Воплощенная энергия относится ко всей энергии, затраченной на производство и доставку товара. Время окупаемости воплощенной энергии — это количество времени, которое требуется генерирующей мощности для выработки того же количества полезной энергии, которое было использовано для ее создания.
Срок окупаемости солнечной панели в Австралии может составить гораздо меньше года, а срок окупаемости полной солнечной системы на крыше — менее двух лет.
Для гарантированного получения чистой энергии необходимо учитывать энергоемкость возобновляемых источников энергии. Для достижения успеха энергоемкость солнечной батареи должна быть меньше ее общей выработки энергии.
Для сборки солнечной ячейки требуется много этапов обработки, а воплощенная энергия должна быть сведена к минимуму. В следующих разделах объясняются некоторые из наиболее важных этапов воплощенной энергии в кремниевых солнечных ячейках.
Обработка кремния
Для получения металлургического кремния используется карботермическое восстановление кварцевого песка (диоксида кремния). Этот метод использует 20 кВт·ч на килограмм произведенного металлургического кремния.
Затем кремний металлургического качества необходимо очистить до кремния электронного качества с помощью реакции в соляной кислоте при 300 °C с последующей обработкой водородом при 1100 °C. Этот метод требует 100 кВт·ч кремния электронного качества на килограмм.
Затем этот кремний плавят и кристаллизуют при температуре 1400 °C, что требует 290 кВт·ч/кг монокристалла кремния. Этот тип кремния подходит для использования в солнечных батареях. С учетом потерь материала на каждом этапе, эти процессы позволяют извлечь 460 кВт·ч энергии из каждого килограмма монокристалла кремния.
Производство солнечных батарей
Многопроволочная пила используется для расщепления монокристалла кремния на пластины, в результате чего происходит потеря от 40% до 50% материала в виде пыли. После этого проводится ряд высокотемпературных процессов диффузии, окисления, осаждения и отжига .
Это увеличивает запасенную энергию солнечной батареи на 120 кВт·ч/м².
Читайте также: Что такое распределенные энергетические ресурсы?
Сборка модуля
Модуль затем собирается из стеклянной передней панели, герметика, солнечной батареи, медной ленты, фольгированной задней крышки и алюминиевого профиля. В процессе сборки выделяется 190 кВт·ч/м² энергии .
Структура поддержки
После этого модуль обычно устанавливается на строительной площадке или на крыше. На строительной площадке модуль должен быть закреплен с помощью бетона, цемента и стали. Конструкция и компоненты увеличивают энергоемкость на 500 кВт·ч/м² . На крышах уже имеется система крепления, что снижает энергоемкость до 200 кВт·ч/м².
