Orase verzi – Vis sau realitate?

Cred că toți ne-am gândit la un moment dat la un oraș mai verde, mai curat și care să fie îmbrățișat de Natură. Ei bine, probabil că grija față de mediu, prin utilizarea energiilor regenerabile este pasul cel mai important! Cu tehnologia de care dispunem astăzi, practic nu avem scuză să nu ne facem un plan sănătos pentru un viitor „verde”.

În lume, multe orașe deja au făcut pași mari în direcția asta.

Burlington, din Vermont, nord-estul SUA, cu o populație de 42.000 de locuitori,  este primul oraș din această țară care este alimentat 100% cu energie electrică din surse regenerabile. După mai bine de 10 ani de când autoritățile au ales să renunțe la formele convenționale de energie, orașul și-a construit un mix energetic care ar stârni invidia celor mai dezvoltate aglomerări urbane: biomasă, centrale eoliene, centrale fotovoltaice si centrale hidroelectrice.

Oslo, capitala Norvegiei, este de mult timp în topul celor mai curate orașe din lume, având cel mai mic nivel al emisiei de carbon, raportat la cap de locuitor, în Europa. Planul lor de a scăpa de combustibilii fosili, în 2020, pare din ce în ce mai realizabil, când aflăm că au peste 140 de autobuze ce funcționează cu biocombustibil obținut din gunoi menajer. Totodată numeroase clădiri sunt alimentate cu energie regenerabilă.

În prezent, Copenhaga deține titlul de Capitală Verde Europeană, datorită numărului mare de locuitori ce se deplasează cu bicicleta. 1 din 3 locuitori ai orașului se folosește bicicleta drept mijloc de transport.

În mijlocul deșertului, în Emiratele Arabe Unite, lângă un aeroport din Abu Dhabi, se construiește o comunitate complet independentă energetic. Purtând numele de Masdar, această locație va utiliza doar surse de energie regenerabilă, în mare parte solară.

Lista poate continua, multe alte orașe fiind preocupate de sănătatea locuitorilor și de iminența unei crize energetice, datorată împuținării combustibililor fosili. Crezi că orașul tău merită să trăiască sănătos? Schimbarea depinde de tine și de dorința ta de a trăi ecologic!

De ce avem nevoie de resurse regenerabile de energie?

Descoperirea focului in vremurile preistorice a focut posibila, pentru prima data, obtinerea unor cantitati importante de energie pentru omenire. Timp de mii de ani, nevoile energetice ale umanitatii au fost satisfacute doar cu ajutorul soarelui, biomasei, energiei apei si a vantului.  Totul a durat pana la inceputul revolutiei industriale, o revolutie a tehnologiilor energetice bazate pe combustibili fosili (petrol, gaze naturale, carbune) si nucleari care reprezinta surse de energie neregenerabila cunoscute si sub denumirea de surse conventionale.

Cresterea sustinuta a numarului de locuitori si importantele salturi tehnologice din ultimul secol au creat probleme semnificative la nivel global in ceea ce priveste acoperirea nevoilor energetice tot mai ridicate. Astfel, in fiecare an, la nivel mondial se consuma echivalentul a aproximativ 10 miliarde de tone de petrol, din care peste 90% provin din arderea combustibililor fosili. Combusibilii fosili sunt surse egergetite a caror formare a necesitat cateva milioane de ani. Teama ca aceste resurse se vor epuiza sa accentuat in timpul crizei energetice din 1973, cand s-a ridicat serios problema gasirii unor surse alternative de energie. Astfel, conform statisticilor furnizate de British Petroleum, rata de epuizare a combustibililor fosili, luand in considerare consumul actual, este urmatoarea: (Combustibil si rata de epuizare: Petrol – 40-60 ani; gaze naturale – 60-80 ani; carbune – 230-280 ani). Mai mult decat atat, cata vreme vom acoperi nevoile energetice in principal prin arderea combustibililor fosili, impactul asupra mediului va fi considerabil. Acest impas poate fi depasit doar prin utilizarea unor resurse energetice care sa nu se epuizeze si in acelasi timp sa nu aiba efecte negative asupra mediului.

Energie conventionala – energie poluanta

Folosirea surselor de energie conventionala elibereaza in atmosfera cantitati impresionante de gaze cu efect de sera, dintre care cel mai important este dioxidul de carbon. Utilizarea excesiva a resurselor neregenerabile are consecinte negative asupra mediului, cum ar fi accentuarea efectului de sera, ploile aceide si cresterea concentratiei de praf din atmosfera. Incalzirea globala, determinata de amplificarea efectului de sera, este semnul cel mai vizibil al schimbarilor climatice ce au loc la nivelul intregului glob. Cresterea frecventei fenomenelor meteorologice extreme (caldura excesiva, inundatii, furtuni), topirea ghetarilor si cresterea nivelului oceanelor reprezinta amenintari serioase asupra supravietuirii multor specii de plante si animale, precum si asupra sanatatii si bunastarii oamenilor.

La nivel local, cresterea poluarii, in special in marile orase, are consecinte dintre cele mai nefaste, intre care ploile acide ocupa un loc central, producand alterari semnificative ale sanatatii plantelor si animalelor, eroziuni ale solului sau cladirilor, coroziuni ale obiectelor metalice, s.a.m.d. Alterarea calitatii aerului si a apei a condus la deteriorarea satatatii populatiei, inregistrandu-se o intensificare la nivele alarmante ale morbiditatii si mortalitatii la nivel mondial, impreuna cu stresul termic produs de valurile de caldura si cresterea raspandirii bolilor infectioase din zonele tropicale spre alte locatii datorita incalzirii climei.

Reconciliind traditia cu invoatia

Actualmente ne aflam in fata unei mari dileme si trebuie sa construim un sistem care nu numai sa „tina becurile aprinsie”, ci sa le  tina in functiune pentru miliarde de oameni, sa satisfaca nevoile acestora, protejand in acelasi timp mediu. Solutia nu este o alegere intre „traditie” si „inovatie„, ci vorbim „traditia impreuna cu inovatia„. Aceasta alegere presupune o folosire rationala a surselor de energie traditionala, prin reducerea consumurilor casnice si industriale, in paralel cu implementarea surselor de energie regenerabila.

Tehnologiile bazare pe energia regenerabila au marele avantaj ca utilizeaza resurse inepuizabile, foarte putin poluate, cu o contributie nesemnificativa la schimbarile climatice. In plus, utilizarea lor reduce dependenta de resursele conventionale care se vor epuiza intr-un viitor nu foarte indepartat.

Chiar daca in prezent energia curata este mai scumpa datorita cheltuielilor putin mai ridicate, in ultima perioada de timp s-au inregistrat salturi tehnologice importante, care ne dau speranta ca in viitorul apropiat aceasta va reprezenta o alternativa viabila si accesibila tuturor.

Energia curata – Certitudine sau utopie?

Chiar daca din punct de vedere cost-eficienta, tehnolofiile bazate pe utilizarea combustibililor fosili reprezinta cea mai buna alegere, este important sa cautam situatiile speciale in care energia regenerabila poate fi o solutie viabila si competitiva. Multi dintre voi se vor intreba de ce, date fiind avantajele incontestabile ale utilizarii surselor de energie regenerabila, acestea sunt utilizate la scara larga.

Raspunsul are la baza necesitatea unor investitii initiale importante, faptul ca sursele regenerabile nu sunt disponibile in orice locatie, ca de exemplu energia eoliana poate fi utilizata doar in zone cu vand puternic. Inertia factorilor de decizie (utilizarea resurselor regenerabile la scara larga in vederea producerii de energie presupune schimbari in ceea ce priveste tehnologia utilizata, baza legislativa si nu in ultimul rand, schimbarea mentalitatii oamenilor)

In incheiere, convingerea mea este ca la fel cum automobilul a inlocuit calul si pomputerul masina de scris, in timp, si tehnologiile de producere a energiei curate le pot inlocui pe cele traditionale facandu-le sa para primitive, ineficiente si neeconomice.

Ceea ce trebuie inteles din toate aceste cuvinte este faptul ca energiile regenerabile au inceput sa prinda o dezvoltare continua si aprofundata ceea ce le face mai accesibile atat ca pret cat si ca mentenanta de dupa. Este mai bine sa iti folosesti propriul tau sistem solar termic sau fotovoltaic in timp ce ajuti la salvarea resurselor epuizabile decat sa fii dependent de gazele naturale, carbunele si petrolul care deja incepe sa devina din ce in ce mai putin.

Sursa: Fundatia TERRA Mileniul III si ANPM

Importanta panourilor solare fotovoltaice in economia familiei

De ce in economia familiei? Simplu! Vreau sa ma limitez la folosirea acestor panouri doar pentru o familie care indeplineste toate consumurile dintr-o gospodarie. Mi-am pus in plan sa incerc o abordare directa a problemelor legate de neintelegere si lipsa de informatie pe tema energiilor regenerabine si sper sa reusesc sa cresc macar cu 1% rata de informare in acest domeniu. Este o nisa noua pentru cetateni si o mare parte dintre ei nu stiu cu ce se mananca aceste sisteme.

Pentru inceput, sa explic principiul de functionare a unui sistem de panouri solare fotovoltaice. Aceste panouri fotovoltaice realizeaza conversia directa a luminii in energie electrica la nivel atomic. Produce curent electric cu ajutorul soarelui. Este o investitie sigura si eficienta. Panourile fotovoltaice ca despre ele vorbim au cateva avantaje foarte importante precum: sursa este inepuizabila, singurele variatii posibile fiind cele legate de intenistatea luminii solare. Nu exista emisii si noxe. Dupa instalare cele doua sisteme au nevoue de o intretinere minima, cu costuri minime.

Este normal ca un sistem fotovoltaic sa aiba si dezavantaje dar care nu sunt atat de mari si de speriat precum au impresia necunoscatorii. Dezavantajul cel mai mare din punctul meu de vedere este faptul ca nu functioneaza pe timp de noapte. Niciodata nu m-am gandit la costurile unei instalatii deoarece investitia se amortizeaza destul de repede. Deci, pe timp de noapte nu exista productie de electricitate, dar nu te panica. Orice sistem vine cu accesorii care includ si baterii de acumulare care inmagazineaza energie electrica produsa pe timp de zi si o distribiue in sistem pe timp de noapte, iar noaptea sunt sigur ca vei avea un consum de curent mai scazut, iar daca nu ai, sistemul face fata. Am auzit niste guri rele care spuneau ca aceste sisteme nu functioneaza pe timp innorat si vreau sa infirm acest lucru. Ele functioneaza foarte bine chiar daca cerul este acoperit de nori si ploua sau ninge. Este bine de stiut ca pe timp de iarna, randamentul unui asemenea sistem este putin mai scazut dar cu siguranta iti vei acoperi necesarul de energie electrica din gospodarie.

Recomand sa cautati firme care au panouri fotovoltaice de vanzare si sa le adresati mai multe intrebari pe aceasta tema. Sistemele sunt neconventionale in momentul de fata, foarte putina lume stie despre ce este vorba iar tu ca cetatean ai nevoie sa fii informat. Iti spun ca de la un inginer care lucreaza in domeniul acesta si stiu ca cetatenii nu au informatii despre posibilitatea folosirii acestor sisteme care pe termen lung economisesc atat bani din bugetul tau cat si combustibilii fosili care sunt pe terminate.

Sisteme active de incalzire solara

Incepand cu anii ’70 a avut loc o tendinta accentuata pentru adoptarea unor surse de energie regenerabile, datorita epuizarii treptate a petrolului. In zilele noastre, aceasta tendinta are loc din cauza unei preocupari tot mai accentuate pentru protejarea mediul inconjurator.

Energia solara este intru totul ecologica. Aceasta nu consuma sursele epuizabile de energie, nu are nici un impact daunator asupra aerului, apei, nu ridica probleme de sanatate si nu produce deseuri. Un alt avantaj al energiei solare ar fi faptul ca aceasta nu poate fi controlata de nici o natiune si nu se va epuiza dacat atunci cand soarele va inceta sa functioneze.

Una dintre cele mai eficiente metode de a include tehnologia ecologica intr-o locuinta este utilizarea unui sistem solar pentru incalzirea apei.  Un astfel de sistem solar reduce cu pana la doua treimi necesitatea folosirii metodelor tradionale de incalzire a apei. Minimalizeaza costurile pentru electricitate sau pentru combustibilii folositi in incalzirea apei, reducand impactul asupra mediului inconjurator. Aceste sisteme sunt de doua feluri : active si pasive, cele active fiind cele mai utilizate.

Incalzirea solara activa utilizeaza sisteme colectoare care convertesc radiatia solara in caldura necesara incalzirii apei menajere. Colectoarele sunt panouri cu suprafete negre (pentru a absorbi radiatia), vitrate, bine izolate si orientate in asa fel incat sa optimizeze cantitatea de energie absorbita. Pentru a micsora pierderile de caldura si a mari temperaturile de lucru se trateaza special suprafetele vitrate ce pot fi transformate relativ usor in lentile de tip Fresnel (plate) pentru concentrarea radiatiilor incidente.

Un colector solar este plasat pe acoperis sau intr-un loc in care va avea acces la lumina solara directa. In momentul in care colectorul este destul de fierbinte, un termostat porneste o pompa, care recircula un fluid, numit fluid de transfer termic, prin colector. Pe urma, fluidul fierbinte este directionat spre rezervor, incalzind apa.

In functie de zona in care locuiti si cata apa calda foloseste familia, un sistem solar de incalzire a apei se amortizeaza in mai putin de 5 ani. Un sistem bine intretinut poate avea durata de viata pana la 15-20 de ani, mult mai mult decat un boiler conventional.  Costurile pentru incalzirea apei se reduc in functie de anotimp. Astfel, vara, costurile se reduc cu aproape 100%, ajungand ca incalzirea apei menajere sa fie gratuita, iar primavara si toamna acestea se reduc cu cel putin 60%. Acest lucru face in mod sigur ca un panou solar sa-si merite investitia. Panourile solare pot fi folosite si pentru a incalzi apa din piscine, procedeul fiind unul deosebit de simplu si eficient.

Un panou solar cu rezervor destinat incalzirii apei calde menajere incalzeste, zilnic, o cantitate medie echivalenta cu capacitatea rezervorului. Temperatura la care poate fi incalzita apa difera in functie de anotimp, astfel, in lunile de iarna, pentru ca ziua e mult mai scurta, temperatura apei ajunge intre 15-45°C iar vara, in zilele insorite, temperatura poate ajunge la peste 90°C. Cand este innorat sau ploua, tuburile reusesc sa capteze razele solare prin perdeaua de nori, insa cu o eficienta mult mai redusa. In astfel de zile apa va fi incalzita cu ajutorul curentului prin rezistenta electrica a panoului solar sau a boilerului interior. Rezistenta fiind intre 2 si 4 KW nu implica un consum foarte mare de curent.

Sistemul de panouri solare se monteaza in directia sud sau sud-vest intr-un loc in care sa fie iluminat direct cat mai mult timp pe perioada zilei si sa nu fie umbrit de vegetatie sau cladiri. Trebuie sa aveti in vedere faptul ca exista panouri solare care prin constructie sunt destinate sa functioneze doar vara. Sistemul activ de incalzire solara nu necesita nici un fel de intretinere cu conditia ca panoul sa fi fost montat corect.

Panouri solare termice vs panouri fotovoltaice

De curand am intrat in sfera panourilor solare si panourilor fotovoltaice si dezbaterile nu inceteaza sa apara. Aud in jurul meu zeci de pareri argumentate sau aruncate cu prastia despre energiile regenerabile si neconventionale de parca suntem intr-o rapida ascensiune in acest domeniu. Oricum, cei interesati fac prezumtii si arunca banana cu idei nefondate pentru a fi prinsa de maimuta.

Intr-un cerc de prieteni la o discutie relevanta despre sisteme de energie regenerabila si complexitatea lor, unul dintre ei imi spunea ca a vazut un sistem cu tuburi vidate care functioneaza chiar si la temperatura de -35 grdC cand nu este soare. No, eu zic ca banana a fost aruncata destul de bine si maimutele inghit prostiile. Un sistem solar cu tuburi vidate rezista la acea temperatura dar daca nu este soare pe timp de iarna grea, adio randament termic. Sistemele astea cu tuburi vidate pentru incalzirea apei menajere au un randament limitat atata timp cat nu este soare. Ma, daca nu ai soare si temperatura exterioara este de -35 grdC, cum sa crezi ca acel panou are un randament bun? Da, daca exista soare, exista si apa calda, deci randamentul exista, insa pe timp de iarna este limitat. La astfel de temperaturi se recomanda un sistem cu circuit inchis sau cu glicon sau setarea controller-ului pentru a mentine temperatura constanta in boiler si pentru a circula apa calda prin tevi.

Pe de alta parte, pentru fericirea si multumirea celor care vor sa utilizeze sisteme de energie neconventionala si regenerabila se poate utiliza un sistem fotovoltaic. De ce? Pai e simplu. Panourile fotovoltaice transforma energia solara in energie electrica. Ce poti face cu energia electrica? Absolut orice. Costurile acestor instalatii sunt mai mici decat in cazul panourilor solare, dar si randamentul este putin mai mic si cu toate acestea este mai viabil. In schimb se produce energie electrica care poate fi, la randul ei transformata in orice alta forma de energie: temica sau mecanica. Deci avantajul creste considerabil. Panoul fotovoltaic este mai ieftin decat cel solar dar necesita un sistem de transformare a energiei electrice de tip curent continuu cu voltaj redus, in curent alternat de voltaj ridicat, ceea ce poate implica costuri suplimentare. Investitia se amortizeaza insa destul de repede.

Puse fata in fata panouri solare vs panouri fotovoltaice au o suma de avantaje comune. Sursa este inepuizabila, singurele variatii posibile fiind cele legate de intenistatea luminii solare. Nu exista emisii si noxe. Dupa instalare cele doua sisteme au nevoie de o intretinere minima, cu costuri minime.

La capitolul diferente panouri solare vs panouri fotovoltaice un detaliu important este cel al dimensiunilor respectivelor panouri. Pentru un randament maxim suprafata expusa a panaourilor fotovoltaice trebuie sa fie mare, in timp ce in cazul panourile solare, suprafata acestora trebuie sa fie proportionala si raportata la catitatea de caldura/apa calda pe care trebuie sa o produca. Daca primele au nevoie de radiatie solara directa, cele fotovoltaice produc energie electrica si in conditii de cer acopertit. Panourile solare si cele fotovoltaice ofera in egala masura avantaje. Secretul maximizarii randamentului este acela de a alege sistemele cu adevarat necesare casei tale.

Folosind energie solara, se contribuie semnificativ la protejarea mediului inconjurator, prin arderi mai reduse de combustibili fosili. Un panou solar termic folosit in locul unui boiler electric economiseste intr-un an aproximativ 1 tona de titei, reduce emisiile de dioxid de carbon cu aproximativ 700Kg, iar emisiile de dioxid de sulf (responsabile de ploile acide) cu 5Kg.

Aerul lichid depoziteaza energie

Salut. Acest articol va pune iarasi semne de intrebare in randul celor mai putin cunoscatori insa sper sa reusesc sa ii lamuresc pe toti. Deci aici este vorba despre aerul lichid si dezvoltarea energiei cu ajutorul aerului lichid. Chiar la facultate  am avut o lucrare practica impreuna cu profesorul nostru de criogenie in care am realizat aer lichid cu ajutorul unei instalatii speciale. Proces destul de complicatpentru un student care abia incepe sa studieze criogenia.

Aerul lichid se fabrica prin comprimarea aerului la presiuni mari si destindere adiabatica brusca, ceea ce are drept consecinta producerea unei raciri puternice. Gazul astfel racit este comprimat din nou la presiune mare si apoi destins pana la presiunea normala. Repetand succesiv operatiile de mai sus, se realizeaza temperatura si presiunea necesare inceperii lichefierii gazului. 

Aerul lichid este incolor sau slab colorat in albastru limpede, cu punctul de fierbere de circa –192 °C, densitatea de circa 870 kg/m^3 si se pastreaza in vase Dewar. Materialele introduse in aer lichefiat dobandesc proprietati speciale. Astfel, cauciucul iși pierde elasticitatea, iar metalele isi micsoreaza rezistivitatea.

Deci, cum sta treaba cu acest aerul lichid si depozitarea energiei…!

Transformarea aerului in lichid poate reprezenta o solutie pentru cea mai mare provocare in inginerie. Institutul de Inginerie Mecanica spune ca aerul lichid poate concura cu bateriile si hidrogenul pentru a depozita excesul de energie generat de surse regenerabile. Astfel, electricitatea generata de formele eoliene in timpul noptii poate fi folosita pentru a raci aerul pana la o stare criogenica. Inginerii spun ca procesul de a produce electricitate “de moment” poate avea o eficienta de pana la 70%. Tehnologia a fost dezvoltata in mod original pentru a alimenta vehicule.

Mai multe informatii despre depozitarea energiei cu ajutorul aerului lichid.