Energia solară este principala sursă de energie regenerabilă de pe planetă și au fost studiate numeroase modalități de a beneficia de ea.
Având în vedere importanța sa enormă, se pune întrebarea: care sunt caracteristicile energiei solare?
Este inepuizabilă, este disponibilă pentru toată lumea și, mai presus de toate, este 100% curată; nu emite CO2 sau particule.
După ce am subliniat particularitățile și importanța sursei, acum este posibil să explicăm cum se utilizează energia solară și în ce domeniu; această sursă de energie este utilizată pentru producerea de energie electrică (prin intermediul panourilor fotovoltaice) și termică (cu panouri solare) prin intermediul radiației solare.
În ultimii ani, dezvoltarea tehnologică a sistemelor solare termice și fotovoltaice a atins niveluri importante; împreună cu faptul că sensibilizarea față de mediu a devenit din ce în ce mai importantă, putem vedea în orașe și localități în general tot mai multe acoperișuri cu panouri fotovoltaice sau solare termice.
Cum funcționează energia solară
Pentru a înțelege mai bine potențialul acestei resurse de energie verde, este util să știm cum se valorifică energia solară, ce potențial are și care sunt avantajele și dezavantajele sale.
În primul rând, este interesant de știut că soarele este o sursă inepuizabilă de energie; cantitatea de energie radiantă care ajunge pe Pământ de la soare pe unitate de timp și suprafață este de 1,4 kW/m².
Dacă este posibil să se obțină energie electrică și termică din energia solară, care sunt principalele metode de a face acest lucru?
- Sistemul solar fotovoltaic: principala componentă a sistemului solar sunt panourile fotovoltaice, care constau dintr-o serie de celule fotovoltaice, capabile să transforme radiația solară în energie electrică datorită prezenței unui material semiconductor, și anume siliciul. Materialele semiconductoare, odată lovite de lumina solară, au capacitatea de a genera un flux de curent electric datorită mișcării electronilor.
- Solar termic: radiația solară poate fi, de asemenea, utilizată pentru încălzirea apei menajere sau a încăperilor, atât în locuințe, cât și în întreprinderi. Dispozitivul principal al sistemului solar termic este colectorul termic: scopul său este de a încălzi un lichid, numit fluid de transfer termic, care apoi se deplasează prin sistem aducând căldură în zonele dorite.
- Solar termodinamic: un sistem solar termodinamic este o tehnologie care completează sistemul solar termic cu o pompă de căldură. Ceea ce îl deosebește de alte sisteme care exploatează energia regenerabilă este faptul că acest sistem funcționează pe tot parcursul anului și pe tot parcursul zilei datorită prezenței pompei de căldură, care intervine atunci când energia solară nu este disponibilă: tehnologia inovatoare pe care o utilizează permite sistemului să funcționeze necondiționat, fără nicio limitare atunci când vremea nu este cea mai bună.
Avantaje și dezavantaje ale energiei solare
După cum s-a menționat deja,energia solară are numeroase avantaje, atât în ceea ce privește protecția mediului, cât și din punct de vedere economic.
Într-adevăr, soarele este o sursă de energie verde, deoarece nu implică nicio ardere de gaze și nicio emisie de CO2.
În plus, nu are probleme de geolocație: întregul Pământ este iradiat de soare, chiar dacă unele zone sunt de fapt mai expuse.
Din punct de vedere economic, avantajele sunt considerabile: deși, de exemplu, instalarea unui sistem fotovoltaic reprezintă o cheltuială destul de importantă, investiția este amortizată în câțiva ani: pentru a da un exemplu concret, instalarea completă a unui sistem de 3 kW necesită o cheltuială de aproximativ 30 000 de RON, care poate fi recuperată în medie în 8 ani, datorită economiilor la factura de electricitate și deducerilor fiscale care stimulează utilizarea energiei solare.
Dacă se alege opțiunea unui sistem fotovoltaic cu stocare, este posibil să se realizeze economii de până la 90 % la factura de energie.
Cu toate acestea, energia solară are și dezavantaje: unul dintre acestea este că, deoarece radiația solară nu este continuă din cauza alternanței dintre zi și noapte și a fenomenelor climatice, continuitatea producției nu este adesea garantată.
Pentru a depăși această problemă, este posibil să se opteze pentru un sistem fotovoltaic cu stocare, astfel încât energia electrică să fie disponibilă chiar și atunci când sistemul nu o produce.
Un sistem solar termic, pe de altă parte, include deja instalarea unui rezervor de stocare.
Energia solară în România
În România, la fel ca în întreaga Europă, utilizarea energiei regenerabile a cunoscut o creștere semnificativă în ultimii ani, contribuind la reducerea dependenței de combustibilii fosili.
În 2022, energiile regenerabile au acoperit aproximativ 43% din consumul total de energie electrică, iar energia solară a devenit un pilon important în tranziția energetică a țării noastre.
Capacitatea totală instalată în sistemele fotovoltaice a depășit pragul de 2 GW, marcând o creștere susținută față de anii anteriori.
România beneficiază de un potențial solar ridicat, în special în regiunile sudice și sud-estice, ceea ce face ca investițiile în energia fotovoltaică să fie extrem de eficiente.
Conform estimărilor, energia solară reprezintă aproximativ 8% din producția totală de energie regenerabilă, fiind a treia sursă ca importanță, după energia hidro și cea eoliană.
În anul 2024, s-au adăugat peste 400 MW noi în capacități fotovoltaice, datorită stimulentelor guvernamentale, precum Casa Verde Fotovoltaice și schemele de sprijin pentru prosumatori.
De asemenea, numărul gospodăriilor și firmelor care au instalat panouri fotovoltaice pentru autoconsum a crescut exponențial, marcând o schimbare semnificativă în mentalitatea consumatorilor români.
Dacă ritmul de creștere se menține, România are șansa de a-și consolida poziția în rândul liderilor regionali din sectorul energiei solare și de a contribui substanțial la atingerea obiectivelor europene privind neutralitatea climatică.
Energia solară în Europa
Conform datelor oficiale ale Eurostat, în 2020, energia produsă în Europa din surse ecologice a acoperit 37% din nevoile de energie electrică ale țărilor UE, energia solară și eoliană depășind pentru prima dată producția de energie electrică din gaz în 2021.
În ansamblu, mixul european de energie electrică verde în 2020 a crescut cu 3% față de anul precedent, energia solară fotovoltaică atingând o cotă de 14% din totalul energiei electrice produse din surse regenerabile.
Printre țările cele mai avansate în tranziția energetică se numără Austria și Suedia, unde energiile curate acoperă mai mult de trei sferturi din cererea de energie electrică, în timp ce această cotă ajunge la aproximativ 50% în Danemarca, Letonia, Portugalia și Croația.
La coada listei se află Malta, Ungaria și Cipru, unde energiile regenerabile acoperă doar 10% din cererea de electricitate.
Cum valorificăm energia solară
Cea mai bună opțiune pentru valorificarea energiei solare este un sistem fotovoltaic, un sistem care transformă radiația solară în energie electrică.
Acest proces poate fi utilizat atât la domiciliu, prin sisteme fotovoltaice rezidențiale, cât și în sectoarele industrial și comercial, dar și pentru producerea de energie electrică la scară largă.
Pentru a stoca energia electrică produsă în timpul zilei și în timpul verii pentru a o distribui mai bine în alte perioade, este posibil să se instaleze o unitate de stocare de dimensiuni corespunzătoare.
Electricitatea verde poate fi utilizată și pentru alimentarea sistemelor termice, cum ar fi încălzirea cu panouri radiante sau o pompă de căldură pentru răcirea și încălzirea durabilă a clădirilor.
O altă modalitate de valorificare a energiei solare este un sistem solar termic, un sistem echipat cu panouri solare care poate utiliza direct energia solară pentru încălzire și producerea de apă caldă menajeră.
Energia termică solară este, de asemenea, o soluție complet ecologică, cu zero emisii, iar energia termică solară este, de asemenea, compatibilă cu sistemele de mari dimensiuni, potrivite pentru nevoile energetice ale industriilor, unităților de cazare, spitalelor și blocurilor de apartamente.
Unitatea de măsură a energiei solare
Proiectarea și instalarea sistemelor care utilizează sursa solară, cum ar fi energia fotovoltaică și energia termică solară, necesită o cunoaștere adecvată a energiei care poate fi obținută efectiv de la Soare.
În condiții ideale, pentru un panou solar plat, dispus perpendicular pe razele soarelui și fără interferența atmosferei terestre, puterea radiantă pe metru pătrat pe Pământ este de 1 366,9 W/m².
Aceasta înseamnă că fiecare metru pătrat de modul solar este atins de 1 366,9 wați solari.
Puterea radiantă, denumită și iradianță, este o unitate de măsură care variază în funcție de distanța Pământului față de Soare, de atmosfera terestră, de condițiile meteorologice și de poziția diferită a Soarelui în timpul zilei.
Acești factori fac ca iradianța la sol să fie diferită în fiecare zonă.
În România, iradianța solară medie anuală variază între 1 000 kWh/m² și 1 400 kWh/m², cele mai bune condiții fiind în Dobrogea și în partea de sud a țării, conform datelor Agenției pentru Eficiență Energetică.
Aceste valori fac din România o țară cu un potențial semnificativ pentru utilizarea energiei solare.
Există instrumente speciale pentru măsurarea radiației solare, cum ar fi piranometrul și piroeliometrul.
Energia termică generată de radiația solară se măsoară în wați sau jouli.
Energia electrică produsă de un sistem fotovoltaic se măsoară în kWh (kilowați pe oră), indicând cantitatea de electricitate produsă la fiecare 60 de minute.
În România, instalarea sistemelor fotovoltaice a cunoscut o creștere accentuată datorită programului Casa Verde, care sprijină trecerea către surse regenerabile de energie.
Cum se obține energia solară
Energia provenită de la soare este obținută prin intermediul panourilor fotovoltaice sau solare termice, prin care radiația solară poate fi transformată în energie electrică sau termică.
În sistemele fotovoltaice, celulele de siliciu sunt atinse de radiația solară, cu un transfer de energie de la fotonii de lumină la electronii din materialul conductor al panourilor fotovoltaice.
Acest proces generează un curent electric continuu, care este transformat de invertorul fotovoltaic în curent alternativ, astfel încât să poată fi utilizat pentru autoconsum sau alimentarea rețelei electrice.
În cazul sistemelor fotovoltaice cu stocare, energia electrică care nu este consumată este stocată în baterii specifice, astfel încât să poată fi utilizată și ulterior, optimizând eficiența sistemului și crescând ponderea autoconsumului.
Un sistem solar termic utilizează razele soarelui pentru a transforma energia solară în energie termică, prin intermediul unor colectoare solare speciale cu ajutorul cărora se încălzește fluidul de transfer termic și se încălzește apa.
În acest fel, este posibil să ai apă caldă menajeră fără a produce emisii de CO2 sau să încălzești o clădire într-un mod ecologic și durabil, datorită potențialului enorm al energiei solare.
Dacă dorești să treci la energia solară, ia în considerare soluțiile ElectricUp: datorită proiectelor și instalațiilor personalizate, echipa noastră calificată îți permite să profiți de toate avantajele energiei regenerabile combinate cu tehnologiile digitale moderne.