De ce nu folosim doar energia solară? - Alexandros George Charalambides

Vizionați lecția completă: http://ed.ted.com/lessons/why-aren-t-we-only-using-solar-power-alexandros-george-charalambides

Energia solară e mai ieftină și mai sustenabilă decât centralele actuale pe bază de cărbuni, așadar de ce nu am făcut schimbarea? Adevărații vinovați aici sunt norii, care fac ca energia solară să fie dificil de controlat. Alexandros George Charalambides ne explică de ce turnurile și panourile solare crează electricitate și cum încearcă oamenii de știință să realizeze un sistem care poate funcționa chiar și când e înnorat.

Lecție de Alexandros George Charalambides, animație de Ace & Son Moving Picture Co., LLC.

Avem motive bune

să alegem în întregime energia solară.

În multe cazuri e mai ieftină

și cu siguranță mai sustenabilă

decât dependența noastră
de centralele electrice tradiționale

ce folosesc drept resurse cărbunele,

care se va epuiza în cele din urmă.

Așadar, de ce să nu înlocuim

centralele tradiționale cu energia solară?

Deoarece există un factor care face

ca energia solară să fie foarte imprevizibilă:

stratul de nori.

Pe măsură ce razele Soarelui
se deplasează spre Pământ,

unele sunt absorbite
de atmosfera Pământului,

altele sunt reflectate înapoi în spațiu,

dar restul reușesc să ajungă la suprafața Pământului.

Cele care nu sunt deviate

se numesc „iradiație directă”.

Cele care sunt deviate de nori

se numesc „iradiație difuză”,

iar razele întâi reflecate de o suprafață,

cum ar fi o clădire din apropiere,

înainte să ajungă la sistemul de energie solară

se numesc „iradiație reflectată”.

Dar înainte să putem examina
modul în care norii

influențează razele solare
și producția de electricitate,

să vedem cum funcționează
aceste sisteme de energie solară.

În primul rând, avem turnuri solare.

Sunt compuse dintr-un turn central

înconjurat de un câmp imens de oglinzi

care se orientează după soare
și concentrează

doar razele directe
într-un singur punct pe turn,

cam ca un om nerăbdător
să meargă la plajă.

Căldura generată de aceste raze

e atât de mare încât poate fi folosită
pentru a fierbe apă,

producând aburi care pun în funcțiune
o turbină tradițională

ce produce electricitate.

Dar când spunem sisteme de energie solară,

vorbim, de obicei, de sisteme fotovoltaice

sau panouri solare,

care reprezintă sistemele cele mai folosite

pentru generarea energiei solare.

În panourile solare,

fotonii din razele soarelui
lovesc suprafața panoului,

iar electronii sunt eliberați,

obținându-se curent electric.

Panourile solare pot folosi
toate tipurile de iradiație,

în timp ce turnurile solare
doar iradiația directă,

și aici devin importanți norii

deoarece în funcție de tipul
și locația lor

în raport cu soarele,

pot crește sau reduce

cantitatea de electricitate produsă.

De exemplu, chiar și câțiva nori cumulus

în fața soarelui pot reduce

producția de electricitate
din turnurile solare

aproape la zero datorită
dependeței de razele directe.

La panourile solare, acești nori
ar descrește

și randamentul de energie,

deși nu la fel de mult,

deoarece panourile solare pot folosi
toate tipurile de iradiații.

Totuși, totul depinde de poziționarea
exactă a norilor.

Datorită reflecției sau unui fenomen

numit „împrăștierea Mie”,

razele solare pot fi concentrate

de către nori ducând
la o creștere de 50%

a iradiației ce ajunge
la panourile solare.

Dacă această creștere potențială
nu e justificată,

poate deteriora panoul solar.

De ce contează?

Ei bine, nu ați vrea ca această lecție
să se oprească

doar pentru că un nor a trecut deasupra
panoului de pe acoperiș.

În turnurile solare, rezervoare uriașe
de sare topită sau ulei

pot fi folosite pentru a stoca
orice exces de căldură

și a-l folosi la nevoie,

deci așa rezolvă ei problema

iradiaței solare fluctuante
pentru a regla

producția de electricitate.

În cazul panourilor solare însă,

nu există momentan nicio modalitate
accesibilă

de a stoca energia suplimentară.

Aici intră-n scenă centralele electrice
tradiționale

deoarece, pentru a corecta orice fluctuație

în aceste centrale solare,

electricitatea suplimentară
de la surse tradiționale

trebuie să fie mereu disponibilă.

Dar de ce nu sunt folosite aceste centrale
tradiționale

ca și acoperire,

în loc ca noi, oamenii, să depindem de ele

ca sursă principală de energie?

Pentru că e imposibil pentru un angajat

al unei centrale pe cărbuni sau nucleare

să răsucească un mâner pentru a produce

mai multă sau mai puțină electricitate

în funcție de câți nori sunt pe cer.

Timpul de reacție ar fi prea scurt.

În schimb, pentru a regla aceste fluctuații,

se produce mereu electricitate suplimentară

de la centralele electrice tradiționale.

În zile cu cer senin,

acea electricitate suplimentară
ar putea fi irosită,

dar când e înnorat,

asta umple golul.

În prezent depindem de asta

pentru o sursă constantă de energie.

Din acest motiv, mulți cercetători

sunt interesați să prognosticheze mișcarea

și formarea norilor prin imagini
din satelit

sau camere video îndreptate spre cer

pentru a maximiza energia de la
centralele solare

și a minimiza pierderile de energie.

Dacă am putea realiza asta,

ați putea să vă bucurați
de acest material video

pus în funcțiune doar de razele soarelui,

indiferent de vreme,

deși dacă soarele strălucește,

ați putea fi tentați
să vă aventurați afară

ca să priviți norii dintr-o altă perspectivă.