Sisteme Durabile în Producția Animală

1. INTRODUCERE

Energia solară este cea mai importantă sursă de energie a Pământului. Aproape fiecare formă de energie pe care oamenii o folosesc astăzi, provine din transformarea şi înmagazinarea energiei solare. După evenimentele de pe piaţa energetică mondială, în special cea a resurselor minerale, a devenit clar faptul că schimbările de bază trebuie să conducă Ia reglarea întregului sistem de aprovizionare cu energie. Prin studii şi cercetări intensive s-a ajuns la înlocuirea parţială a pretioaselor rezerve de energie fosilă cu surse noi ca soarele şi vântul.

Unităţile din zootehnie, agricultură şi industria alimentară sunt consumatori importanţi de energie. În structura energiei consumate ponderea cea mai mare în consum o are utilizarea sub formă de energie termică (abur, apa caldă), procentul fund de 84,6% din totalul consumului energetic, restul energiei utilizându-se sub formă de energie electrică.

În cadrul zootehniei şi industriei alimentare se cunosc o serie de acţiuni menite să asigure extinderea soluţiilor cunoscute precum şi lărgirea sferei aplicaţiilor energiei solare în cadrul acestui important sector al economiei. Introducerea energiei solare ca o sursă semnificativă de energie în zootehnie şi industria alimentară a ţării noastre constitue o sarcină delicată. Sistemele agricole existente până în prezent se bazează pe o serie de principii energetice, care pun în evidenţă atât caracterul energo-intensiv al zootehnie cât şi utilizarea combustibililor convenţionali.

Datorită mişcării Pământului şi datorită unor factori meteorologici, energia solară la nivelul scoaţei terestre este o sursă energetică dependentă de timp. În general, necesităţile de energie pentru cele mai multe domenii de aplicaţii sunt de asemenea dependente de timp, însa într-o manieră diferită faţă de modul în care are loc furnizarea energiei solare. În consecinţă, dacă se urmăreşte că anumite necesităţi de energie sa fie asigurate folosind energia solară, este necesar ca instalaţiile solare respective să fie prevazute cu elemente corespunzătoare de stocare (acumulare) a energiei.

Problema stocării energiei trebuie analizată privind instalaţia termoenergetică ca un sistem compus din urmatoarele elemente principale: colectorul de energie solară, unitatea de stocare a energiei, aparatura (sau maşina) de conversie a energiei, instalaţia consumatoare de energie, consumatorii auxiliari de energie, sistemul de automatizare şi control. Caracteristicile şi randamentul fiecăruia dintre aceste elemente sunt legate de cele ale celorlalte ele¬mente componente din instalaţie.

Astfel, deoarece randamentul colectoarelor solare depinde de temperatura, aceasta atrage dupa sine faptul că şi randamentul întregului sistem va fi dependent de temperatură. De exemplu într-o instalaţie termoenergetică solară, dacă se foloseste un sistem de sto¬care a energiei termice care este caracterizat printr-o cădere mare de tem¬peratură între intrarea şi ieşirea fluidului purtător de caldură, aceasta va conduce la necesitatea unei temperaturi ridicate în colector şi deci la un randament scazut al acestuia; de asemenea, va conduce la o temperatură scăzuta a sursei calde a maşinii termice şi în consecinţă la un randament scazut al acesteia.

Stocarea energiei solare se poate face în diverse moduri, de exemplu sub forma de:

- caldură sensibilă a unui mediu solid sau lichid;

- caldură latentă la schimbare de fază a unor sisteme chimice;

- energie chimică a produselor rezultate dintr-o reacţie chimică reversibilă.

Dacă energia solară este transformată în energie mecanică, aceasta poate fi transformată în energie potenţială şi stocată sub formă de energie poten¬ţială a unui fluid (de exemplu, prin pomparea apei din aval în amontele unui baraj de acumulare).

Alegerea modului de stocare a energiei solare depinde de natura procesului care se urmăreste în instalaţia solară. De exemplu, pentru incalzirea apei, este practică folosirea stocării energiei solare prin căldura sensibilă a apei. Daca se folosesc captatoare solare cu încalzirea aerului, se poate utiliza pentru stocarea energiei solare căldura sensibilă a unui pat de pietre în schimbătoare de caldură de tip regenerativ. Dacă în instalaţia solară se folosesc celule fotovoltaice sau fotochimice, cea mai indicată formă de sto¬care a energiei este, în acest caz, energia chimică.

Producerea energiei electrice din energie solară, fie pe cale fotovoltaică, fie prin ciclu clasic termodinamic cu turbină şi generator electric, ridică o problemă foarte importantă care, din păcate, nu este încă rezolvată satisfăcător. Anume, este vorba despre faptul că necesarul de energie electrică are de obicei două vârfuri de consum, dimineaţa şi seara, adică tocmai la ore cand energia solară nu este disponibilă.