Conversia și Captarea Energiei Solare

Moduri de conversie a energiei solare

Formele de energie şi formele de conversie a acestora

În funcţie de etapele de conversie şi utilizare, energia are formele urmãtoare:

- Energie primarã -aceastã energie este recuperatã din naturã

o Finitã (combustibili clasici)

o Regenerabilã

- Energie secundarã definitã ca formã de energie obţinutã prin conversia energiei primare şi care poate fi folositã într-o gama largã de aplicaţii (energie electricã, mangalul, cãrbunele sortat de calitate superioarã, lemnul de foc tãiat şi spart etc.)

- Energie finalã reprezintã energia obţinutã prin conversia energiei secundare într-un motor ,cazan , calculator, bec

- Energia utilã se obţine prin conversia energiei finale şi este energia efectiv înglobatã într-un produs sau exclusiv utilizatã pentru un serviciu.

Formele primare pot fi grupate astfel:

- Surse convenţionale (clasice): sursele care s-au impus prin folosire îndelungatã (combustibili fosili, deşeurile combustibile)

- Surse neconvenţionale : surse care nu au o folosire îndelungatã (energie nuclearã, energie primarã regenerabilã cu cele trei forme: energie solarã, energie geotermalã, energia datã de mişcarea planetelor).

Sursele regenerabile (reînnoibile) sunt sursele care se regenereazã pe mãsurã ce sunt consumate. Sursele regenerabile de energie sunt radiaţia solarã, energia geotermalã şi energia datã de mişcarea planetelor din Sistemul Solar.

Cel mai mare aport de energie primarã este adus de radiaţia solarã ce ajunge în straturile superioare ale atmosferei terestre. Aproximativ 30% din radiaţia primitã de pamânt este reflectatã în spaţiul cosmic de cãtre nori şi suprafaţa terestrã iar restul de 70% este absorbitã, ea regãsindu-se în cãldura aerului, a apei, în cãldura latentã de evaporare a apei din mãri şi oceane şi de pe suprafaţa de uscat umedă; se regãseşte în biomasã datoritã proceselor de fotosintezã din plante.

Cãldura absorbitã de aer şi apã este remisã în cele din urmã sub formã de radiaţii infraroşii (IR) spaţiului înconjurãtur.

Cãldura latentã de evaporare a apei este deasemenea eliberatã prin condensare.

Energia geotermalã produce un flux de energie comparativ mic dinspre litosferã spre atmosferã şi oceane prin conducţia cãldurii. Din aceastã energie numai 1% se regãseşte în vulcani sau în câmpuri geotermale active.

Mişcarea planetelor din sistemul solar se regãseşte disipatã în mareele din oceane. Fluxurile de energie generate de radiaţia solarã şi celelalte douã surse în mediului înconjurãtor al omului sunt fluxurile naturale de energie secundarã care sunt mult mai mici decât fluxurile rezultate prin transferul direct de enegie de la lumina solarã. Aceste fluxuri de energie naturalã sunt:

- Energia potenţialã şi cineticã a cursurilor de apã

- Vânturile, valurile şi energia cineticã a curenţilor oceanici

- Energia solarã absorbitã prin fotosintezã din biomasã

Cele mai importante fluxuri naturale de energie din mediul înconjurãtor direct al omului, ce pot fi exploatate sunt:

- Radiaţia solarã absorbitã la nivelul scoarţei terestre

- Vânturile care transportã aer fierbinte şi umed spre poli şi aer rece şi uscat cãtre ecuator

Conversia energiei solare în alte forme de energie

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

conversia fototermicã

care prezintã o mare importanţã în aplicaţiile 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 obţine cãldura înmagazinatã în apa, abur, aer cald, alte medii (lichide, gazoase sau solide). Cãldura astfel obţinutã 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 fotomecanicã

care prezintã importanţã deocamdatã în energetica spaţialã, unde conversia bazatã pe presiunea luminii dã naştere la motorul tip "velã solarã", necesar zborurilor navelor cosmice. Conversia fotomecanicã se referã la echiparea navelor cosmice destinate cãlãtoriilor lungi, interplanetare, cu aşazisele "pânze solare", la care, datoritã interacţiei între fotoni şi mari suprafeţe reflectante, desfãşurate dupã ce nava a ajuns în "vidul cosmic", se produce propulsarea prin impulsul cedat de fotoni la interacţie.