Efect fotovoltaic. Energia Verde​

Efect fotovoltaic. Energia Verde
Stanciu Luca-Iustinian

Cuprins
• Noțiuni de introducere: energia verde, efectul fotovoltaic;
• Aplicții ale efectului fotovoltaic;
• Energia solară în România;
• Bibliografie;

Ce este energia verde?
Confortul de care ne bucurăm astăzi nu
ar fi existat fără exploatarea diferitor surse
de energie, care au condus la creșterea
nivelului de trai al populației. Astăzi, grija
principală începe să se îndrepte asupra
mediului înconjurător, iar sursele de
energie clasice, precum combustibilii fosili,
nu doar că sunt epuizabile, ci au și un
impact negativ asupra mediului.Energia
verde devine așadar energia viitorului.
Fiind generată din resurse naturale (ex.
energie solară/fotovoltaică), energia verde
nu dăunează mediului înconjurător și
contribuie la îmbunătățirea calității vieții
oamenilor și animalelor.

Efectul fotovoltaic
Fotovoltaica reprezintă conversia directă a luminii în electricitate la nivel atomic. Unele materiale prezintă o
proprietate cunoscută sub numele de efect fotoelectric care îi determină să absoarbă fotoni de lumină și să
elibereze electroni. Primul modul fotovoltaic a fost construit de Bell Laboratories în 1954.
Efectul fotovoltaic apare în celulele solare. Aceste celule solare sunt compuse din două tipuri diferite
de semiconductori - un tip p și un tip n - care sunt unite pentru a crea o joncțiune pn. Prin conectarea acestor
două tipuri de semiconductori, se formează un câmp electric în regiunea joncțiunii, pe măsură ce electronii se
deplasează către poziția p pozitivă, iar gaurile se deplasează spre partea negativă n. Acest câmp determină
particule încărcate negativ pentru a se deplasa într-o direcție și particule încărcate pozitiv în cealaltă
direcție.Lumina este compusă din fotoni. Acești fotoni pot fi absorbiți de o celulă fotovoltaică - tipul de celulă
care compune panouri solare. Când lumina unei lungimi de undă potrivite se află pe aceste celule, energia din
foton este transferată la un atom al materialului semiconductor din joncțiunea pn. În mod specific, energia este
transferată la electronii din material. Acest lucru face ca electronii să sară la o stare de energie mai mare
cunoscută sub numele de banda de conducere. Acest lucru lasă în urmă o "gaură" în trupa de valență de la
care electronul a sărit de la. Această mișcare a electronului, ca rezultat al energiei adăugate, creează
două purtătoare de încărcături , o pereche de electron-gauri. Datorită câmpului electric care există ca rezultat al
joncțiunii pn, electronii se deplasează spre partea n-negativă, iar gaurile pozitive se deplasează în p-partea
pozitivă, prin urmare, vine cu efectul fotovoltaic.

Diagramă pentru efectul fotovoltaic.

Ce sunt panourile
solare fotovoltaice?
Panourile solare fotovoltaice sunt, de obicei,
structuri de celule fotovoltaice elementare
grupate în module, care conțin aproximativ 40 de
celule. Un număr mai mare din aceste module
pot forma unități suprafațiale de câțiva metri
pătrați. Aceste panouri sunt plate și pot fi
montate sub un unghi de expunere către sud, fix,
sau pot fi montate pe un dispozitiv autoreglabil
de urmărire a soarelui, care să le permită
să capteze lumina soarelui în decursul unei
întregi zile.

Aplicații cu panou fotovoltaic
• Ceasul de mână
Ceasurile produse de firma japoneză Citizen sunt dotate cu
o celulă solara inclusă în cadran care încarcă un acumulator litiuion
având o independență de 150-240 zile și care după o
funcționare de 20 ani prezintă o scădere de capacitate de
maximum 20%.
• Calculatorul de buzunar
Calculatoarele de buzunar pot dispune de alimentare dublă de
la baterie și celulă solară sau alimentare simplă doar de la celule
solare, caz în care pentru funcționare este nevoie de o iluminare
relativ puternică.
• Sateliți
Satelitul STARDUST are o suprafață de panouri solare de 6,6 mp
ce stochează energia necesară în perioda de umbră în
acumulatoare de nickel-hydrogen (NiH2) cu o capacitate de16 Ah
Stația Spațială Internațională (ISS) este alimentată cu energie
electrică având ca sursă celule solare ce echipează 8 panouri
desfășurate pe o lungime de câte 35,05 m lungime și 11,58 m
lățime cu o masă de 1,1 T fiecare. Celulele solare pe o aripă sunt în
număr de 32800 așezate în rânduri de câte 400.

Automobile solare
Automobilele solare sunt construite
utilizând rezultate din tehnica spațială,
tehnologia de fabricație a bicicletelor,
industria de automobile și tehnologia
energiei regenerabile. Cadrul este realizat
din materiale compozite ușoare (fibră
carbon, fibră de sticlă, Kevlar) asamblate
prin lipire cu rășini epoxidice și este
purtătorul a sute de celule solare legate
între ele. Un astfel de ansamblu, într-o zi
însorită, poate produce o putere de pînă la
2kW (2,6CP).
Firma Venturi AstroLab în 2006 intenționa
să scoată pe piață primul automobil hibrid
electro-solar în ianuarie 2008.

Vehicule acvatice
La mijloacele de transport pe apă panourile
solare se utilizează :
• Pentru generarea de electricitate stocată
ulterior în acumulatoare pentru alimentarea
utilităților de bord de exemplu în
cazul ambarcațiunilor. De exemplu o baterie
de acumulatoare se poate încărca de la
panouri solare montate pe bord la un curent
de 9A.
• Pentru propulsarea vasului, caz în care
panourile solare acoperă o suprafață de
obicei orizontală de tip acoperiș, sau chiar o
parte din puntea vasului.

Energia solară în România
În prezent, în România sunt circa 7.5 milioane de
locuințe individuale, dintre care 3.4 ar fi potrivite pentru
instalarea de sisteme fotovoltaice. 85% dintre
respondenții români din cadrul sondajul YouGov, publicat
în Oct 2021 au declarat că s-ar alătura unei cooperative
energetice dacă aceasta ar fi înființată în localitatea lor
fiind cel mai mare procent din toate cele 10 țări
chestionate.
România dispune de o acoperire solară bună, având
210 zile însorite pe an și un flux anual de energie solară
cuprinsă între 1,000 kWh/m2/an și 1,300 kWh/m2/an, în
comparație cu alte țări din Europa. Conform hărții
Solargis - „Potențialul de energie fotovoltaică”.
În contextul în care țara noastră și-a stabilit obiectivul de
a elimina treptat energia pe bază de cărbune până în
2032 valorificarea acestui potențial energetic este o
necesitate. Astfel capacitatea fotovoltaică a României este
de așteptat să se tripleze în perioada 2021-2030,
crescând de la 1.39 GW în 2020 la 4.25 GW în 2030
conform prognozelor celor de la „Global Data”.

• https://www.infoclima.ro/acasa/energiasolara-romnia-cum-nu-observam-potenialul
• https://metigla.ro/rezidential-solar/acoperissolar/?gclid=Cj0KCQjw3a2iBhCFARIsAD4jQ
B3rnhPSnvN6iSwoC7KRlSRHn1G1q0GQ7qYu
HxZoa2qg55HI8AV0ki8aAidvEALw_wcB
• https://www.spy-shop.ro/blog/ce-este-unsistem-fotovoltaic-avantajele-panourilorsolare?
Bibliografie
• https://green-report.ro/energia-solara-ceeste-avantaje-si-dezavantaje/?
• https://www.ecovolt.ro/ro/support/cell_solar_
ro.html
• https://ro.dsisolar.com/Content/upload/2018
377093/201810170924375514184.gif
• https://ro.wikipedia.org/wiki/Celul%C4%83_s
olar%C4%83