L'energia incorporata si riferisce a tutta l'energia spesa nella fabbricazione e nella consegna di una merce. Il tempo di ritorno dell'energia incorporata è la quantità di tempo necessaria alla capacità di generazione per generare la stessa quantità di energia utilizzabile che è stata utilizzata per crearla.
In Australia, il tempo di recupero energetico di un pannello solare può essere molto inferiore a un anno, mentre la durata di un impianto solare completo sul tetto può essere inferiore a due anni.
Per garantire un guadagno netto di energia, si deve considerare l'energia incorporata delle tecnologie di energia rinnovabile. Per avere successo, una cella solare l'energia incorporata deve essere inferiore alla sua produzione energetica totale.
Per assemblare una cella solare sono necessarie molte fasi di lavorazione e l'energia incorporata dovrebbe essere ridotta al minimo. Le sezioni seguenti spiegano alcune delle fasi più significative dell'energia incorporata nelle celle solari al silicio.
Lavorazione del silicio
Per produrre silicio di grado metallurgico, si utilizza la riduzione carbotermica della sabbia di quarzo (biossido di silicio). Questo metodo utilizza 20 kWh per chilogrammo di silicio di grado metallurgico prodotto.
Il silicio di grado metallurgico deve quindi essere raffinato in silicio di grado elettronico tramite una reazione con acido cloridrico a 300 °C seguita da un processo con gas idrogeno a 1100 °C. Questo metodo utilizza 100 kWh di silicio di grado elettronico. silicio per chilogrammo.
Questo silicio viene poi fuso e cristallizzato a 1400 °C, richiedendo 290 kWh/kg di silicio monocristallino. Questo tipo di silicio è appropriato per l'uso nelle celle solari. Dopo aver tenuto conto delle perdite di materiale in ogni fase, questi processi incorporano 460 kWh di energia in ogni kg di monocristallo di silicio.
Produzione di celle solari
Una sega multifilo viene utilizzata per dividere un singolo cristallo di silicio in wafer, con conseguente perdita del 40%-50% sotto forma di polvere. Dopo di che, una serie di diffusione ad alta temperatura, ossidazione, deposizione e ricottura vengono eseguiti i processi.
Ciò aumenta l'energia immagazzinata dell' cella solare da 120 kWh/m2.
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Assemblaggio del modulo
Il modulo viene quindi costruito da un pannello frontale in vetro, un incapsulante, una cella solare, un nastro di rame, una copertura posteriore in lamina e un canale in alluminio. Durante l'assemblaggio, 190 kWh/m2 di energia incorporata è introdotto.
Struttura di supporto
Dopo di che, il modulo viene solitamente installato in un campo o su un tetto. Il modulo deve essere sostenuto nel campo da calcestruzzo, cemento e acciaio. La costruzione e i componenti aumentano l'energia incorporata di 500 kWh/mqI tetti sono già dotati di un sistema di supporto che riduce il consumo energetico a 200 kWh/m2.
