Energia solară poate veni ca o soluție vitală pentru protejarea mediului și reducerea dependenței de resursele fosile. Gândește-te la asta: fiecare rază de soare care ne atinge astăzi poate fi transformată într-o resursă inepuizabilă de energie, capabilă să ne alimenteze casele, să ne ofere independență energetică sau reducerea cheltuieilor. Spre sfârșitul articolului vom analiza și cateva proiecte, unul dintre ele care promite să ajute la depășirea țintei pentru 2030 de 720 GW generați din energie solară, prin exploatare a doar 1% din terenurile agricole utilizate ale Europei.
Cum poate energia solară să schimbe cu adevărat modul în care trăim și să ne ajute să atingem obiectivele de sustenabilitate? În acest articol, vom explora beneficiile energiei solare, impactul acesteia asupra mediului și cum poate fi integrată eficient în viața noastră de zi cu zi, deschizând calea către un viitor mai sustenabil și mai responsabil.
Ce este energia solară?
Energia solară este forma de energie regenerabilă generată de radiația solară, care poate fi captată și convertită în diverse forme, precum electricitate și căldură. Aceasta este una dintre cele mai curate și inepuizabile surse de energie disponibile pe Pământ. Prin intermediul tehnologiilor specializate, cum ar fi panourile fotovoltaice și colectoarele solare termice, energia solară poate fi transformată în energie electrică pentru a alimenta locuințe, clădiri și infrastructuri sau în energie termică pentru încălzirea apei și a spațiilor.
Good to know!
La nivel global, soarele ne furnizează de 10.000 de ori mai multa energie decât cea consumată de populație- energie liberă oricui dorește să o capteze. Sa profităm de asta!
Energia solară în România
În țara noastră producția energiei solare este departe de potențialul real, chiar dacă în ultimii ani s-au făcut progrese semnificative. Dacă analizăm ponderea energiei solare raportat la total, conform site-ului Economisi, vom vedea un procent de numai 9%, hidroenergia, energia eoliană si combustibilii fosili fiind în top 3.
Tipuri de energie solară
Energia solară fotovoltaică: este o sursă de energie regenerabilă care valorifică radiația solară pentru a produce electricitate. În esență, acest proces implică conversia luminii solare în electricitate, definind astfel funcționarea panourilor fotovoltaice. Transformarea razelor solare în energie electrică este posibilă datorită efectului fotovoltaic, un fenomen descoperit de fizicianul francez Edmond Becquerel în 1839. De-a lungul anilor, inovațiile în materiale, design și tehnologie au sporit semnificativ eficiența și rentabilitatea panourilor fotovoltaice, făcându-le o sursă viabilă și tot mai răspândită de energie curată și regenerabilă.
Energia solară fotovoltaică se bazează pe principiul conform căruia lumina solară este formată din pachete mici de energie numite fotoni. Când acești fotoni interacționează cu anumite materiale, ei pot descompune electronii din orbitele lor atomice, generând astfel un flux de curent electric. Acest principiu fundamental stă la baza funcționării panourilor fotovoltaice.
Energia solară termoelectrică: o centrală solară termică funcționează ca o centrală termică, dar în loc de cărbune sau gaz natural, folosește energia solară. Razele soarelui sunt concentrate prin oglinzile din receptor, atingând temperaturi de până la 1.000 ºC. Această căldură este folosită pentru a încălzi fluide și a genera abur, care antrenează turbinele și generează electricitate. În timp ce primele centrale puteau funcționa doar în orele de radiație solară, astăzi căldura poate fi stocată pentru a o produce noaptea.
Energia solară fototermală: este o formă de energie solară care transformă radiația solară în energie termică (căldură) datorită colectoarelor solare care primesc căldură de la soare și o transferă într-un fluid de lucru. Această energie termică poate fi utilizată pentru diverse aplicații, precum încălzirea apei, încălzirea spațiilor sau pentru procese industriale.
Proiecte inovative
Panourile solare agricole
Conform Comisiei Europene, agrovoltaicele, o practică ce combină agricultura cu producția de energie solară fotovoltaică, are potențialul de a depăși obiectivele UE pentru 2030 în ceea ce privește energia solară. Instalarea sistemelor agrovoltaice pe doar 1% din suprafața agricolă utilizată în UE ar putea genera aproximativ 944 GW de curent continuu, depășind semnificativ ținta de 720 GW stabilită pentru 2030. Altfel spus, cu panouri instalate pe 1% din suprafața agricolă am produce jumătate din capacitatea posibilă cu sistemele fotovoltaice tradiționale montate la sol (aproximativ 1.809 GWDC pe aceeași suprafață), dar am eficientiza spațiul necesar.
Utilizarea dublă a terenurilor permițând continuarea activităților agricole normale, cum ar fi creșterea culturilor, legumelor sau fructelor, în timp ce panourile solare ar asigura umbrire pentru a reduce stresul termic asupra plantelor și protecție împotriva condițiilor meteo extreme. De asemenea, agrovoltaicele poate rezolva preocupările legate de tensiunile dintre panourile solare și activitățile agricole, sprijinind astfel politicile legate de tranziția energetică, agricultură, mediu și biodiversitate în contextul obiectivelor Pactului Ecologic European.
În tot acest proces pot apărea și provocări, cum ar fi maximizarea producției de electricitate fără a afecta randamentul culturilor, păstrarea biodiversității și restaurarea naturii, proceduri complexe de autorizare și conectare la rețea, precum și creșterea prețurilor terenurilor, care ar putea amenința bunăstarea fermierilor.
Pentru a depăși aceste obstacole, Strategia UE pentru Energia Solară încurajează statele membre să integreze stimulente pentru agrovoltaice în planurile lor strategice naționale de politică agricolă comună și în cadrul licitațiilor pentru energie regenerabilă. De asemenea, se recomandă sprijinirea financiară, simplificarea procedurilor de autorizare și conectare la rețea, precum și promovarea cercetării și dezvoltării în domeniu. Implicarea comunităților rurale în procesul de planificare și decizie este esențială pentru extinderea cu succes a sistemelor agrovoltaice, care au potențialul de a genera energie curată, de a crește productivitatea agricolă și de a contribui la dezvoltarea rurală sustenabilă.
Sateliți colectori de energie solară
Energia solară bazată în spațiu (Space-Based Solar Power, SBSP) este o idee care implică utilizarea sateliților pentru a colecta energia solară direct din spațiu și a o transmite pe Pământ sub formă de energie electrică. Acest concept, propus pentru prima dată la sfârșitul anilor 1960, ar putea deveni un element esențial al tranziției globale de la combustibilii fosili la surse de energie verde, dacă pot fi depășite provocările tehnologice și financiare asociate.
Energia solară tradițională, obținută pe Pământ, are limitări semnificative. Panourile solare fotovoltaice și sistemele solare termice depind de lumina solară, ceea ce înseamnă că nu pot genera energie pe timp de noapte și sunt mai puțin eficiente în zilele înnorate sau în timpul iernii. În plus, aceste tehnologii necesită mari suprafețe de teren, ceea ce poate fi o problemă în regiunile dens populate sau în zonele cu utilizări multiple ale terenului.
În schimb, un satelit plasat în orbită geostaționară (GEO), la aproximativ 36.000 km deasupra Pământului, este expus la soare aproape 24 de ore pe zi, pe tot parcursul anului. Acest lucru permite generarea de energie solară constantă, fără întreruperi, eliminând astfel problemele legate de ciclurile zi-noapte și de condițiile meteorologice. Se estimează că energia solară disponibilă în GEO este de 100 de ori mai mare decât necesarul global de energie estimat pentru anul 2050. Pentru a injecta 2 gigawați (GW) de putere în rețea, aproximativ 10 GW de putere vor trebui colectați de către satelit. Energia colectată de satelit ar trebui transmisă pe Pământ prin transmisie de putere wireless, folosind microunde. Aceste microunde ar fi direcționate către o stație de colectare de pe sol, unde ar fi convertite din nou în energie electrică. Utilizarea microundelor minimizează pierderile de energie cauzate de trecerea prin atmosferă, chiar și în condiții de nori sau ploaie. Stația de colectare ar trebui să aibă un diametru de aproximativ 5 km, ceea ce, deși este o dimensiune semnificativă, ar ocupa mai puțin spațiu decât ar fi necesar pentru a genera aceeași cantitate de energie folosind panouri solare sau turbine eoliene la sol.
De la propunerea inițială a lui Peter Glaser din 1968, au fost dezvoltate numeroase concepte de SBSP. Un exemplu recent este conceptul CASSIOPeiA, care implică utilizarea a două reflectoare mari, cu un diametru de aproximativ 2 km fiecare, care concentrează lumina solară pe o rețea de panouri solare. Aceste panouri alimentează un emițător de microunde care transmite energia către Pământ. Satelitul ar avea o masă de aproximativ 2.000 de tone, ceea ce ridică provocări semnificative în ceea ce privește lansarea și asamblarea în spațiu.
Un alt concept, SPS-ALPHA, se bazează pe o structură modulară formată dintr-un număr mare de reflectoare mici, numite heliostați, care pot fi produse în masă pentru a reduce costurile. Fiecare heliostat poate fi ajustat independent pentru a direcționa lumina către colectoarele solare de pe satelit.
În 2023, cercetătorii de la Caltech au lansat experimentul MAPLE, un satelit de mici dimensiuni care a demonstrat capacitatea de a transmite o cantitate mică de energie înapoi pe Pământ. Acest experiment a confirmat viabilitatea tehnologiei de transmisie a energiei din spațiu către sol.
Deși SBSP este tehnologic fezabil, există numeroase provocări și riscuri. Principalul obstacol este masa enormă a sateliților necesari și costul ridicat al lansării acestora în spațiu. De exemplu, chiar și utilizând vehiculul Starship al SpaceX, care poate transporta 150 de tone de marfă în orbită joasă, un satelit SBSP ar necesita sute de lansări. Unele componente, cum ar fi structurile lungi necesare pentru suportul satelitului, ar putea fi imprimate 3D direct în spațiu pentru a reduce nevoia de transport.
Controlul unei structuri atât de mari în spațiu va necesita cantități semnificative de combustibil, care implică utilizarea unor substanțe chimice foarte toxice. În plus, panourile solare fotovoltaice de pe satelit vor suferi degradări în timp, ceea ce va reduce eficiența acestora. Cu toate acestea, reparațiile și realimentarea ar putea prelungi durata de viață a satelitului.
Programează o discuție