Ucieleśniona energia odnosi się do całej energii wydatkowanej na produkcję i dostawę towaru. Czas zwrotu ucieleśnionej energii to ilość czasu, jaka jest potrzebna do wygenerowania zdolności produkcyjnej, aby wytworzyć taką samą ilość użytecznej energii, jaka została użyta do jej wytworzenia.
Czas zwrotu inwestycji w panel słoneczny w Australii może być znacznie krótszy niż rok, a okres eksploatacji kompletnego systemu solarnego zamontowanego na dachu może wynieść mniej niż dwa lata.
Aby zagwarantować czysty zysk energetyczny, należy wziąć pod uwagę ucieleśnioną energię technologii energii odnawialnej. Aby odnieść sukces, ogniwo słoneczne energia ucieleśniona musi być mniejsza od całkowitej energii wyjściowej.
Do złożenia ogniwa słonecznego wymagane są liczne etapy przetwarzania, a ucieleśniona energia powinna być ograniczona do minimum. Poniższe sekcje wyjaśniają niektóre z najważniejszych etapów ucieleśnionej energii w krzemowych ogniwach słonecznych.
Przetwarzanie krzemu
Aby uzyskać krzem klasy metalurgicznej, stosuje się karbotermiczną redukcję piasku kwarcowego (dwutlenku krzemu). Ta metoda zużywa 20 kWh na kilogram wyprodukowanego krzemu klasy metalurgicznej.
Następnie krzem klasy metalurgicznej musi zostać oczyszczony do krzemu klasy elektronicznej poprzez reakcję kwasu solnego w temperaturze 300 °C, a następnie proces gazowy wodoru w temperaturze 1100 °C. Ta metoda wykorzystuje 100 kWh klasy elektronicznej krzem za kilogram.
Następnie ten krzem jest topiony i krystalizowany w temperaturze 1400 °C, co wymaga 290 kWh/kg monokryształu krzemu. Ten typ krzemu nadaje się do stosowania w ogniwach słonecznych. Po uwzględnieniu strat materiału na każdym etapie procesy te obejmują 460 kWh energii na każdy kg monokryształu krzemu.
Produkcja ogniw słonecznych
Wielodrutowa piła jest używana do rozszczepienia pojedynczego kryształu krzemu na płytki, co powoduje stratę 40% do 50% w postaci pyłu. Następnie następuje seria wysokotemperaturowej dyfuzji, utleniania, osadzania i wyżarzanie przeprowadzane są procesy.
Zwiększa to zgromadzoną energię ogniwo słoneczne o mocy 120 kWh/m2.
Przeczytaj także: Czym są rozproszone zasoby energii?
Montaż modułu
Następnie moduł jest konstruowany ze szklanego panelu przedniego, enkapsulantu, ogniwa słonecznego, miedzianej taśmy, tylnej pokrywy z folii i aluminiowego kanału. Podczas montażu, 190 kWh/m2 energii wbudowanej jest wprowadzony.
Konstrukcja nośna
Następnie moduł jest zazwyczaj instalowany na polu lub na dachu. Moduł musi być podtrzymywany na polu przez beton, cement i stal. Konstrukcja i komponenty zwiększają energię ucieleśnioną poprzez 500 kWh/m2Dachy mają już system wspomagający, obniżający zużycie energii do 200 kWh/m2.
