=18V. Ținând cont că o celulă fotovoltaică nu va funcționa întotdeauna cu performanțe optime, pentru că nu tot timpul vor fi zile însorite pentru încărcarea bateriei de 12V, este nevoie de o tensiune de 14,4V.
Placa de policarbonat în formă de multi-perete, cu avantajele oferite de structura multicelulara sau multi-pereti combina caracteristicile superioare a policarbonatului, aceste proprietăți fac ca aceste panouri să fie mai rezistente și mai ușoare, se poate folosi ca platforma pe care se vor poziționa celulele solare. Dimensiunea policarbonatului depinde într-adevăr de mărimea tuturor celor 36 de celule solare. Placa de policarbonat în forma plină se poate folosi pe partea superioară pentru a acoperi și proteja celulele. Principalul motiv pentru care este utilizat, comparativ cu sticla este pur și simplu pentru ca placa de policarbonat cântărește mai puțin și este mai rezistent la spargere. Se folosesc două panouri de policarbonat cu dimensiunea 60x65cm, ambele ajungând la valoarea de 16 RON.
Pentru marginile panoului se folosesc profile de policarbonat sau PVC în formă de U, se lipește cu silicon (10 RON) și așa panoul devine etanș. Celulele fotovoltaice au preț de 6,5 RON, deci în total 36×6,5=234 RON și au următoarele caracteristici:
• Putere medie: 1,8W
• Curent mediu: 3,6A
• Tensiunea medie: 0,5V
• Dimensiuni: 80mm x 150mm
• Greutate: 6 grame
Mai este nevoie de benzile de cupru, care vor fi de 2 țâpurii: înguste, pentru interconectarea celulelor și late pentru legarea rândurilor de celule.
Primul pas în procesul de construcție este legarea tuturor celulelor solare între ele. Pentru legarea lor se utilizează benzi de interconectare, conform desenului de mai jos:
. 3.9 Banda interconectoare
Banda de cupru trebuie fixată pe linia care se vede pe celulă și apoi lipită. Se aplică doar un pic de aliaj de lipire pe vârful pistolului de lipit, în acest mod ajutând la transferul de căldură între banda și celula. Fata este catodul (-) și spatele (+). Trebuie unite celulele între ele, lipită cealaltă jumătate a benzii de interconectare pe spatele altei celule, așa cum este prezentat în imaginea de mai jos.
Fig. 3.10 Fața si spatele panourilor pentru montajul benzii
Pentru panoul fotovoltaic cu 36 de celule este cel mai bine dacă celulele fotovoltaice sunt aranjate în 4 rânduri a câte 9 celule. După ce rândurile sunt făcute, trebuie poziționat sistemul astfel obținut și apoi lipit cu silicon pe placa multicarbonat multi-pereti. Cu banda de cupru magistrala se lipesc capetele împreună, apoi se lipesc cablurile care urmează a fi scoase din panou pentru legături electrice. Trebuie aplicate câteva distanțiere pe centru și pe lateralele panoului, pentru a evita presarea celulelor de pe panoul de forma plină. După etapa asta urmează lipirea cu silicon a profilelor de policarbonat sau PVC în formă de U pe marginea panoului.
Pe firul pozitiv al circuitului se adăuga o diodă de blocare care împiedică descărcarea acumulatorului când panoul solar nu furnizează tensiunea de încărcare necesară (pe timp de noapte).
Există alte modalități cu care se poate regla încărcarea bateriei de către panoul solar. Cu următorul circuit se poate regla tensiunea de încărcare a acumulatorului de 12V de 72Ah.
Fig. 3.11 Circuitul electric al instalației
Circuitul este construit dintr-un IC LM317, un tranzistor BC640 (în loc de BC548), trei condensatoare, patru rezistente și un potențiometru. Tot circuitul costă 20 RON.
Acumulatorul de 72Ah necesită o tensiune de încărcare de 14,4V. Panoul solar poate să producă până la 18V când funcționează la maxim. Tensiunea coboară și urcă în funcție de energia solară primită. Dacă nu este montată o diodă sau un regulator de tensiune de încărcare în sistem, dacă panoul solar nu furnizează tensiunea sub tensiunea de încărcare poate să descarce acumulatorul, sau dacă furnizează curent când acumulatorul este încărcat poate să provoace supraîncărcare.
[NUME_REDACTAT] primul capitol am studiat ciclul de viață al principalelor surse de energie și putem spune că am ajuns la o concluzie tristă. Resursele tradiționale sunt din ce în ce mai scumpe și mai greu exploatabile. Suntem prea mult dependenți de țiței, de gaze naturale și alte resurse energetice care nu sunt pe teritoriul nostru deci suntem dependenți de țări externe. Dacă se întâmplă schimbări în țările de care suntem dependenți, de natură politică, economică pute să rămânem fără resursele lor energetice importate sau să cumpărăm cu un preț foarte mare. Țara noastră și [NUME_REDACTAT] trebuie să ajungă la un nivel mult mai ridicat din punct de vedere al independenței resurselor energetice. Dacă abordăm situația politico – energetică a [NUME_REDACTAT] vorbim și despre situația din punct de vedere energetic din România, pentru că țara noastră este membru al [NUME_REDACTAT].
În prezent [NUME_REDACTAT] importa 76,6 % din cererea sa de petrol, 53 % din cererea sa de gaz și 35,4 % din cererea sa de cărbune, iar până în 2030, se estimează o dependență a [NUME_REDACTAT] de 90 % pentru importurile de petrol și de 80 % pentru importurile de gaz. Asigurarea securității energetice este un obiectiv prioritar al [NUME_REDACTAT], accentuat mai ales după „crizele gazului” determinate de conflictul comercial dintre Rusia și Ucraina din 2006 și 2009. Realizarea unui grad mai mare de independență energetică duce la securitate și stabilitate. Sunt mai multe dimensiuni pentru realizarea securității energetice a UE:
Diversificarea surselor și rutelor de transport al gazului natural (26 % din consumul de gaz al Uniunii provine din Rusia);
Interconectarea țărilor UE până în 2015, astfel încât nici un stat membru să nu mai rămână izolat în situații de criză. Crearea unei piețe cu adevărat paneuropene integrate în energie;
Scăderea dependenței de sursele convenționale, prin: creșterea ponderii energiilor regenerabile în producție și consum și creșterea eficienței energetice. Extinderea rolului Europei de lider în domeniul tehnologiilor energetice și de inovare;
Responsabilizarea consumatorilor și atingerea celui mai înalt nivel de siguranță și securitate. Consolidarea dimensiunii externe a pieței energetice a UE;
Pe partea ofertei prioritatea trebuie să continue să fie dezvoltarea d surse competitive și sigure de energie. În domeniul producerii energiei electrice, investițiile ar trebuii să conducă la situația în care până la începutul anului 2020 aproape 70 % din energia electrică să provină din surse cu emisii reduse de carbon, nivelul actual fiind de 45%. În acest context, at trebui
Acordată prioritate energiilor regenerabile. Strategia trebuie să ofere un cadru la nivelul UE, care, respectând diferențele naționale, nu numai că ar permite [NUME_REDACTAT] să-și depășească obiectivele, dar ar asigura și faptul că până în 2020 sursele regenerabile de energie și tehnologiile vor fi competitive din punct de vedere economic. Contribuția energiei nucleare, care în prezent generează aproximativ o treime din energia electrică din UE și două treimi din necesarul de electricitate fără emisii de carbon, trebuie să fie evaluată în mod deschis și obiectiv. Dispozițiile complete ale [NUME_REDACTAT] trebuie să fie aplicate cu rigurozitate, în special în materie de siguranță.
Trebuie finanțate cercetările pentru descoperirea de noi surse de energie, noi tehnologii. De exemplu că și noi descoperiri putem aminti alga-cultura. Prețurile tot mai mari ale țițeiului, precum și criza alimentară aflată în punctul de a exploda, au dus la un interes crescând față de alga-cultura din care rezultă ulei vegetal, bio diesel, bio etanol, biogaz, bio metanol, bio butanol și alți biocombustibili, toate acestea prin folosirea de teren neutilizabil pentru agricultură. Printre cele mai avantajoase trăsături ale acestei noi surse de energie se număra faptul că nu dăunează mediului dacă sunt depozitate la întâmplare, nu afectează rezervele de apă proaspătă și sunt biodegradabile.
Noi ca și indivizi, cetățeni ai [NUME_REDACTAT], putem să contribuim la atingerea independenței energetice. Dacă facem economie cu resursele energetice și dacă implementam noi metode de consumare a energiei existente și folosim resursele regenerabile de energie, atunci nu numai am redus cheltuielile ci și am ajutat comunitatea să nu devină vulnerabilă într-o situație de criză energetică gravă.
Prin lucrarea respectivă am vrut să demonstrez că și dintr-un buget modest se poate aplica o nouă modalitate de folosire a unui sistem bazat pe energia regenerabilă. Utilizarea sistemelor care folosesc energii regenerabile pot reduce consumul din gospodarii cu peste 30%, iar costurile la factura pentru căldura se pot reduce cu până la 50 %.
[NUME_REDACTAT] J Melling – Natural gas pricing and its future europe aș the battleground, 2010;
[NUME_REDACTAT] – Megujulo energiaforrasok. Napenergia hasznositasa, 2006;
[NUME_REDACTAT] – Radiația solară, aspecte teoretice și practice, București 2005;
David A. Bainbridge – [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] Book, 1981;
Danescu, Al., Bucurenciu S., Petrescu S.. – [NUME_REDACTAT] Solare, Ed. [NUME_REDACTAT], 1980;
[NUME_REDACTAT] C, Borneas M., Rothenstein B., Munteanu A – Bazele fizice ale conversiei energiei solare, Ed. Facla, Timișoara 1982;
E. Nicolaev, A. Bânzari – Surse netradiționale de căldură, Ed. UTM Chișinău, 2011;
Green M.A – [NUME_REDACTAT] Cells: [NUME_REDACTAT] and Practice. Centre for [NUME_REDACTAT] and Systems, University of [NUME_REDACTAT] Wales, 1995.
[NUME_REDACTAT] – „[NUME_REDACTAT] of [NUME_REDACTAT]” nFinancial Times, 2005;
Luminosu I., Marcu C.. – Sisteme termice solare, curs de specializare în tehnologii energetice durabile, Reșita 2003;
Maghiar T. – Surse noi de energie, [NUME_REDACTAT] din Oradea, 1995;
Maghiar T., Bondor K. – Surse noi de energie, [NUME_REDACTAT] din Oradea, 2001;
Mâlita M. – Prezentul și viitorul energiei solare, [NUME_REDACTAT], București, 1982;
Paulescu M., Schlett Z. – Aspecte practice în conversia fotovoltaică a energiei solare, [NUME_REDACTAT], 2002;
[NUME_REDACTAT] – Az energiatakarekos epitkezes kezikonyve, Budapesta, 2006;
Locul și rolul României în economia și energetica [NUME_REDACTAT] – Grupul de analiză și prognoza PSV, 2009;
http://epp.eurostat.ec.europa.eu/
http://www.energy.eu/
http://ro.wikipedia.org/
http://epp.eurostat.ec.europa.eu/statistics_explained/index.php
www.descopera.ro
www.napkollektor.net
www.scheuring.wordpress.com
www.economie.hotnews.ro
www.eia.gov
www.cleantechnica.com
www.energieeoliana.org
www.ecomagazin.ro
www.kyotoinhome.info
www.szelkerekcentrum.hu
www.antena3.ro
www.wall-street.ro
www.ziare.com
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: Surse de Energie Regenerabila Usor Accesibile Pentru Utilizare Individuala (ID: 2168)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.