Tehnologii neconvenționale de energie alternativă

1.Clasificarea surselor de energie, tendinte actuale si de perspective in domeniul energetic

Clasificare

Dupa posibilitatea de utilizare

- Surse primare – sunt in stare naturala si trebuiesc convertite in alta forma de energie pentru a putea fi folosite (combustibili fosili, energie solara, energia vantului, biomasa).

- Surse secundare – forma direct accesibila utilizarii in scopuri practice (energia mecanica, electrica si termica)

Dupa locul de provenienta, in raport cu Pamantul

- Surse externe de energie – energia produsa de fuziunea atomilor usori din Soare, gravitatia universala

- Surse interne de energie – vulcani, cutremure, energia radiant a Pamantului, izvoare fierbinti si ape termale

Dupa permanenta lor

- Surse conventionale sau clasice – titeiul, gaze natural, carbunii

- Surse neconventionale sau regenerabile – energia solara, energia eoliana, biomasa, energia geotermala, hidroenergia

Diminuarea surselor de petrol si cresterea masiva a populatiei, determina cautarea si folosirea surselor regenerabile de energie, reprezentate de biomasa, hidroenergie, vant, soare, surse geotermale. In timp ce hidroenergia este déjà o sursa traditionale, celelalte déjà acum incep sa prezinte cresteri evidente. Energia vantului a inceput sa devina o sursa majora de energie in ultimii ani. Biomasa, folosita pentru producerea energiei termica si generarea de putere, mai nou este folosita si pentru producerea energiei electrice. Chiar daca tendinta de utilizare a surselor neconventionale e in crestere, dependenta de petrol nu poate fi indepartata definitive.

Cel mai mare consum se produce in domeniul transporturilor, acesta putand fi diminuat prin imbunatatirea motorului cu ardere interna, prin inlocuirea unei parti din combustibilii fosili cu biocombustibili sau prin dezvoltarea automobilelor hibride.

2.Energia solara, modalitati de conversie in energie utila, potential energetic solar

Energia solara are ca avantaje : este sursa inepuizabila, este gratuita, nepoluanta si repartizata pe suprafata Pamantului in functie de latitudine geografica, altitudine, nebulozitate atmosferica, umiditate atmosferica, grad de poluare, anotimp si ora din zi. Ca dezavantaje a folosirii energiei solare avem caracterul difuz, densitate redusa si character discontinuu.

Energia solara poate suferi conversii fototermice, foroelectrice, fotochimice si fotomecanice.

Conversia fototermica – conversia directa a energiei solare cu obtinere de energie inmagazinata in apa,abur, roci, iar energie termica obtinuta poate fi folosita direct sau convertita mai departe.

Conversia fotoelectrica – se realizarea cu ajutorul materialelor semiconductoare din care se realizeaza cellule fotovoltaice.

Conversia fotochimica – conversia in energie chimica prin intermediul reactiilor chimice (ex: fotosinteza)

Conversia fotomecanica - - posibila propulsare teoretica a navelor cosmic ca urmare a interactiunii dintre fotoni si suprafetelor reflectante

E= hν unde h – cst lui Planck, ν – frecventa radiatiei

Intensitatea medie anuala a radiatiei solare incident ape o suprafata unitara orientate catre Soare si situate la limita superioara a atmosferei terestre numita constanta solara (I0) este 1353 W/m2.

Radiatia solara are doua componente : radiatie directa si radiate difuza, suma lor reprezentand radiatia solara globala. Pentru dimensionarea corecta a instalatiilor de conversie, se tine cont de acest parametru.

3.Conversia termica a energiei solare

-o radiatie solara incidenta de 1000 W/m2 poate incalzi un corp negru aflat in aer liber la 91C sau 160C utilizand si efectul de sera

-pentru a mari fractiunea de radiatie solara absorbita din totalul radiatiei incidente, corpul trebuie innegrit sau se pot folosi concentratoare de radiatie : cu oglinzi de suprafata curba, cu campuri de oglinzi plane si receptorul amplasat in turn sau cu lentile: plan convex, Fresnel. Acestea pot fi realizate din oglinzi, plastic metalizat, aluminiu, aliaje.

-cea mai obisnuita aplicatie e folosirea energiei solare pentru incalzirea apei menajere cu ajutorul unui system compus din collector plan vopsit in negru si pompa pentru circulatia apei

-alta aplicatie a conversiei energiei solare o reprezinta climatizarea locuintei prin sisteme passive sau sisteme active sau pentru cuptoarele solare.

4.Conversia fotovoltaica a energiei solare

-efectul voltaic consta in aparatia unei tensiuni electromotoare sub actiunea luminii absorbite intr-un semiconductor.

-cele mai importante efecte fotovoltaice au loc la jonctiunea p-n si la contactul metal – semiconductor, in aceste locuri tensiunea generate avand valori de sute de milivolti

-sub actiunea luminii se genereaza tensiune electromotoare si intr-un conductor omogen

-tensiunea generate are valori mici ( 0,5 mV – 2mV)

Prima celula fotovoltaica a fost confectionata din siliciu monocristalin, cu homojonctiune n-p.

Siliciul este folosit deoarece maximul sensibilitatii sale spectral se afla in regiunea corespunzatoare densitatii.