Instalații Termice cu Energie Solară

1. Introducere

Producţia de energie este preocuparea de bază a societaţii industriale în secolul 21. În marea lor majoritate, problemele noastre ecologice sunt pricinuite de utilizarea combustibililor fosili. Numai o schimbare radicală a perspectivei poate preveni "infarctul ecologic" al planetei noastre în deceniile ce urmează.

Dacă dorim să împiedicăm încălzirea atmosferei, provocată de milioane de tone de dioxid de carbon pe care le producem, să oprim distrugerea ultimelor peisaje şi să păstrăm nealterate rezervele de apă potabilă, trebuie să abordăm cu totul alte strategii de obţinere a energiei. Utilizarea acesteia trebuie să fie economică, ecologică şi raţională, pornind de la o bază adaptabilă şi descentralizată prin apelul la sursele inepuizabile de energie ale naturii.

În momentul de faţă, la nivel mondial, principala sursă energetică (aproximativ 70%) se obţine din arderea combustibililor: cărbune, petrol, gaze naturale (însă acestea sunt epuizabile iar arderea lor produce mari cantităţi de CO2) o altă parte constituind-o energia obţinută în centralele nucleare şi hidrocentrale. Doar treime însă din energia produsă este utilizată pentru încălzire şi producerea de apă caldă menajeră.

În ritmul actual de creştere al consumului de combustibili clasici este nevoie să găsim surse energetice cât mai ieftine. Totodata începe să se vada efectul negativ al utilizării

combustibililor clasici (emisiile de noxe, efectul de sera). Este important să ne preocupam de găsirea şi promovarea de noi tehnologii şi aplicaţii privind utilizarea resurselor energetice neconventionale, dar în acelaşi timp, să ne asigurăm şi confortul termic necesar fiecăruia.

Confortul termic se referă la suma de condiţii ale mediului înconjurător, în cadrul cărora percepţia mentală şi fizică este de confort, fără eforturi din partea organismului pentru compensarea termică. Datorită faptului că majoritatea oamenilor îşi petrece mai mult de 70% în clădiri (incinte închise), realizarea şi menţinerea confortului termic reprezintă sarcinile de bază pentru inginerii specialişti în microclimat interior. Clădirile de locuit trebuie să asigure posibilitatea efectuării în condiţii optime a muncii fizice, cele intelectuale, a recreării, odihnei, cu o eficienţă energetică ridicată. Noţiunea de confort termic implică atât microclimatul dintr-o încăpere, cât şi factori de natură psihologică şi mentală. Realizarea unui confort termic adecvat este foarte importantă, deoarece afectează întregul moral uman. Chiar dacă organismul uman se adaptează la mediul înconjurător prin strategii adaptive de genul îmbrăcare, dezbrăcare, schimbare de poziţie, mutarea în alte zone din incintă de alt nivel termic, etc., acestea nu sunt de durată. Evaluarea confortului este subiectivă şi include satisfacţia, acceptarea, caracterul plăcut sau reacţii negative.

În proiectul nostru, colega mea şi cu mine urmează să prezentăm instalaţiile termice solare necesare producerii apei calde menajere, pentru o pensiune de 20 de camere din zona litorală. Dat fiind amplasamentul pensiunii, nu am acordat o mare importanţă producerii de căldură, întrucât am considerat ca pensiunea va fi folosită pe perioada de vară. Menţionăm totuşi că ne-am gândit să amplasăm si o centrală pe gaz, pentru a evita eventualele inconvenienţe.

În urmatoarele pagini, vom prezenta generalităţile necesare pentru înţelegerea termenilor utilizaţi, studiul soluţiilor existente şi alegerea soluţiei optime, calcule economice şi de dimensionare, precum şi modul de funcţionare şi întreţinere a instalaţiilor.

2. Surse de energie

Din punct de vedere ştiinţific, energia este o mărime care indică capacitatea unui sistem fizic de a efectua lucru mecanic când trece printr-o transformare din starea sa într-o altă stare aleasă ca stare de referinţă.

Este necesară folosirea unor surse de energie care au un impact minim asupra mediului secolului al XXI-lea, pentru că arderea combustibililor fosili nu numai că sărăceşte resursele, dar creează şi emisii de bioxid de carbon care înainte erau reţinute în scoarţa terestră.

Resursele inepuizabile sunt surse de energie care nu scad vizibil odată cu folosirea lor. Astfel de surse de energie includ radiaţiile solare, forţa vântului, a valurilor şi a fluxurilor, forţa de cădere a apei şi căldura Pământului.

Soarele controlează clima ţinând în mişcare continuă mase enorme de aer. Atracţia gravitaţională a Lunii mişcă mari cantităţi de apă pe pământ, iar căldura reziduală de la formarea Pământului este emanată pe măsură ce acesta se răceşte. Generarea electricităţii din aceste surse reduce semnificativ poluarea, comparativ cu sursele de combustibili fosili.

Sursele de energie se împart în:

- surse naturale (surse de energie primară)

- surse artificiale (surse de energie secundară)

Dupa durata de exploatare şi posibilităţile de refacere, sursele naturale pot fi:

- epuizabile (combustibili fosili,nucleari)