RENEWABLE ENERGIES
RENEWABLE ENERGIES
As suggested by its name, HELIOSWATT, our Company is particularly interested in the field of Renewable Energies, and especially in Solar Energy. In fact, we are specialized in Projecting, Supplying, and Maintenance of Photovoltaic Systems, Solar Water Heating, and Submersible Pumps Solar Systems.
Underneath you will find general information concerning various denominations and typologies of Renewable Energies. As far as detailed information about the various Photovoltaic and Solar Systems dealt with HELIOSWATT srl, they will be supplied under request, according to our clients’ specific needs and required performance levels.
Why is Renewable Energy important, and what does the term renewable mean?
First of all, R.E. is important because it is almost universally acknowledged that we are all living in the Eco Age of a Global World. In fact, when celebrating the two prestigious global agreements signed in 2015 (SDG and COP 21), on the occasion of the World Meeting on the Energies of the Future, the UN Secretary, Ban Ki-moon, insisted that Sustainable Energy is the crucial thread linking Economic Development, Social Equity, and the efforts to face climatic changes. Therefore, it is of paramount importance that Governments, Private Sectors, as well as Regional and International Organizations work together in order to make Modern, Safe, Low Cost, and Sustainable Energy Systems accessible to everybody.
The term “renewable” is applied to various types of Energy which, besides being alternative to traditional fossil sources of Energy, possess the peculiarity of being “clean”, in the sense that they do not introduce polluting and/or climate effecting substances (such as CO2) in the atmosphere. For this reason, they are at the basis of the so called “green politics”.
Furthermore, Renewable Energy allow the employment of sustainable methodologies suitable to exploit it; that is to say, its utilization is not going to jeopardize natural resources for future generations. Renewable Energy include: Solar Radiation (as a source of electrical, thermal, and chemical Energy); Winds (as a source of Mechanic and Electrical Energy); Bio-masses ( as a result of combustion in special plants for the production of either Thermal Energy, or co-production of Heat and Electricity); Sea Tidal Streams and Currents; Rainfall utilized through waters difference in level (Hydroelectric Energy). The sources of Renewable Energy associated to the above mentioned resources are: Solar Energy, Hydroelectric Energy, Eolic Energy, Sea Energy and Geothermal Energy. The utilization of these sources is, more often than not, sustainable. On the contrary, “Non-Renewable Energy (such as fossil sources, like oil, coal, natural gas) is bound to get exhausted in a few hundred human generations time, partly because of long formation periods, and partly because of its consumption velocity. It must finally be underlined that almost all forms of Energy existing on our Planet (with the exception of Nuclear Energy, Geothermal Energy and Sea Tidal Streams) originate from Solar Radiation.
What’s the difference among the expressions: Renewable, Sustainable, and Alternative Energy?
Although, strictly speaking, the definition of Renewable Energy is the one we have just explained, quite often expressions such as Sustainable Energy and “Alternative Sources of Energy” are used as synonyms of Renewable Energy. There are, however, some subtle differences that must be taken into consideration: Sustainable Energy consists in a special Energy production and utilization methodology, which allow a sustainable development: actually it includes also the aspect of the efficiency of the Energy modes of utilization. Instead, Alternative sources of Energy generally include all “non-fossil sources of Energy” which are different from Oil or Coal , that is Solar, Eolic, Geothermal, Hydroelectric Energy. In fact, a further distinction which is often made is the one between “traditional” Renewable Sources ( essentially Hydroelectric and Geothermal Energy) and “New” Renewable Sources (also called “NFER”), which generally include Solar, Eolic and Bio-mass Energy. Sometimes, in some sectors , also Energy Saving and Energy Efficiency are considered – as an extension – “Renewable Sources”, although strictly speaking these former aspects pertain more to a rational Energy utilization, than to its production.
The expression Renewable Energy became popular in the Seventies , following the Oil Crisis in 1973 and 1979, which had clearly pointed out the problematic Energy question in a world exceedingly dependent on Oil , and in general, on the exploitation of fossil sources.
Why is Solar Energy so important, and how is it utilized?
Solar Energy represents the primary Energy Source available on Earth, and it can be utilized to generate Electricity (Solar Photovoltaic), as well as to generate Heat ( Solar Thermal).
Photovoltaic Panels have been conceived to produce Electrical Energy. They exploit the properties of special semi-conductor elements capable to produce Electrical energy , once they are illuminated by Solar Rays. By means of special photovoltaic cells , Photovoltaic Modules turn Solar Light directly into Electrical Energy. Generally, the output of Crystalline Silicon Panels reaches 13-15% , while Thin Film Panels output hardly reaches 12%. As both kinds of panels have no mobile parts, they do not require any particular maintenance work, apart from a periodic cleaning. The estimated operational duration of Photovoltaic Panels is about 30 years. Their cost dropped consistently in the latest years, and so far (2016) it is less than 1 euro/Wp.
Solar Thermal Panels allow Water Heating for daily use without utilizing neither Gas nor Electricity. Therefore they substitute Electrical Water-Heaters and Central Heating-Boilers to produce hot water. Solar Thermal Panels utilize Solar Rays in order to heat a special liquid, contained inside thermal collectors which release heat to the water contained inside a tank, by means of a heat exchanger. Hot water produced in such a way can also be utilized for industrial applications as well as for other utilizations, as for example in refrigerating systems.
Of course the obvious problem of the above Solar Systems is that Energy is produced only during diurnal hours, therefore not continuously. However, it is to be noted that Solar Energy Production is higher exactly when Energy is more required , that is during daylight hours and in hot seasons, so that Solar Energy can face the higher Energy demand, due to ventilation and conditioning systems. When Energy production exceeds local Energy need, it can be distributed through In-grid networks and reach even far away areas, in order to pump water in special water tanks ( gravitational storage), or to charge batteries, or to produce hydrogen trough water electrolysis, and so on.
How can Photovoltaic Panels be utilized?
Stand-alone (Off-Grid) Photovoltaic Systems are very useful to provide small villages, which are far away from Electrical Networks, with the Energy needed for Submersible Pumps , Street Lighting Systems , Street Traffic Lights Systems and so on. Obviously Photovoltaic Systems must be endowed with Storage Batteries capable to accumulate the excess of Electrical Energy produced during daylight, in order to supply the various systems with Electrical Energy, in night time or in case of cloudy weather.
In-Grid Photovoltaic Systems are intended to produce zero- cost Energy. It must be observed, however, that the quantity of so produced Electrical Energy has a daily as well as seasonal variability. Therefore, to foresee or plan the quantity of Energy Production is rather difficult. This discontinuity does not allow to satisfy Electrical Energy demand at any time, unless planning an Energy Production quite higher than the yearly demand peaks. Nevertheless, it must be taken into consideration the fact that in summertime the Production Peak of In-Grid Photovoltaic Systems is higher enough to counterbalance the higher demand due to Air Conditioning.
Which are the advantages of Solar Energy?
Of course, the main advantage is that Solar Energy is CLEAN. In addition, an ever-increasing utilization of Solar Energy will lead to lower costs and a higher efficiency, also determined by the technological improvements of future solar systems. As to the absence of Solar Energy in night hours , we must always remember that the higher peak of Energy demand by Industrial Production is reached in daytime, when Solar Radiation is higher. Not to say that this problem can also be solved by the Thermal- Dynamic Technology and/or by Integrated Systems of Renewable Energy Sources.
ENERGIE RINNOVABILI
Come suggerisce il suo nome – HELIOSWATT – la nostra compagnia è particolarmente interessata al settore delle Energie Rinnovabili, e in particolare a quella Solare. Siamo infatti specialisti nella progettazione, fornitura, installazione e manutenzione di Sistemi Fotovoltaici per la produzione di Energia, Sistemi Solari Termici, e Impianti Solari per l’Alimentazione di Pompe Sommerse.
Di seguito troverete informazioni generali sulle varie tipologie e denominazioni delle cosiddette Energie Rinnovabili. Per quanto concerne informazioni particolari e dettagliate sui vari Sistemi Solari e Fotovoltaici trattati dalla Helioswatt srl, esse verranno fornite su richiesta, sulla base delle esigenze specifiche dei clienti e del livello di performance desiderato.
Perché sono importanti e cosa si intende per energie rinnovabili?
Innanzitutto è un fatto innegabile che oggigiorno tutti noi viviamo nell’ Era Ecologica del Mondo Globale. Infatti, celebrando al vertice mondiale sulle energie del futuro (Abu Dhabi, 18 gennaio 2016) i due prestigiosi accordi globali conseguiti nel 2015 (Obiettivi di sviluppo sostenibile e COP 21), il Segretario Generale delle Nazioni Unite, Ban Ki-moon, ha affermato che l’energia sostenibile rappresenta il filo che collega crescita economica, equità sociale, e sforzi per combattere il cambiamento climatico. E’ dunque fondamentale che governi, settore privato e organizzazioni regionali e internazionali lavorino insieme per raggiungere l’obiettivo di consentire a tutti l’accesso a sistemi di energia economici, affidabili, sostenibili e moderni.
Per energie rinnovabili si intendono quelle alternative alle tradizionali fonti fossili, e molte di esse hanno la peculiarità di essere “energie pulite”, ovvero di non immettere nell’atmosfera sostanze inquinanti e/o climalteranti (quali ad esempio la CO2). Per tale motivo, sono alla base della cosiddetta “politica verde”. Inoltre le energie rinnovabili permettono l’uso di metodi sostenibili per il loro sfruttamento; in tal caso, il loro utilizzo non pregiudica le stesse risorse naturali per le generazioni future. Si considerano energie rinnovabili: l’irraggiamento solare (per produrre energia elettrica, termica e chimica); il vento (fonte di energia meccanica ed energia elettrica); le biomasse (combustione, in appositi impianti per generazione termica e cogenerazione di calore ed elettricità); le maree e le correnti marine ; le precipitazioni utilizzabili tramite il dislivello di acque (fonte idroelettrica). Le fonti di energia rinnovabili associate a tali risorse sono l’energia solare, idroelettrica, eolica, marina e geotermica. L’utilizzo di tali fonti è spesso sostenibile. Al contrario, le energie “non rinnovabili” (in particolare fonti fossili quali petrolio, carbone, gas naturale) si esauriscono nel giro di poche centinaia di generazioni umane, da una parte a causa dei lunghi periodi della loro formazione e dall’altra parte a causa dell’elevata velocità con la quale vengono consumate. È utile sottolineare come le forme di energia presenti sul nostro pianeta (ad eccezione del l’energia nucleare, geotermica e delle maree) abbiano quasi tutte origine dall’irraggiamento solare.
Che differenza c’è tra i termini: energie rinnovabili, sostenibili, e fonti alternative di energia?
Se la definizione in senso stretto di “energia rinnovabile” è quella sopra enunciata, spesso vengono usate come sinonimi anche le locuzioni “energia sostenibile” e “fonti alternative di energia”. Esistono tuttavia delle sottili differenze: Energia sostenibile è una modalità di produzione ed uso dell’energia che permette uno sviluppo sostenibile: ricomprende dunque anche l’aspetto dell’efficienza degli usi energetici. Fonti alternative di energia sono invece in generale tutte quelle fonti di energia “non fossili”, ovvero diverse dagli idrocarburi o il carbone, cioè energia solare, eolica, geotermica, idroelettrica. Una distinzione che spesso viene fatta in tale ambito è quella tra fonti rinnovabili “classiche” (essenzialmente energia idroelettrica e geotermica) e fonti rinnovabili “nuove” (anche dette “NFER”), tra cui vengono generalmente incluse l’energia solare, eolica e da biomassa. Talvolta, in alcuni ambiti, anche risparmio energetico ed efficienza energetica sono considerate – per estensione – “fonti rinnovabili”, sebbene a rigore tali tematiche facciano parte dell’utilizzo razionale dell’energia, e non della loro produzione.
Il termine Energie Rinnovabili divenne di uso comune negli anni settanta, a valle delle crisi petrolifere del 1973 e 1979, che avevano fatto vedere in maniera chiara le problematiche poste da un mondo dell’energia troppo dipendente dal petrolio e, in generale, dall’approvvigionamento di fonti fossili.
Perché l’Energia Solare è tanto importante e come viene utilizzata?
Essa rappresenta la fonte primaria di energia sulla terra, e può essere utilizzata per generare elettricità ( solare fotovoltaico) e per generare calore (solare termico).
I pannelli fotovoltaici sono finalizzati alla produzione di energia elettrica. il pannello fotovoltaico sfrutta le proprietà di particolari elementi semiconduttori per produrre energia elettrica quando illuminati dalla luce solare. I moduli fotovoltaici, usando apposite celle fotovoltaiche, convertono la luce solare direttamente in energia elettrica. Questi moduli sfruttano l’effetto fotoelettrico trasformando l’energia solare in energia elettrica. Il rendimento è in generale del 13-15% per i pannelli in silicio cristallino, mentre non raggiunge il 12% per i pannelli in film sottile. Questi pannelli, non avendo parti mobili o altro, necessitano di pochissima manutenzione: in sostanza vanno solo puliti periodicamente. La durata operativa stimata dei moduli fotovoltaici è di circa 30 anni. Il costo dei pannelli è diminuito moltissimo negli ultimi anni e al 2016 esso risulta inferiore a 1 euro/Wp.
I pannelli solari termici permettono di riscaldare l’acqua sanitaria per l’uso quotidiano senza utilizzare gas o elettricità. Sono pertanto un sostituto dello scaldabagno elettrico e della caldaia a gas per ottenere acqua calda. Il pannello solare termico sfrutta i raggi solari per scaldare un liquido con speciali caratteristiche, contenuto in collettori termici, che cedono calore, tramite uno scambiatore di calore, all’acqua contenuta in un serbatoio di accumulo. Tali sistemi possono essere usati per riscaldare l’acqua domestica, quella delle piscine o per riscaldare ambient. L’acqua calda così prodotta può essere usata anche per applicazioni industriali o come sorgente energetica per altri usi, come ad esempio nei dispositivi di raffreddamento.
Un ovvio problema di questi sistemi solari è che l’energia viene prodotta solo durante le ore di luce e quindi non in modo continuo. Va rilevato, tuttavia, che la produzione da solare è maggiore proprio nei momenti di maggior richiesta, cioè durante il giorno e nelle stagioni calde, durante le quali può sopperire all’aumento di consumi dovuto agli impianti di ventilazione e condizionamento. Eccessi produttivi rispetto alla domanda locale possono essere distribuiti tramite la rete anche a zone molto remote, in modo da essere utilizzati per pompare acqua in serbatoi montani (accumulo gravitazionale), per caricare accumulatori, per produrre idrogeno tramite elettrolisi dell’acqua ecc.
Come possono essere impiegati i pannelli solari fotovoltaici ?
Impianti Isolati (Off-grid) servono per alimentare dispositivi di piccole realtà distanti dalle reti elettriche (quali pompe sommerse, illuminazione stradale, segnaletica stradale luminosa, ecc.). Ovviamente questi dispositivi devono essere dotati di accumulatori (batteries) in grado di accumulare la corrente elettrica prodotta in eccesso durante la giornata per alimentare le apparecchiature durante le ore notturne e durante i periodi nuvolosi.
Impianti connessi in rete (In- grid) servono per produrre energia a costo zero, sebbene la quantità d’energia erogata risulti variabile, sia in ambito giornaliero che stagionale, e quindi difficilmente prevedibile nonché non programmabile; tale discontinuità rende difficile soddisfare in ogni momento la domanda di corrente, a meno di optare per una produzione con un largo margine di sicurezza, al di sopra dei picchi annuali di domanda. Tuttavia, poiché il picco di produzione degli impianti ad energia solare avviene in estate, esso riesce a controbilanciare la maggiore domanda domestica dovuta ai condizionatori.
Quali sono i vantaggi dell’utilizzo dell’energia solare?
Quello principale consiste ovviamente nel fatto di essere energia pulita. Secondariamente un sempre maggiore utilizzo dell’energia solare condurrà a un ridimensionamento dei costi e a un aumento dell’efficienza, anche in virtù del miglioramento tecnologico dei futuri sistemi solari. Riguardo l’assenza di tale fonte energetica durante la notte, occorre notare che in realtà il picco massimo di consumo elettrico si raggiunge durante il giorno – per via dell’utilizzo di energia elettrica da parte dei processi produttivi industriali – cioè proprio durante il massimo di produzione di energia da solare. Inoltre il problema può essere ulteriormente risolto tramite il ricorso alla tecnologia del solare termodinamico e/o all’integrazione delle fonti energetiche rinnovabili.