Senzori matriceali pentru poziționarea optimă a sistemelor de captare a energiei solare

1. INTRODUCERE

1.1.Energia solara

Energia Solara alaturi de Energia Gravitationala sunt principalele surse de energie pentru Terra. Orice alte surse de energie pe care noi le folosim in momentul de fata, provin din rezervele Pamantului si acestea ar trebui de fapt considerate si folosite ca "energii alternative".Afirmatia ca Energia Solara este singura sursa de energie "alternativa" poate parea socanta la prima vedere, dar dupa o scurta analiza, putem constata ca energia eoliana, hidroenergia, combustibilii vegetali, inclusiv energia valurilor sau a mareelor, nu sunt decat rezultatul actiunilor complexe ale energiei solare asupra Pamantului si a formelor de viata pe care acesta le gazduieste.

Promovarea producerii energiei electrice din surse regenerabile de energie reprezintă un imperativ al perioadei actuale motivat de: protecţia mediului, creşterea independenţei energetice faţă de importuri prin diversificarea surselor de aprovizionare cu energie, precum şi motive de ordin economic şi de coeziune socială.

Avantajele panourilor solare

Primul avantaj este costul de exploatare foarte mic. Apoi, pentru functionarea instalatiei nu conteaza care este temperatura exterioara, conteaza numai durata si nivelul de insorire. In tara noastra radiatia solara inregistreaza o medie anuala de 1.450 kW/mp (fata de Grecia spre exemplu, unde media anuala este de 1.780 kW/mp). Nivelul radiatiei solare difera insa de la o localitate la alta, in functie de latitudine, relief sau influente marine.

Sistemul nostru se bazeaza pe stocarea caldurii. Caldura se obtine din cea mai ieftina si la indemana sursa (soarele) si este stocata zile in sir intr-un rezervor cu apa, cat mai mare. Acesta este foarte bine izolat termic si se ingroapa in pamant, langa casa, apoi se acopera cu iarba. Este un sistem comod care functioneaza cu ajutorul unui termostat pe baza comenzilor date unui controler. Iar apa menajera se incalzeste de la soare tot anul. Instalatia mai are un avantaj deloc de neglijat: este un sistem ecologic care va ofera confortul dorit protejand ambientul.

Ce sunt si cum functioneaza sistemele solare ?

Sistemele solare sunt de mai multe tipuri: dupa modul de constructie, functionare si destinatie. Sistemele cu panouri fotovoltaice se folosesc pentru producerea curentului electric, insa in acest articol ne referim doar la sistemele termo-solare, care recupereaza caldura din radiatia infrarosie a soarelui si o stocheaza pana la utilizare. Lasand la o parte aplicatiile industriale mari, cele mai folosite sisteme sunt cele care produc apa calda necesara consumului zilnic.

Principalele tipuri de colectoare solare folosite in aplicatiile obisnuite sunt cele plane sau cele cu tuburi vidate. Colectoarele cu tuburi vidate sunt ceva mai scumpe, dar mai performante, datorita gradului ridicat de izolare termica si a eficientei mult crescute. Acestea se utilizeaza in special la aplicatiile unde este necesara o temperatura mai ridicata sau la instalatiile complexe, care genereaza atat apa calda menajera cat si caldura pentru incalzirea locuintelor.

In general, colectoarele plane sunt formate dintr-o retea de tevi din material termoconductor (cupru, in general) cu aripioare din tabla pentru cresterea suprafetei de captare. Tot acest ansamblu este asezat intr-o cutie bine izolata termic, cu peretele dinspre soare transparent (din sticla cu transparenta

ridicata). Suprafata tevii si a aripioarelor metalice este acoperita cu un strat selectiv care faciliteaza absorbtia radiatiilor solare si limiteaza in acelasi timp reflexia acestora.

Colectoarele plane sunt mai ieftine decat cele cu tuburi. Pe litoral, ele sunt ideale, fiind folosite numai in lunile de vara. In celelalte perioade ale anului sau in restul tarii (mai ales la munte), eficienta acestui tip de colectoare este mai redusa decat a colectoarelor cu tuburi vidate, la suprafete de captare similare.

Sistemele cu tuburi vidate sunt actualmente larg utilizate in Germania, Canada, Marea Britanie si China datorita performantelor lor tehnice. Fiecare tub este format din doua tuburi concentrice din sticla borosilicat (foarte rezistenta si cu un grad de transparenta ridicat), sudate intre ele. Spatiul dintre cele doua tuburi se videaza, iar suprafata interioara a tubului intern se acopera cu un strat selectiv cu excelente proprietati de absorbtie a radiatiei solare (>92%) si cu o reflexivitate foarte redusa (<8%). Caldura este transferata agentului termic fie in mod direct fie cu ajutorul unui tub termic. Vacuum-ul dintre cele doua tuburi formeaza un fel de "termos" astfel incat, desi temperatura in interior ajunge la 150° C, la exterior tubul este rece. Aceasta proprietate face instalatia utilizabila si in climate foarte reci. Acumulatorul termic al sistemului pastreaza caldura care este preluata atunci cand este nevoie pentru necesitatile locuintei. Acest principiu de functionare este asistat de un controler digital.