Sisältynyt energia tarkoittaa kaikkea hyödykkeen valmistukseen ja toimittamiseen käytettyä energiaa. Todetun energian takaisinmaksuaika on aika, joka kuluu tuotantokapasiteetin tuottamiseen saman määrän käyttökelpoista energiaa kuin se on käytetty.
Aurinkopaneelin energian takaisinmaksuaika Australiassa voi olla paljon vähemmän kuin yksi vuosi, ja täydellisen katolla sijaitsevan aurinkopaneelin käyttöaika voi olla alle kaksi vuotta.
Nettoenergiahyödyn takaamiseksi on otettava huomioon uusiutuvan energian teknologioiden tuottama energia. Jotta aurinkokenno olisi menestyksekäs, sen tuottaman energian on oltava pienempi kuin sen kokonaisenergiantuotanto.
Aurinkokennon kokoamiseen tarvitaan monia prosessointivaiheita, ja sen sisältämä energia tulee pitää minimissä. Seuraavissa osissa selitetään joitakin piiaurinkokennojen ruumiillistuneen energian tärkeimpiä vaiheita.
Piin käsittely
Metallurgisen piin valmistukseen käytetään kvartsihiekan (piidioksidin) karbotermistä pelkistystä. Tämä menetelmä käyttää 20 kWh tuotettua metallurgisen piin kilogrammaa kohti.
Metallurgista laatua oleva pii on sitten jalostettava elektroniikkalaatuiseksi piiksi 300 °C:n suolahapporeaktiolla, jota seuraa 1100 °C:n vetykaasuprosessi. Tässä menetelmässä käytetään 100 kWh elektroniikkalaatuista piitä kilogrammaa kohden.
Tämä pii sulatetaan ja kiteytetään sitten 1400 °C:ssa, mikä vaatii 290 kWh/kg piitä olevaa yksittäiskitettä. Tämän tyyppinen pii soveltuu käytettäväksi aurinkokennoissa. Kun kussakin vaiheessa on otettu huomioon materiaalihäviöt, näissä prosesseissa käytetään 460 kWh energiaa jokaista piitä olevaa yksittäiskitekiloa kohden.
Aurinkokennojen tuotanto
Monilankasahaa käytetään piikiteen jakamiseen kiekoiksi, jolloin pölyhävikki on 40–50 %. Tämän jälkeen suoritetaan sarja korkean lämpötilan diffuusio-, hapetus-, laskeutumis- ja hehkutusprosesseja .
Tämä lisää aurinkokennon varastoitua energiaa 120 kWh/m².
Lue myös: Mitä ovat hajautetut energialähteet?
Moduulien kokoonpano
Moduuli kootaan sitten lasisesta etupaneelista, kapselointimateriaalista, aurinkokennosta, kuparinauhasta, foliotakasta ja alumiinikanavasta. Kokoonpanon aikana sisään tuodaan 190 kWh/m² energiaa .
Tukijärjestelmä
Tämän jälkeen moduuli asennetaan yleensä pellolle tai katolle. Moduulin on tuettava sitä pellolla betonin, sementin ja teräksen avulla. Rakenteet ja komponentit lisäävät energiankulutusta 500 kWh/m2 . Katoilla on jo tukijärjestelmä, joka alentaa energiankulutuksen 200 kWh/m2:iin.
