Energia solară

Soarele este doar una dintre miliardele de stele, dar este sursa de energie a tuturor fiintelor vii de pe intregul Pamant. Energia solara care ajunge pe Pamant in 40 de minute ar fi de ajuns pentru a acoperi nevoia de enrgie pe un an a intregii omeniri

Energia solara este energia radianta produsa pe suprafata Soarelui ca rezultat al reactiilor nucleare de fuziune. Ea este transportata spre Pamant in particule numite fotoni cu o viteza de 3×108 m/s, care interactioneaza cu atmosfera si suprafata Terrei. Intensitatea radiatiei solare in stratul atmosferei cel mai indepartat de Pamant atunci cand planeta se afla la distanta medie fata de Soare, se numeste constanta solara si are valoarea de 2 calorii/min/cm2.

Intensitatea nu este constanta ci variaza cu aproximativ 0, 2 % la fiecare 30 de ani. Ea variaza in functie de zi, de ora si de punctul de colectare (captare) a energiei. Mai mult, cantitatea de energie care poate fi captata depinde de directia in care este orientat dispozitivul care indeplineste aceasta functie.

Absorbtia naturala a energiei solare are loc în atmosfera, în oceane si în plante. Interactiunea dintre energia solara, oceane si atmosfera, de exemplu, produce vânt, care de secole a fost folosit pentru morile de vânt

Aproximativ 30% din energia solara care ajunge la marginea atmosferei este consumata în circuitul hidrologic, care produce ploi si energia potentiala a apei din izvoarele de munte si râuri. Prin procesul de fotosinteza, energia solara contribuie la cresterea biomasei, care poate fi folosita drept combustibil incluzând lemnul si combustibilele fosile ce s-au format din plantele de mult disparute.

De asemenea, oceanele reprezinta o forma naturala de absorbtie a energiei. Ca rezultat al absorbtiei energiei solare în oceane si curenti oceanici, temperatura variaza cu câteva grade. În anumite locuri, aceste variatii verticale se apropie de 20°C pe o distanta de câteva sute de metri

Primele utilizari ale energiei solare, prin captare, sunt legate de antichitate. Este suficient sa amintim ca efectul de sera a fost descoperit si folosit de vechii egipteni, ca Heron din Alexandria a construit un dispozitiv pentru pompare a apei care folosea ca sursa primara energia solara, si ca celebra incendiere a flotei romane de catre Arhimede din Syracuza a fost subiect de discutii si comentarii de-a lungul timpului, întrucât se spune ca a utilizat oglinzi pentru a reflecta razele Soarelui spre aceste corabii cu pânze. Grecii au utilizat energia solara inca din 400 i.e.n pentru aprinderea focului, folosind globuri de sticla pline cu apa. Oamenii au folosit razele solare pentru diferite întrebuintari de secole dar conceptul proriu-zis de energie termo-solara a aparut în anul 1767 când omul de stiinta elvetian Horace de Saussure a inventat primul colector solar, sau "cutia fierbinte". Renumitul astrolog Sir John Hershel a folosit în anul 1830 aceste "cutii fierbinti" pentru a gati în timpul expeditie sale în sudul Africii. Energia termo-solara a devenit foarte importanta în unele parti ale Africii pentru gatit si pentru distilarea apei. Încalzirea solara a început sa ia amploare când Clarence Kemp a patentat primul sistem comercial de încalzire a apei în anul 1891. Ideea a prins repede în regiunile unde trebuia importat combustibil pentru încalzirea apei.

Pentru utilizarea energiei solare este nevoie de conversia acesteia în alte forme de energie, conversii care sunt:

Conversia fototermica (energie termo-solara)

- care prezintã o mare importantã în aplicatiile industriale (încãlzirea clãdirilor, prepararea apei calde de consum, uscarea materialelor, distilarea apei etc.). în cazul conversiei fototermice, adicã a termoconversiei directe a energiei solare, se obtine cãldura înmagazinatã în apa, abur, aer cald, alte medii (lichide, gazoase sau solide). Cãldura astfel obtinutã poate fi folositã direct sau convertitã în energie electricã, prin centrale termoelectrice sau prin efect termoionic; poate fi folositã prin transformãri termochimice sau poate fi stocatã în diverse medii solide sau lichide.

Conversia fotoelectrica

- cu mari aplicatii atât în energetica solarã terestrã, cât si în energetica spatialã. Conversia fotoelectricã directã se poate realiza folosind proprietãtile materialelor semiconductoare din care se confectioneazã pilele fotovoltaice. Problema a fost complet rezolvatã la nivelul satelitilor si a navelor cosmice, dar preturile, pentru utilizãrile curente, sunt încã prohibitive.