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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA energia solar. Potencial, avaliação de recursos, barreiras. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de energia alternativa potencial solar A entrada anual de energia solar varia de 900-1000 kWh/m2 no norte da região do Mar Báltico a, por exemplo, 1077 kWh/m2 na Europa Central (Boêmia) e até 1600 kWh/m2 nas regiões do Mediterrâneo e do Mar Negro em uma superfície horizontal. No sul, em uma superfície inclinada, a entrada anual de energia solar é 20% maior. Classificação do recurso A energia solar disponível varia ao longo do dia devido ao movimento relativo do Sol e dependendo da cobertura de nuvens. Ao meio-dia com tempo claro, a irradiância gerada pelo Sol pode chegar a 1000 W/m2, enquanto em condições de nuvens densas pode cair para 100 W/m2 ou até menos, mesmo ao meio-dia. A quantidade de energia solar varia com o ângulo da instalação e a orientação de sua superfície, diminuindo à medida que você se afasta da direção sul. As células fotovoltaicas fabricadas comercialmente têm uma classificação de potência específica, expressa em watts de potência de pico (Wp). Este é um indicador de sua potência máxima em condições de teste padrão, quando a radiação solar está próxima de seu valor máximo de 1000 W / m2 e a temperatura da superfície da fotocélula é de 25°C. Na prática, as fotocélulas raramente precisam trabalhar nessas condições. A potência aproximada (P) de um sistema fotovoltaico é estimada pela fórmula: P (kWh/dia) = Pp (kW) * I (kWh/m2 por dia) * P onde: Pp é a potência nominal em kW, equivalente à eficiência multiplicada pela área em m2, I é a exposição solar na superfície, em kWh/m2 por dia PR é o fator de desempenho do sistema. O valor médio diário da irradiância solar (I) na Europa em kWh/m2 por dia (inclinação para o sul, ângulo de inclinação para o horizonte 30 graus) é dado na tabela.
Fatores de desempenho típicos:
Nas condições europeias, a entrada de energia solar na maioria dos casos excede o consumo de energia do edifício. Por exemplo, um edifício residencial multifamiliar típico na República Tcheca recebe 1077 kWh/m2, enquanto cada andar consome aproximadamente 150 kWh/m2 para aquecimento e outros 25-50 kWh/m2 para iluminação e cozinha, o que no total equivale a 875 - 1000 kWh/m2 para um prédio de cinco andares (os andares são medidos em m2 de superfície horizontal). A energia solar fornecida durante o ano é geralmente suficiente, mas o recurso útil é limitado pelas flutuações da energia solar e pela capacidade de armazenamento. Uma avaliação correta da parcela de calor solar útil pode ser feita levando em consideração diferentes cargas de calor. As limitações dos sistemas embutidos são geralmente que o aquecimento solar pode cobrir apenas 60-80% da demanda de água quente e 25-50% do aquecimento. Depende da localização da casa e do tipo de sistema. No Norte da Europa, os limites são respectivamente 70% e 30% para água quente e aquecimento ambiente. A análise e a experiência com sistemas solares de aquecimento central mostram que podem cobrir 5% do consumo sem armazenamento, 10% com armazenamento de 12 horas e cerca de 80% com armazenamento sazonal. Esses dados são baseados em sistemas de aquecimento urbano no setor residencial, onde a perda média de calor é de 20%. Os sistemas de aquecimento solar sem armazenamento de calor são de longe a solução mais barata. O aquecimento solar pode suprir cerca de 30% das necessidades de empreendimentos industriais que utilizam calor abaixo de 100°C, desde que seu consumo de calor seja estável. Dependendo da época do ano e da temperatura, a energia solar pode suprir 100% da necessidade de secagem de produtos. O aquecimento solar de piscinas pode cobrir quase completamente a carga térmica de piscinas interiores e 100% para piscinas exteriores no verão. Assim, calcular o potencial de aquecimento solar é principalmente uma questão de avaliar a demanda de calor em baixa temperatura. barreiras Na sua maioria, as instalações de aquecimento solar estão bem desenvolvidas, e se existem dificuldades no seu desenvolvimento, estas são causadas mais pela falta de determinados materiais ou tecnologias num determinado local, do que pela ausência de tecnologias propriamente ditas. Portanto, as principais barreiras, além das econômicas, são:
Às vezes, o obstáculo é a falta de energia solar. No que diz respeito aos sistemas de aquecimento solar ativo, quase sempre é possível encontrar um local para instalar um coletor de onde se possa retirar a energia da luz solar. No caso da energia solar passiva, que normalmente entra por janelas comuns, a proximidade de casas ou árvores pode levar a uma redução significativa na entrada de energia. Mesmo após a drástica redução de preço, as células fotovoltaicas custam atualmente US$ 5/Wp. A eletricidade das células solares hoje custa 1 - 0,5 dólar / kWh, ou seja, mais cara do que de outras fontes renováveis. No futuro, à medida que se tornarem mais amplamente utilizados, o custo das células solares deverá diminuir. Apesar do seu elevado custo, a energia fotovoltaica pode ser mais barata do que outras fontes em regiões remotas sem rede elétrica, ou onde a geração de eletricidade por outros meios (por exemplo, geradores a diesel) é difícil ou inaceitável por razões ambientais (por exemplo, em áreas montanhosas).
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