Sursele de energie regenerabile bazate pe radiații solare (biomasă, apă, vânt și energie solară) sunt capabile să acopere pe deplin consumul tuturor tipurilor de energie în aproape fiecare țară din lume.
Soarele este singura sursă de energie pe care omenirea se poate baza complet. Energia solară ne poate oferi tot ce avem nevoie de la energie, adesea foarte simplu, curat și fără risc. Nu este doar electricitate, căldură și lumină pentru casele noastre, ci și combustibil pentru funcționarea mașinilor ecologice. Cantitatea de lumină solară care cade pe Pământ într-un an este de până la 20.000 de ori mai mare decât consumul mondial de energie. Chiar și energia care cade pe acoperișul unei case familiale în zone sărace în radiații solare (de exemplu, nordul Europei) este de până la 10 ori mai mare decât consumul său pentru încălzirea și funcționarea aparatelor electrice. Există mai multe modalități de a produce electricitate din surse regenerabile.
O altă sursă potențială, care este adesea clasificată ca regenerabilă, este energia geotermală. Deși nu are originea directă în energia solară, deoarece provine din miezul fierbinte al Pământului, dar datorită rezervelor sale uriașe de sub suprafața pământului, energia geotermală poate fi considerată o sursă inepuizabilă.
Energie solara
Ieșirea instantanee a unei surse solare în atmosferă este de 1,7 0,0101 W sau 1,5 0,018 kWh pe an. În condițiile noastre geografice, energia care cade pe o suprafață de 1 m2 atinge valoarea de 2450-5400 kJ de energie, care este suficientă pentru a încălzi 30 de litri de apă cu 20 până la 43 de grade. După o analiză atentă, 60-70% din apa caldă pentru nevoile gospodăriei poate fi acoperită din colectoarele solare. Radiația solară este distribuită mai omogen decât rezervele oricărui alt combustibil de pe Pământ.
Producția de energie electrică utilizând energia solară crește rapid în lume astăzi, iar cea mai importantă tehnologie aici este așa-numita celule fotovoltaice. Într-o măsură mai mică, se aplică, de asemenea, procesul de concentrare a radiației solare prin oglinzi parabolice în absorbant, urmat de producerea de abur utilizat pentru acționarea generatorului. Spre deosebire de oglinzile parabolice, a căror aplicare practică este limitată la zone foarte bogate în radiații solare, utilizarea celulelor fotovoltaice este posibilă și în condițiile noastre. Utilizarea pasivă a radiației solare înseamnă că, cu arhitectura și locația corectă a clădirii, putem reduce semnificativ consumul de energie.
Se aplică următoarele principii:
Locul pentru construirea unei case ar trebui să fie însorit și protejat de vânt, de copaci sau metereze naturale. Ferestrele orientate spre sud ar trebui să fie mari - pentru a absorbi radiațiile incidente, ferestrele orientate spre nord mici pentru a preveni pierderile de căldură. În același timp, utilizarea luminii de zi reduce necesitatea iluminării artificiale și a aerului condiționat. Ar trebui să existe jaluzele pe ferestre pentru a preveni supraîncălzirea camerei vara și pierderea energiei iarna. Este deosebit de avantajos să izolați pereții astfel încât căldura să nu pătrundă în exterior, ci să fie reflectată înapoi în cameră. Fără nicio modificare, o casă orientată spre est-vest are nevoie de 5% mai puțină energie pentru încălzire decât o casă orientată spre nord-sud. O bucătărie orientată spre nord poate reduce consumul de energie al frigiderului. Dormitorul ar trebui orientat spre est, astfel încât locuitorii casei să se poată trezi la soarele dimineții. Camera de zi spre sud, astfel încât să fie posibil să vă bucurați de soare chiar și în timpul relaxării seara. Conservatoarele (zonele vitrate din afara clădirii) vă permit să creați un efect de seră suplimentar și să preveniți pierderea de căldură prin pereții clădirii. Prin utilizarea unor astfel de spații vitrate, reducerea consumului de energie în case poate ajunge până la 20%.
COLECTORI SOLARI
În plus față de căldura din camere, de obicei avem nevoie de apă fierbinte pentru nevoile noastre, de obicei de 40 până la 60 de grade Celsius fierbinte. Este semnificativ mai mare decât temperatura camerei, care poate fi parțial asigurată prin utilizarea pasivă a radiației solare. Soluțiile sunt așa-numitele colectoare solare. Dacă se întâmplă să fii ars pe roata unei mașini vara, te-ai familiarizat involuntar cu activitățile unui colector solar în practică. Radiația solară care trece prin sticlă este absorbită în material și transformată în căldură în el. În colectorul solar, această căldură este absorbită de ex. în apa care curge în conductele colectoare, care transmit energia către rezervorul de apă caldă. Absorbantul este izolat termic de jos și un amestec antigel este adesea amestecat în apă, ceea ce permite încălzirea apei chiar și în timpul iernii. În acest caz este necesar un schimbător de căldură (nu vrem să avem antigel în apă caldă). Pentru prepararea apei calde pentru o gospodărie cu 4 membri sunt necesari aproximativ 6-8 m2 de colectoare solare. Putem furniza apă caldă în acest mod practic din aprilie până în octombrie. Este necesar un cazan pentru prepararea apei calde iarna, dar economiile de energie și bani pot ajunge până la 40%, fără a mai menționa avantajele ecologice ale „combustibilului” solar.
ARTICOLE FOTOVOLTAICE
Celulele fotovoltaice permit conversia directă a radiației solare în electricitate. Acest proces se bazează pe așa-numitul efect fotovoltaic descoperit în 1839 de Edmund Bequerel. Acest fenomen se caracterizează prin ejectarea directă a unui electron de pe orbita sa de către un foton de radiație solară. O celulă fotovoltaică de 100 cm2 cu o eficiență de 10% poate produce 1 watt de electricitate într-o zi senină. În prezent, așa-numitul celule de siliciu amorfe depuse pe un substrat sub forma unui film subțire cu grosimea de o miime de milimetru. Prin necesitatea unui material atât de puțin activ, un gram de siliciu este capabil să producă o cantitate comparabilă de electricitate pe parcursul vieții sale ca un gram de uraniu într-o centrală nucleară. În plus, siliciul este de 5.000 de ori mai frecvent în scoarța terestră decât uraniul și nu produce deșeuri radioactive. Există mai mult decât suficient siliciu pe pământ - până la jumătate din greutatea nisipului este siliciu.