1

Avion solar – test efectuat de NASA în 2010 (18 ore de zbor deasupra Pacificului)

Panouri solare parabolice în California

2

Energii neconvenționale

Ce este energia verde? Termenul de energie neconvențională, energie verde sau energie regenerabilă se referă la sursele din care se poate obține energie fără deteriorarea mediului înconjurător și fără poluare. În general, este acceptată ca energie verde orice sursă care micșorează emisiile de CO2 și este nepoluantă.

Sursele de energie verde acceptate în prezent sunt: 1)Biomasa2)Energia geotermică, hidrotermică și aerotermică3)Energia eoliană 4)Energia solară 5)Hidroenergia:

- hidrocentralele; - energia mareelor; - energia valurilor.

1) Biomasa După ANRE (Autoritatea Națională de Reglementare în domeniul Energiei), biomasa este fracțiunea biodegradabilă a produselor, deșeurilor și reziduurilor de origine biologică.

Transformarea în biocombustibil a biomasei este un proces industrial prin care resturile biodegradabile, și în special materia vie, crescută special pentru acest proces (diferite specii de iarbă, cânepă, porumb, sfeclă de zahăr, trestie de zahăr, rapiță, diferite specii de arbori), sunt transformate în etanol sau în combustibil biodizel. Energia obținută prin arderea acestor combustibili este considerată energie verde.

Energia rezultată din procese de prelucrare a biomasei este denumită Bioenergie.

Principalele forme de energie ale biomasei sunt: a) biocarburanții pentru transport, care sunt combustibilii

lichizi sau gazoși produși din biomasă (pe bază de cereale, zahăr, plante oleaginoase, uleiuri vegetale uzate);

b) încălzirea locuințelor cu lemne;

3

c) combustia lemnelor și a deșeurilor în centrale pentru producerea de electricitate, căldură sau ambele.

Biomasa vegetală desemnează masa de materie vie, vegetală, prezentă la un anumit moment într-un mediu dat.

Productivitatea biomasei este definită de cantitatea de biomasă produsă pe unitatea de suprafață (exprimată, de exemplu, în kg/ha) într-o unitate de timp (de obicei, un an).

Referitor la biomasa de origine animală, constituentul principal al acesteia este metanul. Metanul este de origine fosilă și este eliberat în atmosferă când materia organică se descompune într-un mediu cu nivel redus de oxigen.

Metanul (CH4) a fost descoperit în anul 1778 de către fizicianul Volta, în mâlul bălților, fapt pentru care a fost denumit şi gaz de baltă. Metanul se găseşte sub formă de zăcăminte naturale în stare destul de pură, la noi în ţară puritatea metanului fiind de 99%.

În minele de cărbuni metanul, în amestec cu aerul, formează amestecul exploziv numit grizzu, responsabil de exploziile miniere.

Metanul este produs spontan și prin fermentarea resturilor vegetale sau animale, mai ales pe fundul bălților, metoda putând fi folosită și în cazul epurării apelor reziduale din marile orașe și nu numai. Totodată, plantațiile de orez produc metan în timpul procesului de creștere a plantei.

Referitor la concentrația în metan a atmosferei, de la începutul revoluției industriale aceasta s-a dublat.

Metanul contribuie și la efectul de seră, în procent de 20%, ocupând locul II, locul I fiind ocupat de bioxidul de carbon.

2) Energia geotermică, hidrotermică și aerotermică Energie geotermică este energia stocată în scoarța pământului sub formă de căldură, pe care o putem utiliza direct sau prin transformare în energie electrică. Această

4

energie provine din transferul de căldură dinspre magmă spre scoarța pământului.

În funcție de natura geografică a solului se pot exploata următoarele surse de energie geotermică:

căldura de suprafață; rezervoarele de apă termală; căldura înmagazinată în roci.

Căldura de suprafață se consideră energia acumulată în pământ, începând cu o adâncime mai mare de 4-5 m. Temperatura pamântului la această adâncime se consideră constantă, cu temperaturi cuprine între 10 și 16°C. Transferul acestei energii din sol se realizează prin pompe de caldură.

Pompele de căldură pot prelua energia din sol prin intermediul unei rețele de țevi implantate în sol prin care circula apă rece, apă care este încălzită de solul prin care trec țevile sau din căldura apei care se află în pânze freatice subterane sau de suprafață (energie hidrotermică).

Rezervoarele de apă termală se găsesc în straturile adânci ale scoarței terestre, care au temperaturi cuprinse între 25 și 250°C. Unele ape comunică direct cu suprafața (ape termale de suprafață, gheizere etc), iar altele nu pot fi exploatate decât cu tehnologii speciale, bazate pe puțuri care comunică cu aceste rezervoare.

Căldura înmagazinată în roci se obține prin forarea de puțuri adânci, în roci permeabile cu temperaturi ridicate, aflate de obicei în apropierea vulcanilor. Apa, pompată în aceste roci, iese la suprafață sub formă de vapori și acționează direct turbinele generatoarelor electrice (energie aerotermică).

La noi în țară, geotermia este utilizată din anul 1960. În România există în exploatare peste 60 de puțuri geotermice, cu adâncimi de până la 3300 m. Aceste ape termale sunt de regulă foarte corozive și necesită tratamente speciale ale apei înainte de folosire. Puterea instalată este utilizata doar pentru aplicatii termice. Există tendința pentru utilizare suplimentară

5

a potențialului geotermic, în special pentru încălzirea serelor, a spațiilor de locuit și pentru productia apei calde menajere.

3) Energia eoliană Energia eoliană - este energia maselor de aer în deplasare (energia vântului). Energia eoliană este considerată în totalitate energie verde. Ea poate fi transformată direct în energie electrică prin turbine eoliene cu generator electric, sau transformată în lucru mecanic în vederea acționării unor pompe, mori pentru cereale, propulsia vaselor cu pânze etc.

În ultimul timp, energia eoliană este din ce în ce mai mult exploatată la nivel industrial în așa numitele ferme eoliene și a reprezentat, la sfârsitul anului 2008, 1,5 % din totalul energiei electrice produse pe glob. Pentru eficientizare au fost făcute studii privind circulația vânturilor și s-au întocmite hărți cu culoarele geografice pe care să se amplaseze turbinele eoliene. Dintre turbinele eoliene, cel mai bun randament îl au turbinele Maglev.

4) Energia solară Energia solară se referă în principal la utilizarea radiației solare în scopuri practice. Toate celelalte energii regenerabile, altele decât cea geotermală, obțin energia lor de la soare.

Media de radiații solare, utilizate conform suprafețelor destinate în acest scop, arată că este necesară schimbarea sursei de aprovizionare cu energie electrică a lumii cu energia solară. In majoritatea cazurilor media de utilizare a radiațiilor solare este de 3,5 până la 7,0 kWh/m2/zi.

Energia solară este cea mai curată sursă de energie și care, în același timp, este practic inepuizabilă. Ea poate fi captată cu ajutorul panourilor solare, care absorb căldura Soarelui și o cedează, de exemplu, rezervoarelor de apă caldă, pentru asigurarea apei calde menajere sau ca aport la încalzirea unei case sau a unei piscine.

Un alt tip de panou solar îl reprezintă panourile fotovoltaice care absorb lumina razelor și le transforma in energie electrică casnică.

6

Spaniolii au construit cea mai mare centrală de energie solară din lume. Cu o capacitate de 20 MW instalația, care a revolutionat piața energiilor alternative, alimentează deja 10.000 de gospodării. Centrala fotovoltaică are forma unui turn și înălțimea unei clădiri cu 54 de etaje. Ea este constituită din peste 1.200 de panouri care folosesc razele solare pentru generarea energiei.

Pe locul doi se situează centrala din Nevada, SUA, cu o capacitate de 14 MW. Compania spaniolă mai administrează o centrală solară în Spania, cu o capacitate de 10 MW.

Joule – unități de măsură în SI

Submultipli Multipli

Simbol Denumire Valoare Simbol Denumire Valoare

dJ deciJoule 10-1 J daJ decaJoule 101 J

cJ centiJoule 10-2 J hJ hectoJoule 102 J

mJ miliJoule 10-3 J kJ kiloJoule 103 J

µJ microJoule 10-6 J MJ megaJoule 106 J

nJ nanoJoule 10-9 J GJ gigaJoule 109 J

pJ picoJoule 10-12 J TJ terraJoule 1012 J

fJ femptoJoule 10-15 J PJ petaJoule 1015 J

aJ attoJoule 10-18 J EJ exaJoule 1018 J

zJ zeptoJoule 10-21 J ZJ zettaJoule 1021 J

yJ yoctoJoule 10-24 J YJ yottaJoule 1024 J

5) Hidroenergia Hidroenergia reprezintă energia maselor de apă care se deplasează. Din cele mai vechi timpuri a fost utilizată la morărit, la gatere pentru tăierea lemnului, la irigarea culturilor, la spălarea minereurilor etc.

In prezent cea mai largă utilizare a hidroenergiei se face prin conversie în energie electrică în hidrocentrale de mare capacitate. Energia produsă din hidroenergie reprezinta 19% din totalul energiei electrice mondiale consumate. Hidroenergia este considerată energie verde.

Energia mareelor este o formă de hidroenergie care exploatează mişcările mareeice ale oceanului, precum fluxul şi refluxul.

7

Energia mareică poate fi valorificată în două moduri: Energie cinetică, care pune în mişcare turbine când apa

se deplasează între flux şi reflux; Energie potenţală, care exploatează diferenţa dintre

mareele înaltă şi joasă.

Pentru a capta această energie, se construieşte un baraj peste gura de vărsare a râului. În peretele de baraj se instalează turbine de apă şi, în momentul în care apa acționează turbinele, acestea produc energie electrică.

Eficacitatea instalaţiei pentru a produce cantităţi semnificative de energie electrică depinde în totalitate de gama de valuri şi de volumul de apă care este împins prin baraj. Pentru ca procesul să fie util, variaţia mareică trebuie să fie de cel puţin 4 metri.

Există puţine locuri în lume unde condiţiile sunt potrivite pentru un sistem mareic care să genereze energie electrică la un nivel constant. Unul dintre acestea este Golful Fundy în Canada, care are cea mai mare variaţie mareeică din lume, cu o medie anuală de 10,8 metri.

Energia valurilor - are ca origine forța pe care o exercită vânturile asupra apei oceanelor, mărilor etc. Din punct de vedere practic, tehnologiile de transformare a energiei valurilor în energie electrică nu sunt încă comerciale. În Portugalia au fost montate trei generatoare de 750 KW, care sunt în funcțiune din 2008. Proiecte similare sunt dezvoltate în Anglia și SUA.