Inovatii pentru o casa model

miercuri, 07 noiembrie 2018

Preocup|rile pentru producerea unor energii verzi, nepoluante, sunt vechi de mai bine de cinci decenii. S-au dezvoltat echipamentele pentru producerea energiei eoliene, solare sau a valurilor marii. Exista azi zone „impadurite” cu centrale eoliene cam peste tot in lume. Exista si folosiri razlete a energiei solare prin intermediul panourilor fotovoltaice sau a panourilor solare care sa incalzeasca apa, destul de timid folosite la nivel mondial. Motivul pentru care acestea nu devin sisteme generalizate de Energie verde este costul energiei electrice obtinute prin raportare la costurile de fabricatie. Cu alte cuvinte, deocamdata randamentul acestor tehnologii este inca scazut, sunt prea scumpe in comparatie cu pretul energiei obtinute prin intermediul combustibililor fosili (carbune, gaz, petrol). In ciuda faptului ca de vreo cinci decenii, ni se tot spune ca acestea sunt pe cale de disparitie.

 In acelasi punct ne aflam si azi: zacamintele sunt tot pe cale de disparitie (dar se descopera altele noi!), apar noi centrale eoliene, dar sistemul nu se generalizeaza. Si motivul este unul esential: nu s-a descoperit ceva revolutionar care sa produca energie electrica ieftina. In 1989 lumea a aflat ca s-a descoperit o tehnologie revolutionara de producere a energiei electrice prin ceea ce se numeste de atunci fuziunea atomica „la rece”. Ni se spunea atunci ca un kilogram de combustibil nuclear poate alimenta cu energie, produsa de aceasta tehnologie, un oras intreg timp de 100 de ani. Din pacate, aceasta revolutie energetica, fuziunea la rece, a ramas doar un vis, Este incredibil cum de trei decenii ea nu s-a impus, nu s-a generalizat, o explicatie fiind ca cercetarile nu au fost stimulate de cei care castiga enorm tocmai din hulita energie „fosila”. Asa ca raman preocuparile sterile pentru un viitor energetic incert, dar profitabil, cu timide incercari de a readuce in discutie „eficienta energetica”.

Ce zice Europa?

 Aflam, in context, ca Uniunea Europeana (UE) adopta noi obiective energetice. Parlamentul, Comisia si statele membre sustin ca, „pentru 2030, vom consuma cu 32,5% mai putina energie decat in 2005. Dar pentru a realiza acest lucru, este nevoie a face casele noastre mai eficiente din punct de vedere  ecoenergetic. Acest lucru incepe, bineinteles, cu o buna izolare. Dar cum se poate imbunatati si mai mult acest castig energetic? Stijn Verbeke, expert in constructii si energie la EnergyVille/VITO si la Universitatea din Anvers, propune o lista de patru inovatii in plina dezvoltare.

Cele mai bune panouri solare

 „Exista inca multe imbunatatiri posibile in domeniul energiei regenerabile”, spune Stijn. „Ma gandesc la BIPV sau la sistemul fotovoltaic incorporat in cladire, la panourile solare realizate din materiale de constructie obisnuite, cum ar fi acoperirile de fatada”. BIPV (Panouri fotovoltaice Integrate in Cladiri) este o tehnologie integrata in structurile cladirilor in timpul constructiei lor. Este o tehnica verde, prietena cu mediul inconjurator, care genereaza electricitate la un cost mult mai mic decat cel produs in centralele electrice. Integrarea in imobile a BIPV reduce substantial costurile de constructie. Tehnologia BIPV poate fi folosita pentru acoperisuri, pereti exteriori din sticla si ferestre.

 Un alt exemplu, in opinia lui Stijn, sunt panourile PVT care nu numai ca produc electricitate, ci si caldura generata pentru incalzirea apei sanitare.

 Un PVT, panou solar hibrid  (FotoVoltaic si Termic) este un dispozitiv care permite conversia energiei radiate de soare, partial in energie electrica si partial in energie termica, prin combinarea efectului unui modul fotovoltaic si al unui panou solar termic.

 Prin urmare, un panou solar hibrid este compus dintr-un colector fotovoltaic care este asociat cu un schimbator de caldura capabil sa incalzeasca un fluid prin portiunea de radiatie solara care nu este transformata in energie electrica.

 Ideea panoului solar hibrid (PVT) a plecat de la constatarea ca, de la originea conversiei fotovoltaice, rata de conversie a radiatiei solare in energie electrica depinde de temperatura celulei solare fotovoltaice care efectueaza conversia. Performanta panoului solar scade odata cu cresterea temperaturii celulei fotovoltaice. Deoarece aceasta rata de conversie este de ordinul a 15-20% (pentru celulele siliconice cristaline obisnuite), rezulta ca restul de 80-85% este transformat in energie termica sau caldura sensibila (adica celula se incalzeste), ceea ce reduce semnificativ performanta panoului fotovoltaic.

 O solutie la aceasta problema a fost identificata in posibilitatea de a raci celulele utilizand un fluid termodinamic de transfer de caldura care elimina caldura produsa. Ca efect secundar semnificativ este legat tocmai de exploatarea acestei calduri pentru a satisface un utilizator termic, pentru incalzirea apei menajere, similar cu un panou solar termic.

 Performanta energetica totala (adica, considerand caldura recuperata si energia electrica produsa ca efect util) depaseste in mod normal 40% si poate atinge 50-60% in conditii favorabile.

Stocati energia

 Problema cu panourile voltaice sau panourile solare de pe acoperisuri sau integrate in cladiri este ca ele produc energie electrica dar doar cat afara este soare. Ce facem cand ploua sau ninge sau cand saptamani bune cerul este acoperit de nori? Pentru asta s-au inventat bateriile, adica dispozitive de stocare a energiei electrice pentru ca aceasta sa fie folosita in timpul perioadelor neinsorite. De aici o lupta pentru baterii din ce in ce mai puternice, cu randamente superioare.

 Stocarea energiei devine din ce in ce mai importanta, bateriile sunt bune, fara indoiala, dar exista si alte modalitati de a stoca energia. Potrivit lui Stijn Verbeke, „se poate, de exemplu, controla rezervorul de apa calda intr-un mod inteligent”. Apa se incalzeste atunci cand este disponibila multa energie solara, asa incat ea poate fi folosita ca un fel de baterie, doar ca pentru a stoca mai multa caldura”.

 Racordarea unei pompe de caldura cu actiune lenta la sistemul de incalzire este si ea o forma inteligenta de stocare a energiei, spune Stijn Verbeke.

 Pompa de caldura este un dispozitiv care extrage iarna caldura din pamant, apa sau aer, iar apoi, cu ajutorul unui compresor montat in interior, agentul frigorific se incalzeste la o temperatura si mai ridicata. Ulterior, acesta raspandeste caldura in interiorul locuintei. Vara, ciclul se inverseaza, iar locuinta este racita.

 „Si cum sistemul actioneaza lent, se poate utiliza electricitatea produsa de panourile solare in timpul zilei la alimentarea pompei de caldura tocmai pentru a profita de caldura si in timpul serii, intr-o maniera durabila”, mai spune Stijn Verbeke.

 O alta previziune este dezvoltarea mai intensa a caselor inteligente, Stijn Verbeke dand credit internetului lucrurilor (IL), si anume sistemelor de control automat, de multe ori cu ajutorul inteligentei artificiale conectate.

Incalzirea pentru intregul cartier

 O idee interesanta pentru viitorul apropiat ar fi insa, conform expertilor, inlocuirea incalzirii individuale a caselor cu sisteme care furnizeaza energie pe strazi sau pe cartiere intregi. „In cazul cererii scazute de incalzire, este adesea ineficient sa investesti individual in tehnologii avansate si costisitoare”, spune Stijn Verbeke.

GEORGE CUSNARENCU