内包エネルギーとは、商品の製造と配送に費やされるすべてのエネルギーを指します。内包エネルギー回収時間とは、発電能力が、その生産に使用されたのと同じ量の使用可能なエネルギーを生成するのにかかる時間です。
オーストラリアでは、太陽光パネルのエネルギー回収期間は 1 年よりはるかに短く、屋上太陽光発電システム全体の期間は 2 年未満になることがあります。
正味のエネルギー利得を保証するためには、再生可能エネルギー技術の製造・生産に要するエネルギーを考慮する必要がある。太陽電池の製造・生産に要するエネルギーは、その総エネルギー出力よりも少なくなければならない。
太陽電池を組み立てるには多くの処理段階が必要であり、消費エネルギーを最小限に抑える必要があります。次のセクションでは、シリコン太陽電池の消費エネルギーの最も重要なステップのいくつかについて説明します。
シリコン加工
冶金グレードのシリコンを製造するには、石英砂 (二酸化ケイ素) の炭素熱還元が使用されます。この方法では、生産される冶金グレードのシリコン 20 キログラムあたり XNUMX kWh が使用されます。
冶金グレードのシリコンは、300℃の塩酸反応とそれに続く1100℃の水素ガス処理を経て、電子グレードのシリコンに精製される。この方法では、1キログラムあたり100kWhの電子グレードシリコンが消費される。
このシリコンはその後、1400℃で溶融・結晶化され、シリコン単結晶1kgあたり290kWhのエネルギーを必要とします。このタイプのシリコンは太陽電池への使用に適しています。各段階での材料損失を考慮すると、これらのプロセスによってシリコン単結晶1kgあたり460kWhのエネルギーが取り込まれます。
太陽電池生産
多線式切断機を用いてシリコン単結晶をウェハに分割するが、その際に40～50％の粉塵が失われる。その後、高温拡散、酸化、蒸着、アニーリングといった一連の工程が行われる。
これにより、太陽電池の蓄積エネルギーが120 kWh/m2増加します。
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モジュールアセンブリ
このモジュールは、ガラス製の前面パネル、封止材、太陽電池、銅リボン、箔製の背面カバー、およびアルミニウム製のチャンネルから構成されています。組み立て工程において、2平方メートルあたり190 kWhのエネルギーが消費されます。
サポート体制
その後、モジュールは通常、野外または屋上に設置されます。野外設置の場合、モジュールはコンクリート、セメント、鋼材によって支えられる必要があります。建設および構成部品にかかるエネルギーは、500 kWh/m2増加します。屋上には既に支持構造があるため、エネルギー消費量は200 kWh/m2に抑えられます。
