A energia incorporada se refere a toda a energia gasta na fabricação e entrega de uma mercadoria. O tempo de retorno da energia incorporada é a quantidade de tempo que leva para a capacidade de geração gerar a mesma quantidade de energia utilizável que foi usada para criá-la.
O tempo de retorno de energia de um painel solar na Austrália pode ser muito menor que um ano, e o prazo para um sistema solar completo no telhado pode ser inferior a dois anos.
Para garantir um ganho líquido de energia, é preciso considerar a energia incorporada das tecnologias de energia renovável. Para ser bem-sucedida, a energia incorporada de uma célula solar deve ser menor que sua produção total de energia.
Muitas etapas de processamento são necessárias para montar uma célula solar, e a energia incorporada deve ser mantida no mínimo. As seções a seguir explicam algumas das etapas mais significativas da energia incorporada em células solares de silício.
Processamento de Silício
Para fazer silício de grau metalúrgico, é usada a redução carbotérmica de areia de quartzo (dióxido de silício). Este método usa 20 kWh por quilograma de silício de grau metalúrgico produzido.
O silício de grau metalúrgico deve então ser refinado para silício de grau eletrônico por meio de uma reação com ácido clorídrico a 300 °C, seguida por um processo com gás hidrogênio a 1100 °C. Este método utiliza 100 kWh de silício de grau eletrônico por quilograma.
Esse silício é então fundido e cristalizado a 1400 °C, exigindo 290 kWh/kg de monocristal de silício. Esse tipo de silício é adequado para uso em células solares. Após contabilizar as perdas de material em cada etapa, esses processos incorporam 460 kWh de energia em cada kg de monocristal de silício.
Produção de células solares
Uma serra multifios é usada para dividir um monocristal de silício em wafers, resultando em uma perda de 40% a 50% na forma de pó. Após isso, uma série de processos de difusão, oxidação, deposição e recozimento em alta temperatura são realizados.
Isso aumenta a energia armazenada na célula solar em 120 kWh/m2.
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Montagem do Módulo
O módulo é então construído a partir de um painel frontal de vidro, um encapsulante, uma célula solar, fita de cobre, uma cobertura traseira de folha metálica e um canal de alumínio. Durante a montagem, são introduzidos 190 kWh/m² de energia incorporada.
Estrutura de suporte
Depois disso, o módulo geralmente é instalado em um campo ou em um telhado. No campo, o módulo precisa ser sustentado por concreto, cimento e aço. A construção e os componentes aumentam a energia incorporada em 500 kWh/m² . Os telhados já possuem um sistema de suporte, reduzindo a energia para 200 kWh/m².
