Proiectarea unui sistem fotovoltaic - locuință izolată, neracordată la rețea

CELULE FOTOVOLTAICE. LOCUINTA IZOLATA, NERACORDATA LA RETEA

1. Introducere

Tehnologia fotovoltaica consta în tranformarea în energie electrica a luminii solare. Descoperita acum peste 150 de ani, aceasta tehnologie a devenit cunoscuta în 1960, când a fost folosita ca sursa de energie în programele de explorare ale NASA. De atunci tehnologia fotovoltaica este folosita pentru alimentarea echipamentelor industriale de telecomunicatii, protectie catodica a tevilor, ajutor de navigatie etc, dar si ca sursa de energie pentru o mare parte din populatia globului fara acces la electricitate.

Aceasta utilizare a energiei solare apare în zonele însorite. La început se credea ca pentru a functiona, o celula fotovoltaica are nevoie de soare tropical. Acest lucru este fals, celulele fotovoltaice putând fi utilizate si în conditiile luminii din nordul Europei.

În anii 90 a aparut o neliniste generala în legatura cu pericolul încalzirii globale, cât a folosirii necugetate a zacamintelor de combustibili fosili. Celulele fotovoltaice au un rol tot mai important în producerea de energie, mai ales în cazul societatilor puternic industrializate. Generarea energiei este silentioasa, nu necesita constructii speciale si structuri de rezistenta deosebite, spre deosebire de celelalte energii neconventionale, ca energia eoliana sau cea marina. Este recunoscuta la nivel international nevoia de a trece de la energia conventionala la noile energii precum si la o utilizare mai rationala a acesteia.

2. Energia solara

2.1. Energia fotovoltaica

Generarea energiei electrice prin efectul fotovoltaic este o tehnologie destul de noua. Preturile pe kW au scazut puternic în ultimii 5 ani, dar sunt totusi semnificativ mai mari decât cele ale energiei rezultate din combustibili conventionali. Uniunea Europeana detine o treime (puterea instalata fiind de aproximativ 100MWp) din energia fotovoltaica generata si folosita la nivel mondial. Industria europeana si-a consolidat pozitia în domeniul încorporarii panourilor solare în cladiri. Europa este de asemenea prima în ceea ce priveste nivelul de dezvoltare a energiei fotovoltaice în tarile în curs de dezvoltare.

Eurosat estimeaza ca a fost instalata o putere fotovoltaica de 32 de MWp (EU 12), pâna în 1995. Piata fotovoltaica este o piata mondiala. Productia de panouri solare se preconizeaza sa atinga cifra de 2.4 GWp, pâna în 2010. Pentru a obtine o productie anuala de 2.4 GWp în întreaga lume este nevoie de o crestere anuala de 25%. Aceasta estimare este compatibila cu cea facuta în studiul Asociatiei Europene a Industriei Fotovoltaice, delegata de Comisia Europeana.

În conditiile presupunerilor prezentate mai sus, a unei contributii de 3GWp în EU 15, putere fotovoltaica instalata pâna în 2010 acesta initiativa pare ambitioasa dar realista. Este prevazut ca aceasta dezvoltare va avea loc mai ales prin instalatii încorporate în

Celule fotovoltaice. Locuinta izolata, neracordata la retea.

Universitatea Politahnica Bucuresti

Facultatea de Energetica

cladiri (acoperisuri si fatade) conectate la retea, ca si din constructia unui anumit numar de centrale fotovoltaice de mari dimensiuni (0.5 – 5 MWp). Totusi, energia fotovoltaica trebuie luata în considerare nu numai din punct de vedere al puterii de GW instalata. Cum este cazul si pentru aplicatiile termice-solare, energia fotovoltaica este totdeauna asociata cu masurile de folosire rationala a energiei în cladiri, fapt ce trebuie totdeauna asociat cu utilizarea acestora. Energia fotovoltaica nu poate concura deocamdata din punct de vedere al costurilor de productie cu energia produsa din arderea combustibililor conventionali sau cu energia hidroelectrica. Costul instalarii poate ajunge la un pret de 3 €/Wp la o capacitate instalata pâna în 2005. O initiativa de amploare la nivel european, de integrare a sistemelor fotovoltaice în acoperisuri si fatade poate avea un rol important în lansarea definitiva a acestei tehnologii. Pot fi valorificate si avantajele secundare, cum ar fi iluminarea, surse de caldura, schimbarea înfatisarii fatadelor. Conceptul de sistem energetic trebuie sa tina cont de „valoarea adaugata a sistemelor fotovoltaice”. Integrarea panourilor solare în cladiri poate asigura un avantaj din punct de vedere estetic al aspectului cladirilor.

Campania de demarare a instalarii a 1.000.000 de acoperisuri si fatade fotovoltaice ar însemna o crestere a capacitatii de productie de energie electrica cu 0.5 GWp în cadrul UE si o treime în cazul tarilor din lumea a treia.

2.2. Energia termica solara

Cererea de energie termica (în marea ei majoritate pentru încalzirea încaperilor) în sectorul domestic din EU15, reprezinta 23% din totalul cererii de energie. Este estimat ca 40% din energia consumata în acest sector poate fi obtinuta din energie solara captata prin geamuri, dar furnizarea de energie pasiva nu este luata în considerare în statistici. În consecinta, potentialul de reducere a cererii de energie termica de catre cladiri datorita tehnicilor de obtinere a energiei pasive solare este destul de ridicat. Cladirile „solare” sau consumatoare reduse de energie, au un pret de constructie aproximativ la fel cu cladirile conventionale. În Austria experienta a aratat ca in constructiile ce folosesc energie solara pasiva costurile de instalare sunt cu 4% mai mari decât cladirile obisnuite, dar consuma cu 75% mai putina energie termica. Pot fi obtinute rezerve mari de energie în cladirile deja existente prin readaptarea ferestrelor si a fatadelor pentru o utilizare maxima a luminii solare si în acelasi timp pentru o izolare mai buna. Sunt disponibile noi materiale pentru acest scop. Tehnicile de încalzire pasiva s-au dezvoltat în ultimii ani si pot fi folosite pentru a face