Energia solară și rolul acesteia în implementarea economiei circulare
Soarele este sursa primordială a vieții de pe Pământ, fără prezența lui acesta neavând șansa de a deveni o planetă verde, pe care omul a putut să construiască o civilizație înfloritoare. Încă din cele mai vechi timpuri, Soarele a fost considerat o resursă de neînlocuit, oferind lumină, căldură și favorizând dezvoltarea plantelor și a animalelor.
În prezent, omenirea se află pe cale de a capta și de a folosi o parte din ce în ce mai apreciabilă a energiei trimise de Soare către suprafața planetei, prin intermediul unor tehnologii vechi și noi. Aceste eforturi sunt privite ca o metodă ideală de tranziție către economia circulară și către o utilizare mai eficientă a tuturor resurselor disponibile.
În articolul de mai jos sunt prezentate informații interesante despre definiția energiei solare, despre tipurile de energie solară existente, despre dezavantajele și beneficiile acesteia, dar și despre cât de importantă este energia solară în realizarea tranziției către economia circulară în Europa și România.
1. Ce este energia solară termo și fotovoltaică – informații generale
Istoria energiei solare începe încă din Preistorie, atunci când oamenii foloseau lumina și căldură emanată de Soare în viața cotidiană. În cea mai mare parte a istoriei, energia solară a fost utilizată indirect prin intermediul fotosintezei plantelor ce acumulau energie în acest mod. O altă metodă de folosire a acestei energii acumulate a fost arderea combustibililor fosili ce au oferit șansa de dezvoltare, însă, în același timp, au contribuit la poluare și la încălzirea climatică.
În ultima perioadă, s-au realizat eforturi susținute în ceea ce privește dezvoltarea unor tehnologii care să permită captarea energiei într-un mod cât mai prietenos cu mediul înconjurător și eficient din punct de vedere economic. Astfel, au apărut mai multe variante tehnologice, dintre care se remarcă panourile termosolare, ce produc apă caldă și cele fotovoltaice, care generează direct curent electric.
1.1. Definiția energiei solare
Pentru definirea corectă și cât mai cuprinzătoare a expresiei de energie solară este necesară o înțelegere a modului în care aceasta este generată și transferată către Pământ. Soarele este o stea de mărime medie compusă în mare parte din atomi de heliu care în urma unei reacții de fuziune se transformă în hidrogen.
În timpul acestei reacții sunt produse cantități impresionante de energie ce ajunge la nivelul solului sub formă de lumină (cincizeci la sută), radiație infraroșie (patruzeci și cinci la sută) și radiație ultravioletă. Primele două forme pot fi captate și acumulate pentru o folosire ulterioară, fiind din acest punct de vedere gratuite și inepuizabile.
Energia solară este definită ca fiind acea formă obținută din radiația solară, ce este captată și transformată în diverse forme utile, cum ar fi energia termică sau cea electrică. Această formă de energie este disponibilă din abundență, este durabilă, regenerabilă și gratuită, tocmai din aceste motive fiind varianta perfectă pentru utilizarea sa în cadrul economiei circulare, acolo unde accentul este pus nu pe nivelul producției, ci pe eficacitatea proceselor implicate.
1.2. Tipuri de energie solară
Utilizarea energiei solare prin aplicarea diferitelor soluții tehnologice este considerată o formă de energie verde, alături de energia eoliană, geotermală sau a biomasei. În funcție de tehnologia implicată în captarea energiei solare, rezultă două tipuri principale.
În primul rând, este vorba despre energia termoelectrică ce presupune captarea căldurii emise de Soare pentru încălzirea directă a unui fluid, de cele mai multe ori fiind apa. Aceste fluide sunt folosite ulterior ca apă caldă menajeră pentru încălzirea spațiilor diverse sau chiar pentru generarea de energie electrică prin producerea de abur.
Pentru colectarea acestei forme de energie se utilizează instalații termice solare care sunt disponibile în trei variante:
- Colectoarele solare ce captează energia solară pentru producerea unor temperaturi joase, de până la 65 de grade Celsius. Aceste echipamente se prezintă sub forma unor panouri prin care circulă fluidul ce este încălzit de razele Soarelui.
- Instalațiile termosolare de temperatură medie pot genera până la 300 de grade Celsius, conversia energiei solare în energie termică fiind mai eficientă, deoarece sunt utilizate oglinzi care concentrează razele solare.
- Instalațiile termosolare ce funcționează pe baza unor câmpuri de oglinzi de dimensiuni apreciabile și care reușesc să producă până la 500 de grade celsius, fiind astfel utile în generarea de abur ce este folosit pentru obținerea de curent electric.
În al doilea rând, este vorba despre sistemele fotovoltaice, prin care energia solară poate fi transformată în energie electrică prin folosirea unor celule realizate din materiale semiconductoare.
Ce este energia fotovoltaică și cum este produsă ea? Răspunsul este simplu și complex în același timp. Simplitatea vine din proprietatea anumitor materiale de a genera curent electric sub razele directe ale Soarelui. Complexitatea vine din diversitatea de tehnologii implicate (panouri fotovoltaice, invertoare, relee, acumulatoare) pentru generarea de curent electric în acest mod.
Utilizarea energiei solare de tip fotovoltaic este una prietenoasă cu mediul înconjurător, pentru că nu emite gaze cu efect de seră și nici alți poluanți, iar montarea panourilor implicate se face, de regulă, în spații nefolosite, precum acoperișurile clădirilor sau terenurile fără importanță agricolă.
1.3. Curiozități despre energia solară
Discuțiile despre energia solară sunt tot mai prezente în spațiul public, majoritatea oamenilor fiind impresionați de beneficiile ce pot fi aduse întregii omeniri și de extinderea acestei forme de generare de curent electric. Pentru că este un subiect larg dezbătut, iată câteva curiozități despre energia solară:
- Răspunsul la întrebarea ”În ce se măsoară energia solară?” nu este unul singur. În funcție de context, se pot da mai multe răspunsuri. În primul rând, pentru exprimarea densității fluxului de putere solară pe o anumită suprafață se folosește unitatea de măsură de watt/m2. În al doilea rând, pentru desemnarea cantității de energie generată se poate utiliza unitatea de măsură de kilowat oră.
- Primele panouri fotovoltaice au fost realizate în anii ‘60, în SUA, având drept rol alimentarea cu energie electrică a sateliților artificiali plasați pe orbita Pământului.
- Majoritatea panourilor fotovoltaice sunt realizate din siliciu, care este cel mai răspândit tip de element de pe Pământ.
- De curând, au fost fabricate primele celule fotovoltaice transparente. Datorită acestei caracteristici geamurile clădirilor ar putea genera curent electric fără a afecta vizibilitatea
- Eficiența panourilor fotovoltaice s-a schimbat foarte mult în timp. Primele panouri funcționau ineficient, însă cele mai moderne au ajuns să depășească un randament de patruzeci la sută.
- Există proiecte în dezvoltare pentru producerea de curent electric pe orbita Pământului, cu ajutorul unor panouri speciale, plasate în lumina perpetuă a Soarelui. Curentul produs poate fi transferat cu ușurință până la nivelul solului prin transformarea în microunde ce sunt captate de antene speciale și transformate din nou în curent electric,
- Unul dintre cele mai mari proiecte de ferme fotovoltaice a fost implementat în China. Numărul panourilor este așa de mare, încât ferma este vizibilă din spațiu. Mai mult decât atât, constructorii au așezat panourile în așa fel încât ferma să fie vizibilă sub forma unui urs panda.
2. Avantajele și dezavantajele energiei solare
Energia solară este forma de energie cu cea mai mare dezvoltare în ultimele decenii, persoanele fizice și juridice încercând să profite de avantajele oferite și să contribuie, în același timp, la protejarea mediului înconjurător. Este adevărat că producerea energiei de la Soare prezintă și unele dezavantaje care sunt minore în comparație cu beneficiile aduse.
Mai mult decât atât, continua dezvoltare a tehnologiei în această privință șterge din ce în ce mai mult din elementele negative, preconizându-se ca, în viitorul apropiat, forma de producție să fie una predominantă, în defavoarea altor variante mai poluante, precum arderea combustibililor fosili sau chiar tehnologia electronucleară.
2.1. Avantajele energiei solare
Printre elementele ce fac din energia solară una preferată se numără diversele forme de valorificare a energiei solare, atât prin folosirea unor tehnologii înalte, cât și a unora de bază, precum și efectele pozitive ale energiei solare asupra mediului. Principalele avantaje ale energiei solare sunt:
- Este o sursă de energie inepuizabilă. Soarele are o durată de viață de câteva miliarde de ani, perioadă în care cantitatea de energie emisă este constantă, oferind în acest fel o siguranță cu privire la folosirea formei de energie pe termen nedefinit.
- Colectarea energiei solare și folosirea acesteia în diverse scopuri influențează mediul înconjurător într-un mod mult mai redus decât alte variante poluante. Pe timpul folosirii instalațiilor de generare, acestea nu emit factori poluanți de niciun tip, existând doar necesitatea reciclării corecte a acestora după încheierea duratei de viață normale (în acest sens se fac eforturi pentru introducerea unor tehnologii care să permită reciclarea completă ca parte a efortului de trecere la economia circulară).
- Energia solară oferă independență energetică. Elementul acesta este important pentru persoane, firme și statul român. În condițiile în care consumul de energie este într-o continuă creștere, iar alte surse sunt tot mai scumpe și mai greu de procurat, trecerea la tehnologia solară este benefică din punct de vedere economic și strategic.
- Energia solară oferă economii pe termen lung. În prezent, amortizarea investiției într-un sistem termo sau fotovoltaic se face cu mult înainte de terminarea duratei de viață a sistemului. Așadar, generarea de curent electric sau de energie termică va fi gratuită pentru aproximativ 10-15 ani, după amortizarea investiției.
2.2. Dezavantajele energiei solare
Energia solară nu este o tehnologie minune, neputând ea singură să rezolve, cel puțin deocamdată, toate nevoile de energie ale omenirii. Deși cantitatea de energie solară ce ajunge la nivelul solului este mult mai mare decât totalul necesităților zilnice, există anumite circumstanțe care împiedică folosirea doar a acestei tehnologii.
Printre dezavantajele ce ar putea împiedica adoptarea tehnologiei se numără:
- Producția de energie solară este influențată de ciclurile zilnice (noaptea nu se produce energie) și de condițiile meteorologice (norii sau ceața reduc cantitatea de energie generată). Astfel, apar fluctuații în producție care trebuie să fie susținute cu alte surse de energie.
- Implementarea unui sistem de captare a energiei solare necesită o investiției inițială destul de mare. Acest element îngreunează tranziția către această tehnologie, însă statul român oferă subvenții semnificative, care elimină aproape în totalitate dezavantajul.
- Panourile solare actuale, atât cele termice, cât și cele fotovoltaice, au o eficiență destul de scăzută. Astfel, pentru generarea unei cantități apreciabile de energie este nevoie de montarea unui număr mare de panouri, ceea ce duce la necesitatea unui spațiu apreciabil.
3. Importanța energiei solare în trecerea la economia circulară în Europa și în România
Economia circulară este un concept economic relativ nou, ce pune accent pe limitarea resurselor consumate, prin promovarea unor cicluri lungi de viață a produselor și prin extinderea duratei de utilizare a acestora. Printre ideile de bază ale economiei circulare se numără design-ul durabil, promovarea reciclării și refolosirii, utilizarea în comun a resurselor și managementul eficient al acestora. Producerea energiei electrice cu panouri solare fotovoltaice și a apei calde cu ajutorul celor termosolare poate fi o parte integrantă a economiei circulare, deoarece modul de utilizare a energiei respectă principiile acesteia.
Ce rol are energia solară în economia circulară? Răspunsul la această întrebare este dat de caracteristicile acestei tehnologii ce se mulează perfect pe noul model economic. Astfel, energia solară este o formă curată și durabilă, are o eficiență energetică crescută și contribuie în același timp la reducerea dependenței de resurse finite, cum ar fi petrolul, gazele naturale și cărbunele.
Tranziția firmelor către economia circulară cu ajutorul utilizării tehnologiilor ce permit colectarea energiei solare poate fi realizată prin apelarea la firme de consultanță specializate, ce știu totul despre energia solară, despre tipurile de energie existente și care cunosc modalitatea de calcul a energiei solare. În plus, astfel de companii pot oferi servicii utile în acest sens, precum întocmirea documentelor necesare pentru obținerea avizului sau a acordului de mediu sau consultanță generală de mediu.
În concluzie, despre energia solară se va vorbi tot mai mult pe viitor, deoarece beneficiile ce pot fi obținute sunt unele majore. Generarea unor cantități impresionante de curent electric, fără afectarea mediului înconjurător, face din această tehnologie una ce va înlocui, cu siguranță, alte forme mai poluante și mai distructive.
Surse foto: unsplash.com
