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 zysk energetyczny netto, należy uwzględnić energię ucieleśnioną technologii energii odnawialnej. Aby ogniwo słoneczne odniosło sukces, energia ucieleśniona musi być mniejsza niż jego całkowita energia wyjściowa.
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.
Krzem klasy metalurgicznej musi następnie zostać rafinowany do krzemu klasy elektronicznej poprzez reakcję kwasu solnego w temperaturze 300°C, a następnie proces wodorowy w temperaturze 1100°C. Ta metoda zużywa 100 kWh krzemu klasy elektronicznej na kilogram.
Następnie krzem jest topiony i krystalizowany w temperaturze 1400°C, co wymaga 290 kWh/kg monokryształu krzemu. Ten rodzaj krzemu nadaje się do zastosowania w ogniwach słonecznych. Po uwzględnieniu strat materiałowych na każdym etapie, procesy te generują 460 kWh energii na każdy kg monokryształu krzemu.
Produkcja ogniw słonecznych
Piła wielodrutowa jest używana do rozszczepienia pojedynczego kryształu krzemu na płytki, co powoduje stratę od 40% do 50% w postaci pyłu. Następnie przeprowadza się szereg procesów dyfuzji, utleniania, osadzania i wyżarzania w wysokiej temperaturze.
Zwiększa to zmagazynowaną energię ogniwa słonecznego o 120 kWh/m2.
Przeczytaj także: Czym są rozproszone zasoby energii?
Montaż modułu
Moduł jest następnie konstruowany ze szklanego panelu przedniego, enkapsulantu, ogniwa słonecznego, miedzianej taśmy, foliowej tylnej pokrywy i aluminiowego kanału. Podczas montażu wprowadzana jest energia w postaci 190 kWh/m² .
Konstrukcja nośna
Następnie moduł jest zazwyczaj instalowany na polu lub na dachu. Moduł musi być podparty na polu betonem, cementem i stalą. Konstrukcja i komponenty zwiększają energię wbudowaną o 500 kWh/m² . Dachy posiadają już system podtrzymujący, który obniża zużycie energii do 200 kWh/m².
