Den förkroppsligade energin avser all energi som förbrukas vid tillverkning och leverans av en vara. Den förkroppsligade energiåterbetalningstiden är den tid det tar för att generera kapacitet att generera samma mängd användbar energi som användes för att skapa den.
Återbetalningstiden för energi för en solpanel i Australien kan vara mycket mindre än ett år, och löptiden för ett komplett solcellssystem på taket kan vara mindre än två år.
För att garantera en nettoenergivinst måste den inbyggda energin i förnybara energitekniker beaktas. För att vara framgångsrik måste en solcells inbyggda energi vara mindre än dess totala energiproduktion.
Många bearbetningssteg krävs för att montera en solcell, och den förkroppsligade energin bör hållas till ett minimum. Följande avsnitt förklarar några av de viktigaste stegen av förkroppsligad energi i kiselsolceller.
Silikonbearbetning
För att tillverka kisel av metallurgisk kvalitet används karbotermisk reduktion av kvartssand (kiseldioxid). Denna metod använder 20 kWh per kilogram producerat kisel av metallurgisk kvalitet.
Metallurgisk kisel måste sedan raffineras till kisel av elektronisk kvalitet via en saltsyrareaktion vid 300 °C följt av en vätgasprocess vid 1100 °C. Denna metod använder 100 kWh kisel av elektronisk kvalitet per kilogram.
Denna kisel smälts sedan och kristalliseras vid 1400 °C, vilket kräver 290 kWh/kg kiselkristall. Denna typ av kisel är lämplig för användning i solceller. Efter att ha tagit hänsyn till materialförluster i varje steg, införlivar dessa processer 460 kWh energi i varje kg kiselkristall.
Solcellsproduktion
En flertrådssåg används för att dela en enkristall av kisel i wafers, vilket resulterar i en förlust på 40 % till 50 % som stoft. Därefter utförs en serie diffusions-, oxidations-, deponerings- och glödgningsprocesser vid hög temperatur.
Detta ökar solcellens lagrade energi med 120 kWh/m2.
Läs också: Vad är distribuerade energiresurser?
Modul montering
Modulen konstrueras sedan av en frontpanel i glas, en inkapsling, en solcell, ett kopparband, ett bakre skydd i folie och en aluminiumkanal. Under monteringen tillförs 190 kWh/m2 innesluten energi .
Stödstruktur
Därefter installeras modulen vanligtvis ute på fältet eller på ett tak. Modulen måste bäras upp ute på fältet av betong, cement och stål. Konstruktion och komponenter ökar den inneslutna energin med 500 kWh/m2 . Tak har redan ett stödsystem, vilket sänker energiförbrukningen till 200 kWh/m2.
