Energia solară

Energia solara, energie luminoasa produsa de soare ca rezultat ale reactiilor de fusiune nucleara, este transmisa spre Pamant prin spatiu de radiatia electromagnetica in unde de energie formate din fotoni, care interactioneaza cu suprafata si atmosfera Pamantului.

Puterea radiatiilor solare la marginea exterioara a atmosferei terestre cand Pamantul se afla la distanta medie fata de soare este numita constanta solara, a carui valoare medie este de 1.37x106 ergi pe secunda pe cm2, sau aproape 2 calorii pe minut pe cm2 . Intensitatea nu este constanta, oricum, se pare ca variaza cu 0,2% in 30 de ani. Intensitatea energiei disponibile actuale la suprafata Pamantului este mai mica decat constanta solara datorita absorbtiei si imprastierii de energie luminoasa sub forma de fotoni care interactioneaza cu atmosfera.

Puterea energiei solare disponibile in orice punct al pamantului depinde, intr-un mod complicat dar predictibil, de ziua anului, de momentul zilei si de altitudinea punctului de colectare. Mai mult, cantitatea de energie solara care poate fi colectata depinde si de orientarea obiectului colector.

TRANSFORMAREA NATURALA A ENERGIEI SOLARE

Colectia de energie solara se desfasoara in atmosfera Pamantului, in oceane si in viata plantelor. Interactiunea dintre energia solara, oceane si atmosfera, de exemplu, produce vanturile, care au fost folosite de secole la invartitul morilor. Aplicatiile moderne ale energiei eoliene folosesc turbine puternice, usoare rezistente la vreme si aerodinamice, care, cand sunt atasate la generatoare produc electricitate pentru uz local, specializat sau ca parte a retelei commune sau regionale de distributie a electricitatii.

Aproximativ 30% din energia solara care atinge marginea exterioara a atmosferei este consumata in ciclul hidrologic, care produce precipitatiile si energia potentiala a apei in raurile montane. Energia produsa de aceste ape curgatoare in timp ce trec prin turbinele moderne este numita energie hidroelectrica.

In timpul procesului de fotosinteza, energia solara contribuie la prelungirea vietii plantelor, care pot fi folosite drept combustibili, incluzand lemnul si combustibilii fosili care deriveaza di viata geologica a plantelor moarte. Combustibilii ca alcoolul si metana pot fi, de altfel, extrase din biomase.

Oceanele reprezinta, de altfel, o forma de colectie naturala de energie solara. Ca rezultat al absorbtiei de energie solara in ocean si in curentii oceanici, au loc fluctuatiile de temperatura. In unele locuri aceste fluctuatii verticale se apropie de 20? C (36? F) pe o distanta de cateva sute de metri. Cand cantitati mari de materie exista la diferite temperaturi, principiile termodinamice prezic ca un ciclu generator de energie poate fi creat pentru a indeparta energia din cantitatile de temperaturi mari si sa transfere o cantitate mai mica de energie la o cantitate de temperatura mai mica. Diferenta dintre aceste doua energii calorice se manifesta ca o energie mecanica (de exemplu, productia dintr-o turbina), care poate fi legata la un generator pentru a produce energie electrica. Asemenea sisteme, numite sisteme de conversie de energie termala oceanica (CETO), necesita schimbatoare de caldura enorme si alte aparate in ocean, pentru produs electricitate la nivel de Megawatt-i.

COLECTARE DIRECTA DE ENERGIE SOLARA

Colectarea directa de energie solara implica echipamente artificiale, numite colectoare solare, care sunt facute sa colecteze energia, uneori prin focalizarea anterioara a razelor de soare. Energia, odata colectata, este folosita intr-un proces termal, fotoelectric. In procesele termale energia solara este folosita sa incalzeasca un gaz sau lichid, care este apoi stocat si distribuit. In procesul fotovoltaic energia solara este transformata direct in energie electrica, fara echipamente mecanice intermediare. Colectorii solari sunt de doua feluri fundamentale: colectorii plati si colectorii concentratori.

COLECTORII PLATI

In procesele termale, colectorii plati intersecteaza radiatia pe planuri absorbante in care pasajele pentru asa numitul fluid transportator sunt integrate sau sunt atasate. Fluidul transportator (lichid sau aer), trecand prin aceste canale curgatoare isi creste temperatura prin transferul de temperatura cu planul absorbant. Energia transferata fluidului transportator, cand este desfacuta de incidenta energiei solare pe colector si exprimata intr-un procentaj