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, a energia incorporada das tecnologias de energia renovável deve ser considerada. Para ter sucesso, uma célula solar a energia incorporada 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 de ácido clorídrico a 300 °C seguida por um processo de gás hidrogênio a 1100 °C. Este método usa 100 kWh de grau eletrônico silício por quilograma.
Este silício é então derretido e cristalizado a 1400 °C, exigindo 290 kWh/kg de silício monocristalino. Este tipo de silício é apropriado para uso em células solares. Após contabilizar as perdas de material em cada estágio, esses processos incorporam 460 kWh de energia em cada kg de cristal único de silício.
Produção de células solares
Uma serra multifio é usada para dividir um único cristal de silício em wafers, resultando em uma perda de 40% a 50% como poeira. Depois disso, uma série de difusão de alta temperatura, oxidação, deposição e anelamento processos são realizados.
Isso aumenta a energia armazenada do célula solar de 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 tampa traseira de folha metálica e um canal de alumínio. Durante a montagem, 190 kWh/m2 de energia incorporada é introduzido.
Estrutura de suporte
Depois disso, o módulo é geralmente instalado em um campo ou em um telhado. O módulo deve ser sustentado no campo por concreto, cimento e aço. A construção e os componentes aumentam a energia incorporada por 500 kWh/m2. Os telhados já contam com um sistema de suporte, reduzindo o consumo de energia para 200 kWh/m2.
