SOLAR ENERGY. Guide capture and conversion of solar energy for use

Cartea de fata este impartita in 8 capitole. Capitolul intai prezinta date despre Soare ca cea mai importanta sursa energetica a Pamantului, sursa care asigura existenta vietii pe Pamant. Tot in acest capitol sunt tratate caracteristicile razelor solare, a undelor electromagnetice care poarta energia transmisa de Soare pe Pamant,  fenomenele care se petrec in Soare, ciclul solar si exploziile solare, balanta energetica a energiei totale emisa de Soare care devine utila necesitatilor umane, particularitati ale energiei solare.

Capitolul doi prezinta cele doua tipuri mari de instalatii de captare si conversie a energiei solare: instalatii care produc direct energie electrica si instalatii care produc energie termica. Tot aici sunt prezentate componentele instalatiei de producere a energiei electrice cu panouri echipate cu celule fotovoltaice, dimensionarea componentelor instalatiei, instructiuni de montare si date tehnice a componentelor instalatiei. Alte tipuri de instalatii de captare a energiei solare sunt prezentate. Prezentarea continua cu instructiuni de exploatare, intretinere si reparare a instalatiilor solare, fotovoltaice si panouri termice cu tevi. Noutati privind marirea capacitatii de stocare a energiei sunt prezentate la sfarsitul acestui capitol.

Capitolul trei prezinta masuratori si observatii efectuate de autor pe panouri fotovoltaice de diferite puteri, valabilitatea acestora si corectitudinea lor. Studii, masuratori, teste efectuate de autor pe instalatii componente de sistem de producere energie electrica si concluzii rezultate sunt descrise. Aceleasi informatii sunt furnizate pentru panourile termice de producere a apei calde. Dependenta productiei de energie este influentata de factorii prezentati. Costuri de producere a energiei cu panouri solare sunt analizate. Sunt  stabilite perioadele de recuperare a costului investitiei

Capitolul patru prezinta modul de determinare a potentialului energetic solar local si determinarea potentialului energetic solar pentru intreg teritoriul Romaniei. Incalzirea globala realitate sau pacaleala, este o intrebare la care nu s-a dat un raspuns deocamdata.

Capitolul cinci prezinta particularitati constructive ale casei alimentate cu energie de la Soare,  detalii constructive si avantaje ale productiei individuale de energie comparativ cu producerea, transportul si distributia centralizata de energie. Sunt prezentate modalitati de economisire a terenurilor agricole prin amplasare panourilor in zone disponibile, neincluse in circuitul agricol de productie.

Capitolul  sase prezinta alte modalitati si scopuri de utilizare a energiei solare utile activitatilor omului, printre care: transporturi, gatit, incalzit, incarcarea acumulatorilor dispozitivelor mobile, purificarea apei potabile, etc. Am prezentat mai sus aplicatii practice care utilizeaza energia solara transformata in energie care satisface utilitati care deservesc de la cerintele unui singur om, de la banalul incarcator al unui telefon mobil la necesarul de consum al intregii populatii a globului. Prin aceasta am vrut sa arat ca avem suficiente resurse energetice nepoluante, regenerabile, gratuite, puse la dispozitie de natura. Atunci de ce sa poluam inutil mediul inconjurator in care ne desfasuram intreaga viata? Inginerii si tehnicienii au dat solutia. Politicienii nu vor sa o accepte sa fie pusa in practica din cauza unor interese meschine care sunt mai presus decat viata si sanatatea populatiei intregii planete. Pentru politicieni conceptul de dezvoltare durabila este prea abstract si ideal pentru a fi transformat in realitate.

Capitolul sapte prezinta preocupari actuale ale cercetatorilor de captarea si producere a energiei din intuneric.

Introducere /9 

Rezumat de prezentare a cartii /13 

1.     Soarele ca sursa de energie. Particularitati  /13 

1.1.  Sistemul solar termic /13

        1.1.1.   Energia solara, ca sursa inepuizabila/13

        1.1.2.   Ciclul solar si exploziile solare/ 16

        1.1.3.   Lumina ca radiatie electromagnetica purtatoare de energie/19

        1.1.4.   Interactiunea radiatiei solare cu atmosfera/22

        1.1.5.   Bilantul energetic al energiei solare/24

        1.1.6.   Atmosfera, invelisul gazos al Terrei/28

1.2. Particularitati ale energiei solare/ 29

        1.2.1.   Consideratii privind radiatia solara/29

        1.2.2.   Distributia energiei solare pe teritoriu /32

        1.2.3.   Compozitia spectrala a radiatiei solare/34

        1.2.4.   Captarea radiatiei solare/35

 2.     Instalatii de captare, conversie si stocare a energiei solare /40 

2.1. Instalatii de producere a energiei electrice. Panouri echipate cu celule Fotovoltaice/40

        2.1.1.   Componentele instalatiei de producere a energiei electrice cu panouri echipate cu celule fotovoltaice/42

                     2.1.1.1.  Dimensionarea componentelor instalatiei/43

                     2.1.1.2.  Instructiuni de montare si date tehnice a componentelor /45

                     2.1.1.3.  Regulatorul automat electronic de incarcare a bateriei/48

                     2.1.1.4.  Bateria/55

                     2.1.1.5.  Invertorul/56

                     2.1.1.6.  Legaturile electrice/61

                     2.1.1.7.  Modalitati de conexiuni/63

        2.1.2. Dimensionarea instalatiei la cutremure de pamant/65

2.2. Instalatii solare de producere energie termica, apa calda/67

        2.2.1. Componentele instalatiei de produs apa calda/68

        2.2.2.   Dimensionarea instalatiei/ 72

        2.2.3.   Instructiuni de montare a componentelor instalatiei/75

2.3. Alte tipuri de instalatii de captare a energiei solare/77

        2.3.1.   Centrale termice solare cu vant ascensional/77

        2.3.2.   Centrale termice solare cu vant descensional/77

        2.3.3.   Panouri termice cu sisteme de inmagazinare a caldurii/78

        2.3.4.   Instalatie de  reflectie a radiatiei calorice solare/79

        2.3.5.   Colectoarele cu jgheaburi parabolice /83

        2.3.6.   Cea mai mare instalatie solara cu oglinzi/85 

        2.3.7.   Centrale cu iaz solar sau gradient diferit/88

2.4. Tehnologie noua si randament/ 91

2.5.  Noutati privind marirea capacitatii de stocare a energiei/93

3.     Masuratori si observatii efectuate de autor / 98 

3.1.  Panouri fotovoltaice. Studii, masuratori, teste efectuate de autor pe instalatii componente de sistem si concluzii rezultate/98

        3.1.1.  Determinarea calitatii dupa performantele realizate/ 98

           3.1.2.  Dependenta curentului/99

        3.1.3.  Obtinerea eficientei maxime /101

        3.1.4.  Compatibilitatea componentelor sistemului/102

        3.1.5.  Functia de izolare, modalitate de crestere a eficientei /103

3.2. Panouri termice cu tevi/ 105

       3.2.1.  Descrierea instalatiei folosite/106

        3.2.2. Masuratori in functie de regimul de consum/ 106

3.3. Valabilitatea si corectitudinea observatiilor si masuratorilor efectuate/110

3.4. Costuri de producere a energiei/ 111

3.5. Recuperarea costului investitiei/112

3.6. Instructiuni de exploatare, intretinere si reparare a instalatiilor solare si panouri termice cu tevi/115

        3.6.1.   Instalatii solare fotovoltaice/115

        3.6.2.   Panouri termice cu tevi /118

3.7. Materiale utilizate pentru executia instalatiilor de conversie producere energie electrica si/sau termica din sursa solara/120

4.      Determinarea potentialului energetic solar local /123 

4.1. Generalitati/ 123

4.2.  Determinarea potentialului energetic solar in Romania/ 128

4.3.  Incalzirea globala realitate sau pacaleala?/132

5.     Particularitati constructive ale casei alimentata cu energie de la Soare/ 134 

5.1.  Detalii constructive /134

5.2.  Recomandari practice pentru executia unei locuinte/135

5.3.  Conceptul de locuinta “pasiva” din punct de vedere energetic/137 

5.4.  Avantaje ale productiei individuale de energie/138

5.5.  Modalitati de economisire a terenurilor agricole/140

6.     Alte domenii de utilizare a energiei solare /144

6.1.  Aparate de zbor/ 144

        6.1.1.   HB-SIA sau Solar Impulse - Date tehnice si istorice/145

           6.1.2.   Schema de conceptie proprie de producere a energiei electrice pentru aparate de zbor/ 147

           6.1.3.   Alte proiecte de aparate de zbor/148

           6.1.4.   Balonul solar/149

6.2.     Aparate de navigatie pe apa/151

6.3.     Automobile terestre/ 152

           6.3.1. De ce este necesara schimbarea tipului de alimentare? /156

6.4.     Trenuri cu tractiune electrica alimentate cu energie solara/ 158

6.5.     Iluminat ornamental din parcuri si gradini/158

6.6.     Iluminat stradal/159

           6.6.1.   Varianta 1/ 160

           6.6.2.   Comanda automata a functionarii corpului de iluminat/161

           6.6.3.   Avantajele variantei prezentate/162

           6.6.4.   Varianta 2/ 163

           6.6.5.   Varianta 3/ 165

           6.6.6.   Semnalizarea semnelor de circulatie in timpul noptii/166

6.7.     Incalzirea pasiva a cladirilor/167

           6.7.1.   Incalzirea pasiva a cladirilor/168

           6.7.2.   Incalzirea cu aer cald a cladirilor/170

           6.7.3.  Incalzire solara cu apa./172

6.8.     Alimentarea cu energie electrica si apa in locuri isolate/177

6.9.     Masini de gatit si cuptoare solare/178

6.10. Purificarea apei potabile/179

6.11. Energia solara folosita in razboi/179

6.12.  Incarcarea acumulatorilor diferitelor dispozitive mobile/180

6.13. Masdar – primul oras din lume in intregime ecologic/ 182

6.14. Reducerea poluarii/ 184 

6.15. Planificari, finantari si investitii pentru energie verde, prezent si viitor/185

6.16.  Aeroportul “verde”/188

7.     Captarea si producerea energiei din intuneric /192

7.1.   Existenta energiei in orice spatiu/192

7.2.   Captarea energiei/194

7.3.   Fotosinteza/ 198

7.4.   Poluarea aerului si fotosinteza/ 200

7.5.   Radiatia solara in orase / 201

7.6.   Procese cheie ale fotosintezei simulate la nivel cuantic/ 202

Anexe / 205

Bibliografie /208