Energia fotovoltaica

Energia fotovoltaica este energia electrica obtinuta din energia soarelui prin intermediul elementelor fotovoltaice. Energia se obtine datorita efectului fotogalvanic, care se bazeaza pe specificul siliciului de a elimina o cantitate mica de energie la contactul cu lumina solara. Exista si alte tipuri de materiale cu asemenea calitati, insa siliciul este prioritar deoarece este usor accesibil si constituie 28% din scoarta terestra.

Aprecierea rezervelor
Cantitatea energiei solare accesibile se schimba in decursul zilei din cauza miscarii relative a Soarelui si depinde de gradul nourarii cerului. La miezul zilei pe un timp frumos, iluminarea energetica, formata de soare, poate ajunge la 1000 Wt/mp sau poate fi mai mica de 100 Wt/mp in conditii cu nivel inalt de acoperire a cerului cu nori. Cantitatea energiei solare se schimba odata cu unghiul de inclinare a instalatiei si orientarii suprafetei ei, scazand pe masura indepartarii de directia sudului.

Elemente, module, paneluri, sisteme

Un element fotovoltaic are capacitatea de circa un Watt. Unind aceste elemente putem forma module, stranse in paneluri fotovoltaice, care pot avea diferite suprafete in jur de circa 1 m.p., care, la randul lor pot fi adunate in sisteme mai mari cu capacitati de la cativa kW pana la cateva mii. Modulul, dupa forma, poate fi: standard - are o suprafata plana si forma stabila; flexibil - poate primi mai multe forme, fiind plasat pe diferite suprafete; incovoiat - este rotungit sub un anumit unghi; alte forme.

Sistemele fotoelectrice, ca regula, se impart in:
   1. Sisteme autonome, constituite doar din module fotovoltaice. Pot contine reglatoare si acumulatoare.
  2. Sisteme hibride, care reprezinta o combinatie de elemente fotoelectrice si alte surse pentru producerea energiei electrice: generatoare eoliene, diesel, altele. Aceste siteme utilizeaza acumulatoare si reglatoare de capacitati si marimi mai mici.
  3. Sisteme conectate la retele electrice - reprezinta, practic, statii electrice mici, care livreaza energie electrica direct reteaua comuna.

Capacitatea
Elementele fotovoltaice produse la uzine puse in vanzare au o capacitate nominala anumita, exprimata in Watt-i capacitatii de varf. Acest este indiciul capacitatii maxime in conditii standard de testare, cand iluminarea solara este aproape de marimea maxima de 1000Wt/m2, iar temperatura suprafetei fotoelementului este 25 C.

In practica, insa, in practica elementelor fotovoltaice lucreaza destul de rar in asemenea conditii. Pentru a produce un Watt de capacitate de varf este necesar un element cu marimi de 10 x 10?m. Modulele mai mari cu suprafata de circa 1m x 40?m, produc in jur de 40-50Wt capacitate de varf. Dar iluminarea solara rar ajunge la valoarea de 1 kWt/m2. Mai mult decat atat, la expunerea solara modulul se incalzeste la temperatura mult mai mare decat cea nominala. Acesti doi factori micsoreaza productivita-tea modulului. In conditii tipice productivitatea medie constituie circa 6Wt pe zi si 2000Wt in an pentru 1 Wt capacitate de varf.

Pentru comparatie: 5Wt/h este cantitatea de energie consumata de un bec cu capacitatea 50Wt timp de 6 minute (50Wt x 0,1 ora = 5Wt/h) sau de un aparat radio timp de o ora (5Wt x 1ora = 5Wt/h).

Capacitatea relativa (P) a sistemelor fotelectrice se calculeaza dupa formula:

                P (kWh/zi) = Pp (kW)  I (kW/m2 pe zi)  PR
unde:
    Pp - capacitatea nominala in kW, randamentul echivalent, multiplu la suprafata in m2;
    I - exponentul iluminarii solare pe suptrafata, in kW/m2;
    PR - coeficientul eficacitatii sistemei.

Randamentul
Randamentul fotoelementelor se calculeaza din relatia procentuala intre energia, perceputa de element, si cea ajunsa la consumator. intre randamentele teoretic, de laborator si practic exista deosebiri destul de considerabile. Este important de a cunoaste diferenta intre ele, iar pentru utilizatorii elementelor fotovoltaice este important doar randamentul practic.

Randamentul practic a fotoelementelor produse in masa este:
 - 16-17% pentru siliciu mono-cristalin;
 - 14-15% pentru siliciu poli-cristalin;
 - 8-9% pentru siliciu amorf.

Calitatea elementelor fotovoltaice produse este diferita, dar majoritatea producatorilor garanteaza perioada de exploatare intre 20-25ani si 10ani pentru capacitatea initiala.  

Criteriul de baza pentru compararea diferitor tipuri de elemente este pretul unui Watt capacitate de varf si nu randamentul nominal. Pretul unui kW este intre 2 si 6 dolari. 

Prioritati
 - siguranta inalta - initial elementele fotovoltaice au fost elaborate ca tehnologii cosmice, rezistente pentru conditii extreme si de durata lunga de viata; astazi aceste elementele sunt folosite la obtinerea energiei electrice zi de zi pe pamant, pastrand calitatile de siguranta initiale;

 - cheltuieli curente mici - elementele folosesc lumina solara, combustibil gratis. Datorita lipsei componentelor mobile, nu necesita ingrijire deosebita. Sunt rentabile mai ales in locuri izolate, spre exemplu, statii de comunicatie, cabane, alte;

 - ecologic curate - nu consuma combustibil fosil, deci nu polueaza, iar in lipsa componentelor mobile nu se formeaza zgomote (nu produc poluare sonora), deci poate fi utilizat nemijlocit la consumator. 

 - comoditate si cheltuieli mici la instalare - sistemele fotovoltaice pot fi de diferite marimi, fiind acomodate la preferintele consumatorului, marind sau micsorand ulterior capacitatea. Pot fi mobile si, deci, pot fi utilizate in diverse locuri. 

 - cheltuieli mici la transportarea energiei produse - fiind instalate in apropierea nemijlocita a consumatorului nu necesite retele sau lungimi mari fire de transport a energiei electrice. Este o prioritate esentiala, deoarece se cunoaste ca costul transportarii constituie circa 50% din costul final a energiei electrice. 

sursa : http://www.enereco.go.ro/