Dialog: Energia solară, văzută de doi specialiști în domeniu

Am stat de vorbă cu doi ingineri despre energia verde, cea solară în special. Cum am putea folosi resusrsele (aparent inepuizabile), de care dispunem, într-un mod responsabil? Unde se afla sursa primară de energie? Care este principalul atu al sistemelor fotovoltaice? De ce nu se investește, în România, cum se întâmplă în alte țări, în sistemele fotovoltaice? Sunt numai câteva dintre întrebările la care au răspuns inginerii Sorin Morancea și Daniel Simion.

Inginerul hunedorean Sorin Morancea despre energia verde:
„Pe pământ, ca şi în ceruri, există încă focuri care îşi aşteaptă Prometeii”

Sorin Morancea este un hunedorean care, în timp, a trecut de la inginer de fabrică la om de afaceri. În 2009, a primit titlul de cel mai bun electrician din România. Vorbeşte cu mare pasiune despre energie şi totodată cu mult respect şi preţuire pentru resusrse, pentru Pământ…

Se spune că energia liberă (solară, eoliană) este valorificată însă noi nu o folosim pentru că tehnicile au fost suprimate . Cum comentaţi acest lucru?

Contrar aşteptărilor, în România producerea energiei electrice din surse regenerabile a luat o amploare considerabilă. S-a început în anii 80 cu biomasa (la Berecsău) iar în ultimii ani s-a continuat cu centralele eoliene: foarte multe în Dobrogea, multe în Moldova şi câteva în Banat (Topleţ şi Anina) şi cu centralele solare. Acum, dezvoltatorii de parcuri eoliene işi pun problema montării de panouri solare în site-ul parcului eolian, avantajele fiind terenul existent cât şi instalaţiile electrice (post de transformare, cabluri, clădiri, etc). Mai trebuie adăugată o situaţie oarecum paradoxală, legată de evacuarea energiei, adică transportul energiei spre locurile de consum, cunoscând faptul că de cele mai multe ori marii consumatori nu sunt în imediata apropiere a parcurilor eoliene (sau solare).

Unde se afla sursa primară de energie?

Pentru tot ce primim de la natură sub formă de materie primă, pentru tot ce transformăm după voinţa noastră în cadrul proceselor tehnologice, adică efectiv pentru tot, trebuie să plătim cu energie.

De la vechii greci ne-a rămas minunata legendă despre titanul Prometeu, care a răpit cerurilor focul şi l-a adus oamenilor. Cu această legendă ni s-a transmis, peste milenii, vestea unui mare eveniment din istoria omenirii: omul a folosit în scopul său o mare forţă a naturii, focul. Acesta a sporit puterea omului, dar până la inventarea substanţelor explozive cu ardere rapidă şi a maşinii cu abur, posibilitatea efectuării de lucru mecanic a fost foarte limitată.

A urmat, apoi, cucerirea energiei apelor (folosită mult timp la roţile hidraulice) şi a energiei vânturilor (folosită la bărcile cu pânze, mori de vânt, etc.), energiei aburului (maşini hidraulice), energiei electrice, energiei atomice.

Nu există un hotar exact între descoperirile din istoria omenirii. Şi nici nu există o limită în evoluţia omenirii. Cu fiecare deceniu, cu fiecare an, cresc nevoile de energie şi este neîndoelnic că vor fi găsite metode şi procedee de a obţine energie din surse încă nebănuite. Pe pământ, ca şi în ceruri, există încă focuri care îşi aşteaptă Prometeii.

Energia (într-o definiţie nu destul de riguroasă) reprezintă capacitatea unui sistem fizic de a efectua lucru mecanic. Practic, noi creăm rezervoare artificiale – acumulatoare de energie – pentru cele mai variate scopuri, prin trecerea energiei dintr-o formă în alta, dintr-un loc în altul. Se pune întrebarea firească: unde se află sursa primară de energie?

Oricât ne-am deplasa spre sursele primare de energie nu vom putea să aflăm izvoarele. A spune că energia vine pe Pământ de la Soare, nu reprezintă un răspuns la esenţa întrebării de mai sus. În aplicaţiile şi realizările cotidiene se constată că aproape toate izvoarele de energie de pe pământ îşi datorează existenţa Soarelui. Însă de unde îşi ia Soarele imensa energie pe care o răspândeşte atât de generos?

Generatorul de energie solară se află în adâncurile Soarelui. Acolo, în condiţiile unor presiuni colosale şi temperaturi de câteva milioane de grade, au loc reacţii termonucleare de sinteză – unirea atomilor de hidrogen în atomi de heliu – în urma cărora se degajă cantităţi uriaşe de energie. Se ştie că Soarele constă în 50% hidrogen. Înseamnă, oare, că izvorul primar de energie al Soarelui este hidrogenul?

Razele emise de suprafaţa incandescentă a Soarelui, străbătând abisul negru al spaţiului cosmic, ajung la Pământ. Se estimează că energia radiantă care se revarsă asupra globului pământesc anual este de 20 x 1023 KWh. O parte a acestei energii este reţinută de atmosferă, se estimează o valoare medie de 40% iar restul de 60% ajunge pe suprafaţa Pământului reprezentânt circa 43,6KWh de energie, mai mult decât s-a folosit de omenire până astăzi.
Pământul, încălzit de la Soare, emite într-un an de zile în spaţiul cosmic aproximativ atâta energie câtă primeşte de la soare.

Razele solare care ajung pe globul pământesc cad, în cea mai mare parte, pe suprafaţa mărilor şi a oceanelor, transformându-se în energie termică, determinând evaporarea apei, care în cursul transformărilor ulterioare devine energia hidraulică a cursurilor de apă, aceasta reprezentând aproximativ 0,04% din energia solară.
Ceva mai puţin de 15% din energia solară revine uscatului acoperit de vegetaţie. Plantele consumă doar 0,012%, restul fiind folosit pentru încălzirea uscatului care, la rândul lui, emite energie.

Pe lângă motor al uriaşei pompe de apă, energia solară contribuie în mare măsură la mişcarea învelişului de aer al Pământului, aproximativ 2,5% se transformă în energie eoliană.

Plantele, cu ajutorul energiei solare şi a anumitor substanţe din exterior, produc alte substanţe utilizate de fiecare plantă în parte (pentru creştere, dezvoltare, etc) iar altă parte ca hrană pentru oameni şi animale. Practic, noi folosim indirect energia solară prin hrana animală sau vegetală.

Combustibili naturali rezultaţi din ţesuturile cândva vii ale vegetaţiei sunt datoraţi tot energiei solare, asigurând circa 95% din consumul mondial de energie.

Cea mai largă utilizare a energiei este energia electrică. Rămâne să ne îndreptăm interesul spre un anumit tip de transformare pentru a obţine energa electrică.

Dacă preţul energiei din surse convenţionale va creşte, credeţi că oamenii vor începe să se orienteze spre energiia solară?

Categoric da. Cu atât mai mult cu cât preţul panourilor fotovoltaice a scăzut. Bine ar fi dacă şi taxele, avizele, aprobările, ar respecta acelaşi trend.

Care este principalul atu al sistemelor fotovoltaice?

Sunt mai multe: preţul, nu necesită personal supercalificat pentru exploatare sau întreţinere, se pot monta în apropierea utilizatorului de energie electrică şi se constată în ultima vreme o modificare a vremii (mai mult soare).

Unii specialişti spun că energia solară este o alternativă la energia nucleară, pentru că aceasta din urmă presupune riscuri majore, cum ar fi exploziile. Cum comentaţi acest lucru?

Energia nucleară este o parte a energiei solare. Nu cred că va trece foarte mult timp până când zonele foarte însorite din Africa vor fi „aglomerate” de panouri solare. Mai rămâne de rezolvat problema reducerii pierderilor la transportul energiei spre celelate continente (Europa, America, Asia).

Printre proiectele dumneavoastră se regasesc şi turnurile solare. Ce sunt acestea, cum funcţinează şi care este avantajul folosirii lor?

Turnurile solare combină energia solară şi energia eoliană transformându-le în energie electrică. Principiul de funcţionare este relativ simplu şi se bazează pe tirajul natural al turnurilor (coşurilor de fum) înalte.
Părţi componente:
– turn (coş de fum), pentru obţinerea tirajului.
– colector (seră din sticlă şi folie), pentru încălzirea aerului de la baza coşului, prevăzut cu sistem de înmagazinarea a căldurii (ţevi cu apă), încojoară turnul.
– turbină eoliană (pale, generator asincron, sistemul de multiplicare al turaţiei, frână)
– priza de aer şi canalul pentru admisia aerului în colector.
– echipamentul electric de automatizarea, măsurarea şi furnizarea energiei electrice
Funcţionare:
Aerul întră prin priza de aer şi canalul de admisie în colector unde este incălzit la o temperatură de 60-700C şi este dirijat prin tiraj spre baza turnului (coşului de fum) unde se amplasează turbinele eoliene. Curentului de aer cald, având viteza determinată de tirajul turnului, pune în mişcare palele generatoarelor eoliene.

Pentru mărirea randamentului colectorul va fi prevăzut cu acumulatoare de căldură (ţevi cu apă), care noaptea cedează căldura înmagazionată în timpul zilei.

Pentru specificul geografic al zonei de vest, care ar fi, după părerea dumneavoastă, soluţia energetică cea mai bună?

Ar trebui definită zona de vest. Optim, din punct de vedere energetic, ar fi ca această zona să cuprindă judeţele Timiş, Arad, Caraş, Hunedoara şi Mehedinţi. În această variantă, soluţia energetică optimă beneficiază de soare, vânt, biomasă, apă, cât şi de consumatori importanţi de energie.

Ca o completare, cam cu două, trei secole în urmă, în Anglia, la Birmingham, a luat naştere o asociaţie a savanţilor, de tipul unei academii de ştiinţe, neoficială însă. Amintesc aici pe vestitul chimist şi om politic Joseph Priestlez, pe Erasmus Darwin, bunicul lui Charles Darwin, Watt şi alţii. Societatea lor era denumită “Asociaţia prietenilor Lunii”, fiindcă membrii ei se adunau numai atunci când era lună plină. Acest lucru era necesar deoarece ei era obligaţi să se întoarcă acasă noaptea târziu şi cum străzile oraşului nu erau pavate sau luminate, singurul ajutor a lor era Luna care le lumina drumul.Aproximativ trei secole despart străzile nepavate şi neiluminate din Birmingham de epoca noastră (cu străzi iluminate, pavate şi mijloace de transport moderne). Ce s-a întâmplat în acest timp? Producţia de bunuri şi mărfuri a omenirii a crescut nemăsurat de mult, a crescut, de asemenea, şi cantitatea de energie produsă şi consumată. Dacă resursele energetice ar fi uşor de procurat, dacă unele efecte (cum ar fi poluarea) nu ar fi dăunătoare pentru omenire, atunci ar trebui să fim liniştiţi, să dezvoltăm în continuare ramuri industriale fără să ţinem seama de costurile energetice sau să nu ne pese de răul produs prin poluare.

Aşa cum în secolul al XVIII-lea, la Birmingham, beneficiind din plin de lumina Lunii, savanţi renumiţi aveau timp şi minte să se întâlnească pentru a găsi soluţii la problemele pe care îi preocupau, cred că e momentul ca oamenii pricepuţi din domeniul energetic, care beneficiază din plin de binefacerile “energiilor”, să gaseascaă soluţii pentru optimizarea consumurilor şi reducerera pierderilor energetice. Până la urmă, cea mai ieftină energie este energia economisită!

Sutnteţi un mare iubitor de poezie. Cum aţi defini (poetic) înfăţişările energiei?

Avem nevoie de energie şi de calităţile ei şi cât de variate sunt înfăţişările sub care o întâlnim:
Ea este concetrată în razele soarelui sub formă mată sau strălucitoare, neagră sau cenuşie.
Ea este cărbunele lichid al pământului – ţiţei.
Ea este cărbunele străveziu aerian, care arde cu flacără incoloră – gazul natural.
Ea apare sub formă de şisturi bitumioase.
Ea este darul pădurilor verzi – lemnul.
Ea este bogăţia mlaştinilor – turba.
Ea este cărbunele alb al apelor – energia hidraulică.
Ea este cărbunele albastru – forţa valurilor.
Ea este cărbunele roşu – căldura pământului.
Ea este carbunele incolor – energia nucleară.

Pentru ca aceste imense bogăţii ale pământului să capete valoare trebuie puse la treabă cu costuri şi pierderi cât mai mici. Nu putem răsplăti dărnicia pământului cu răutate, nepăsare sau inconştienţă.

Inginer Daniel Simion, despre investiţiile slabe în energia solară: “Lipsa banilor este unul din factorii principali dar şi legislaţia în vigoare”

Despre energia solară, dar și despre rolul cablurilor fotovoltaice am discutat cu inginerul craiovean Daniel Simion. Acesta mi-a arătat rolul cablurilor fotovoltaice în instalaţiile electrice, și mi-a vorbit despre piedicile pe care trebuie să le depăşească un român care s-a hotărât să investească într-un sistem fotovoltaic

Ce condiţii trebuie să îndeplinească un cablu fotovoltaic pentru a rezista în timp?

Caburile fotovoltaice, pentru a rezista în timp, trebuie să suporte temperaturi ridicate în timpul verii (80-90 de grade Celsius) şi iarna până la temperaturi de – 30 grade Celsius. De asemenea, trebuie să suporte protecţia la razele ultraviolete.

Care este rolul acestora în instalaţiile solare?

Rolul cablurilor fotovoltaice în instalaţiile solare este acela de a conecta din punct de vedere electric panourile fotovoltaice cu restul echipamentelor din componenţa instalaţiei solare.

Avantajele cablurilor fotovoltaice sunt cunoscute: necesită un spaţiu mai restrâns, au o durată mai mare de viaţă, cheluielile curente sunt mai reduse, şi aşa mai departe. Care ar fi, însa, dezavantajele folosirii lor?

Costul lor este ceva mai mare în comparaţie cu alte tipuri de cablu folosite în instalaţiile electrice. În schimb, cablurile fotovoltaice au nişte caracteristici tehnice mai speciale faţă de cablurile obişnuite, deci calitatea lor compensează preţul. În concluzie, nu vad un dezavantaj major la aceste cabluri fotovoltaice.

Există mai multe tipuri de cabluri fotovoltaice, de la cele instalate în pământ la cele din aluminiu sau cupru. Care este, din punct de vedere al costurilor şi al durabilităţii, cel mai avantajos?

Cablurile realizate din cupru sunt cele mai bune din punct de vedere electric şi al durabilităţii. În schimb, preţul lor este mai mare în comparaţie cu cele realizate din aluminiu. Însă scopul proiectantului este acela de a alege componente electrice de calitate pentru o fiabilitate mai bună a instalaţiei şi o durată de viaţă cât mai lungă.

În România nu se investeşte în sistemele fotovoltaice faţă de alte ţări europene, cu toate că există o rată de profitabilitate foarte mare şi o durată de amortizare de aproximativ cinci ani. După părerea dumneavoastră, care ar fi motivul?

Lipsa banilor este unul din factorii principali precum şi legislaţia în vigoare.

Dintre sistemele fotovoltaice (cele conectate la reţea, cele independente) care ar fi cel mai avantajos pentru un român decis să investească în unul?

Instalaţia fotovoltaică cu generare în reţea a energiei electrice produse, dacă obţine toate aprobările necesare.

Roxana Muntean