Eficiența sistemelor solare crește galopant: s-a ajuns la aproape 50%

Până la finalul acestui deceniu, cercetătorii din domeniul energiei solare sunt încrezători că tehnologiile de captare a luminii soarelui vor depăși o eficiență de 50%. Deja sunt câteva exemple fezabile, bazate în principal pe ideea concentratoarelor solare. În continuare, mai multe informații.

energie solara eficienta - ecoprofit 0

Voi începe cu un recent studiu al băncii de investiții UBS, a cărui concluzie este extrem de simplă: energia solară va deveni de bază în viitorul apropiat. Conform specialiștilor UBS, până în 2025 (deci în numai un deceniu), tehnologiile bazate pe transformarea energiei solare în energie electrică vor înlocui fără probleme termocentralele și centralele nucleare, datorită creșterii eficienței și a scăderii rapide a costurilor.

Cei de la UBS mai estimează că, în doar un deceniu, capacitatea solară instalată se va tripla pe plan global, după care se va tripla iar în următorii 25 de ani. Practic, până în 2050 se va atinge valoarea de 3 terra-watt de instalații solare pe întreg mapamondul, investițiile totale în următorii 35 de ani urmând să ajungă la aproximativ 3 trilioane de dolari.

energie solara eficienta - ecoprofit 1

O sumă chiar rezonabilă, dacă ne gândim că subvențiile pentru combustibilii fosili se ridică la peste 5 trilioane de dolari pe an! Prin comparație, subvențiile pentru energia solară ar necesita doar 70 de miliarde de dolari în următorul deceniu, după care aceste subvenții ar urma să scadă vertiginos până la eliminarea lor în jurul anului 2050.

1% din curentul electric pe plan mondial este obținut deja din energia solară

Estimările foarte optimiste ale celor de la UBS sunt susținute și de recentul studiu al SPE (Solar Power Europe – Asociația Europeană a Energiei Solare), în care se arată că, pe plan global, 1% din necesarul de curent electric este deja satisfăcut de instalațiile solare. Pe plan european, în țări precum Italia, Grecia și Germania deja s-a depășit procentul de 7% al necesarului de curent provenit din energia solară, iar investițiile în noi instalații solare sunt în creștere galopantă de la an la an.

energie solara eficienta - ecoprofit 2

Momentan, capacitatea instalată cumulată la nivel global se ridică la circa 178 GW (echivalentul a 33 de termocentrale cu putere de 1 GW), în China înregistrându-se cea mai rapidă evoluție a proiectelor solare. Conform SPE, până în 2020 capacitatea totală solară instalată pe plan mondial ar putea atinge valoarea de 540 GW (sau circa 400 GW fără subvenții).

Toate aceste estimări sunt făcute pe baza situației actuale din piață, dar și pe baza evoluției din 2000 încoace (în aproape 15 ani sectorul industriei solare a crescut de 100 de ori!). Însă evoluțiile tehnologiilor din domeniul solar sunt galopante, la fel ca acelea din IT, iar noile soluții ar putea însemna o accelerare fără precedent a investițiilor.

Eficiență din ce în ce mai bună

Una dintre problemele actuale ale tehnologiei panourilor fotovoltaice ține de eficiența foarte redusă de transformare a energiei solare în energie electrică. În mod uzual, aceasta este de maximum 12-15%, fiind influențată nu doar de uzura în timp sau de perioadele când intensitatea razelor solare e mai redusă, ci și de creșterea temperaturii la suprafața panourilor.

energie solara eficienta - ecoprofit 3În condiții de laborator, specialiștii de la Universitatea Aalto din Finlanda au obținut recent un adevărat record pentru domeniul celulelor fotovoltaice: 22,1%.

Specialiștii finlandezi au reușit optimizarea recombinării electronilor dintr-o celulă fotovoltaică realizată din silicon negru, însă tot ei recunosc faptul că tehnologia nu va fi viabilă economic înainte de finalul acestui deceniu.

Până atunci, însă, compania suedeză Ripasso a realizat un experiment reușit în deșertul Kalahari, proiectul lor consemnând o eficiență de 32% a transformării energiei solare în energie electrică. Este vorba despre un sistem de tipul ”concentrator solar”, care utilizează o tehnologie de origine militară.

energie solara eficienta - ecoprofit 4Mai exact, panourile fotovoltaice sunt montate pe discuri cu un diametru de circa 100 de metri pătrați, plasate pe sisteme rotative astfel încât să urmărească traiectoria soarelui pentru a captura cât mai multă energie solară posibil, în fiecare moment. Interesant este faptul că sistemul rotativ conceput de suedezi utilizează un principiu conceput încă din secolul XIX: pistonul Stirling, care utilizează alternativ căldura și aerul rece pentru a pune în mișcare o roată (o alternativă la mai cunoscutul principiu al motorului cu aburi).

Conform firmei suedeze, un astfel de concentrator solar este capabil să producă până la 85 MWh pe an (ceea ce asigură necesarul anual de curent pentru circa 10 gospodării), deci poate economisi circa 81 de tone de emisii de CO2 anual, care ar fi eliminate de o termocentrală pe cărbuni. Suedezii au deja în plan parteneriate pe scară largă pentru producerea și instalarea acestei tehnologii în anii următori, eficiența cea mai bună a acestor sisteme înregistrându-se în zona ecuatorială.

energie solara eficienta - ecoprofit 5Totuși, până în acest moment cea mai bună eficiență a unui sistem fotovoltaic a fost obținută chiar în Europa. Colaborarea dintre firmele franțuzești CEA-Leti și Soitec, respectiv ISE (Institutul German pentru Sisteme Solare din Fraunhofer, Germania) a dus la crearea unor celule fotovoltaice de tipul ”multi-junction”, eficiența obținută ajungând la 46%.

Practic, celulele fotovoltaice sunt concepute ca niște mini-concentratoare de enegie solară, beneficiind de câte patru sub-celule care diercționează lumina la un unghi optim pe captatorul principal, în condițiile în care tehnologia nu presupune materiale scumpe, ci doar o proiectare atentă a grosimii și compoziției structurii celulelor.

În Franța există o ”fermă solară” pilot unde este testată această tehnologie, despre care germanii afirmă că este ”cea mai eficientă tehnologie solară în acest moment”. Însă tot ei afirmă că până la finalul anului este foarte probabil să obțină o eficiență de 50% – actualul record, de 46%, a fost obținut la doar câteva luni după precedentul record, de 43,6%.

În 2020, eficiența sistemelor fotovoltaice va ajunge la aproape 50%

Așadar, iată doar câteva exemple care justifică optimismul în privința evoluției tehnologiilor legate de energia solară în viitorul imediat. Singura mare problemă în calea unei evoluții mai accentuate ține de bugetele mici sau inexistente pe care guvernele sunt dispuse să le acorde pentru cercetarea în acest domeniu foarte promițător. Sau, după cum spun multe voci, ”avem tehnologia și cunoștințele, dar ne lipsește voința politică”. Cel mai probabil pentru că politica încă este dependentă de interesele din domeniul resurselor fosile.