lovesouthernsocial.com

Energie fotovoltaică sau termică? Înțelege totul despre diferențele dintre ele și găsește tipul cel mai potrivit pentru cazul tău

Imaginea Vivint Solar în Unsplash

Petrolul și cărbunele sunt surse de energie utilizate pe scară largă, dar extrem de poluante. Astfel, căutând să unească eficiența energetică și impactul redus asupra planetei, se caută tot mai mult utilizarea energiilor regenerabile. În acest mediu, energia solară s-a remarcat și este din ce în ce mai explorată, atât pentru generarea în sectorul de afaceri, cât și în sistemele rezidențiale.

Ce este energia solară?

Energia solară este energie electromagnetică a cărei sursă este soarele. Din acest motiv, este considerată o sursă de energie durabilă și curată, care nu produce deșeuri dincolo de componentele kit-ului și aduce, de asemenea, beneficii de mediu în ceea ce privește reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră.

Poate fi transformat în energie termică sau electrică și aplicat la diverse utilizări. Cele două modalități principale de utilizare a energiei solare sunt generarea de electricitate și încălzirea solară a apei.

Pentru producerea energiei electrice sunt utilizate două sisteme: heliotermal, în care radiația este mai întâi transformată în energie termică și mai târziu în energie electrică (folosită în principal în centralele electrice și, prin urmare, nu va fi discutată); și fotovoltaic, în care radiația solară este transformată direct în energie electrică. Energia termică solară, la rândul ei, se obține prin captarea radiațiilor electromagnetice, urmată de transformarea acesteia în căldură, adică în energie termică. Prin aceasta, asigură încălzirea apei în sisteme rezidențiale, de clădiri și comerciale.

Mai jos gasiti un rezumat al caracteristicilor si diferentelor dintre cele doua tipuri principale de energie solara pentru locuinte: energia fotovoltaica si energia termica.

Fotovoltaice

Conceptul de energie fotovoltaică este generarea de energie electrică într-un mod neconvențional, adică prin radiație solară, fără a fi nevoie să treacă prin faza de energie termică.

La fel ca și în cel heliotermic, în sistemul de energie solară fotovoltaică există mai multe modele de colectoare (sau panouri solare) care prezintă o eficiență energetică mai mare sau mai mică. Cele mai frecvente sunt monocristaline, policristaline și film subțire.

Componentele principale ale unui sistem energetic fotovoltaic sunt panourile, structura de susținere, regulatoarele de încărcare, invertoarele și bateriile.

Nu uitați să vă asigurați că componentele utilizate sunt certificate de Institutul Național de Metrologie, Calitate și Tehnologie (Inmetro), care a implementat Ordonanța nr. 357 în anul 2014, având ca obiectiv stabilirea regulilor pentru echipamentele de generare.

Timpul de amortizare este variabil și depinde de cantitatea de energie pe care o necesită proprietatea. În ciuda acestui fapt, avantajul sistemului de acasă este legat de cât de mult poate economisi utilizatorul: odată atins timpul de rambursare, factura de energie nu va mai fi nevoie să fie plătită.

Cum functioneaza?

Panourile solare sau panourile sunt micro sisteme de generare de energie compuse din celule fotovoltaice. Un set de panouri formează un modul solar. Celulele fotovoltaice sunt fabricate din materiale semiconductoare precum siliciul. Când o celulă de placă este expusă la lumină și captează energia acesteia, o parte din electronii din materialul iluminat absorb fotonii (particulele de energie prezente în lumina soarelui).

Electronii liberi sunt transportați în flux de semiconductor până când sunt atrași de un câmp electric, care se formează în zona de joncțiune a materialelor printr-o diferență de potențial electric existentă între aceste materiale semiconductoare. Electronii liberi sunt apoi scoși din celula solară și puși la dispoziție pentru a fi utilizați ca energie electrică.

Spre deosebire de sistemul heliotermal, sistemul fotovoltaic nu necesită radiații solare mari pentru funcționarea sa. Cu toate acestea, cantitatea de energie generată depinde de densitatea norilor, astfel încât un număr redus de nori poate duce la o producție mai mare de energie electrică în comparație cu zilele cu cer complet deschis, din cauza fenomenului de reflectare a luminii solare.

Eficiența conversiei este măsurată prin proporția de radiație solară incidentă pe suprafața celulei care este convertită în energie electrică. În prezent, cele mai eficiente celule oferă o eficiență de aproximativ 25%.

În prezent, guvernul dezvoltă proiecte de generare de energie fotovoltaică pentru a satisface cererile de energie ale comunităților rurale și izolate, potrivit Ministerului Mediului. Aceste proiecte se concentrează pe domenii precum:

• Pompare apă pentru alimentarea menajeră;
• Irigații și piscicultură;
• Lumini de strada;
• Sisteme de utilizare colectivă (electrificarea școlilor, a posturilor sanitare și a centrelor comunitare);
• Ingrijirea casei.

Există, de asemenea, două tipuri diferite de sisteme fotovoltaice: cele conectate la rețea (pe grilă sau cravată grilă) sau cele izolate de rețea (in afara zonei sau independent). Una dintre principalele diferențe dintre ele este compoziția kitului, primul nu are dispozitive de stocare a energiei, adică nu necesită utilizarea bateriei și controlerului de încărcare. O altă diferență importantă între ele este că primul trebuie să fie conectat la rețeaua convențională de distribuție a energiei, în timp ce al doilea poate fi instalat în regiuni mai îndepărtate.

Pentru sistemele conectate la rețea, Legea 10.438/02 prevede beneficii economice sub formă de credite energetice celor care produc, în propria locuință, mai multă energie decât solicită, adică economii imediate în banii care ar fi aferente plății. din factura de energie electrică pentru lunile în care locuința generează mai puțină energie decât are nevoie.

Din păcate, există încă puține stimulente și linii de finanțare pentru acest tip de energie în Brazilia, care sunt încă greu de accesat și au o aplicabilitate redusă. Este de așteptat ca, odată cu creșterea consumului de sisteme de energie fotovoltaică, să apară stimulente mai aplicabile și mai accesibile pentru locuințele comune.

Exploatarea termică

O altă modalitate de a profita de radiația solară este încălzirea termică. Incalzirea termica se poate face printr-un proces de absorbtie a razelor solare de catre colectoare, care sunt instalate in mod normal pe acoperisurile cladirilor, condominiilor si locuintelor.

Întrucât incidența radiației solare pe suprafața pământului este redusă, este necesar să se instaleze câțiva metri pătrați de colectoare. Fiecare model de colector (care poate fi în plan deschis, închis sau tubular în vid) are o eficiență energetică caracteristică și poate încălzi apa la anumite temperaturi. Prin urmare, există întotdeauna un model mai potrivit, în funcție de destinația de utilizare a apei încălzite (care poate fi pentru băi, piscine, încălzirea spațiului, printre altele).

Potrivit Agenției Naționale pentru Energie Electrică (Aneel), pentru a face față furnizării de apă încălzită într-o casă de trei până la patru locuitori, sunt necesari 4 m² de colectoare. Deși cererea pentru această tehnologie este predominant rezidențială, există și interes din partea sectorului comercial, precum clădiri publice, spitale, restaurante, hoteluri și alte companii.

Timpul de amortizare a investiției în energia solară termică tinde să varieze, de obicei într-un interval cuprins între 18 și 36 de luni. Durata de viață utilă a unui încălzitor solar este estimată la aproximativ 240 de luni, ceea ce face ca sistemul să fie foarte avantajos și economic.

Cum functioneaza?

Principiul de funcționare al utilizării termice este simplu: suprafața panoului are aripioare din cupru sau aluminiu, vopsite în mod obișnuit într-o culoare închisă pentru o mai mare absorbție a radiației solare. Astfel, aceste aripioare captează radiația solară și o transformă în căldură. Căldura este absorbită de fluidul prezent în interiorul panourilor (de obicei apă), care este apoi transportat prin pompare prin conducte izolate, până ajunge în rezervorul de apă caldă (rezervor termic sau cazan).

Rezervorul de apa calda este realizat din material izolant, care impiedica racirea apei si permite alimentarea acesteia la o temperatura placuta chiar si in perioadele fara soare.

Care sunt avantajele și dezavantajele energiei solare?

Energia solară este considerată o sursă de energie regenerabilă și inepuizabilă. Spre deosebire de combustibilii fosili, procesul de generare a energiei electrice din energia solară nu emite dioxid de sulf (SO2), oxizi de azot (NOx) și dioxid de carbon (CO2) - toate gaze poluante cu efecte nocive asupra sănătății umane și care contribuie la încălzirea globală.

Energia solară este, de asemenea, avantajoasă în comparație cu alte surse regenerabile, precum hidraulica, deoarece necesită suprafețe mai puțin extinse. În plus, energia solară are o instalare rapidă, rapidă și un sistem complet silentios.

Încurajarea energiei solare în Brazilia este justificată de potențialul țării, care are suprafețe mari cu radiații solare incidente și este aproape de ecuator. Conform Consiliul pentru clădiri verzi (GBC Brasil), un alt avantaj al instalării energiei solare este evaluarea imobiliară (proprietățile durabile se apreciază cu până la 30%).

În cazul energiei fotovoltaice, cel mai des menționat dezavantaj este implementarea acesteia, care este încă relativ costisitoare. Pe lângă cost, există și eficiența scăzută a procesului, care variază de la 15% la 25%. Totuși, un alt punct extrem de important de luat în considerare în lanțul de producție al sistemului fotovoltaic este impactul social și de mediu cauzat de materia primă cel mai frecvent utilizată la fabricarea celulelor fotovoltaice, siliciul.

Exploatarea siliciului, ca orice altă activitate minieră, are impact asupra solului și apelor subterane din zona de extracție. În plus, este esențial ca lucrătorilor să li se asigure condiții bune de muncă, pentru a evita accidentele de muncă și dezvoltarea bolilor. Agenția Internațională pentru Cercetarea Cancerului (IARC) subliniază că siliciul cristalin este cancerigen și poate provoca cancer pulmonar atunci când este inhalat cronic.

Raportul Ministerului Științei și Tehnologiei evidențiază alte două puncte importante legate de sistemul fotovoltaic: eliminarea panourilor trebuie eliminată în mod corespunzător, întrucât prezintă potențială toxicitate; iar reciclarea panourilor fotovoltaice nu a atins până acum un nivel satisfăcător.

Un alt punct important este că, în ciuda faptului că Brazilia este un mare producător de siliciu metalic, tehnologia de purificare a siliciului la nivel solar este încă în faza de dezvoltare. Prin urmare, chiar fiind regenerabilă și neemițătoare de gaze, energia solară se confruntă în continuare cu obstacole tehnologice și economice. În ciuda faptului că este promițătoare, energia solară va deveni viabilă din punct de vedere economic, cu o reducere a prețului doar prin cooperare între sectorul public și privat și cu investiții în cercetare pentru îmbunătățirea tehnologiilor care să cuprindă întregul proces de producție.