one_more_moron (one_more_moron) wrote,
one_more_moron
one_more_moron

EROI солнечных батарей. Точки над i

Под солнечной батареей понимаем устройство на основе монокристаллического кремния полупроводниковой чистоты. Данные устройства имеют высокий КПД, продолжительный срок службы (30 лет не предел), низкие темпы деградации, это эталон. Использование кремния солнечной чистоты, изготовление элементов из поликремния менее энергозатратно, но и показатели не остаются на уровне эталона. В сети достаточное количество источников, декларирующих срок выработки, затраченной ни их изготовление энергии, несколько лет.
Вот, например, замечательный образец. Приводится всего одна цифра: затраты на выплавку кремния,
This carbo-thermic smelting process occurs at high temperatures of more than 1000 °C and is very energy intensive, using about 11 kilowatt-hours (kWh) per produced kilogram of silicon, Процесс плавки происходит при температуре более 1000 °C и очень энергозатратный, расход электроэнергии составляет около 11кВт*час/кг кремния
. К сожалению, на один килограмм подложки нужно выплавить больше 10 килограмм кремния, и это не самый энергозатратный техпроцесс в производстве подложек. Там же:
In the same period, the thickness of a c-Si wafer was reduced from 300 µm, or microns, to about 160–190 µm, в тоже время толщина кремнеевой подложки уменьшилась с 300мкм до 160-190 мкм
. При нынешнем диаметре монокристалла 300мм толщина не может уменьшиться, а должна увеличиться (таблица на стр. 12). Подобных публикаций достаточно много, и на них ссылаются.
В тоже время, есть и результаты весьма основательных исследований. В этом источнике приведены энергозатраты в объеме 1,4 кВт*час/см2. Но данные староваты. Технологии улучшаются, к тому же солнечные элементы стали делать из менее чистого кремния. Я написал автору исследований Эрику Вильямсу с просьбой в возможном приведении данных к сегодняшнему уровню. Он ответил, что этой темой больше не занимается и посоветовал обратиться к Саре Бойд. В указанном списке я не нашел нужной информации, но я нашел это. Где:
For instance, a recent study by Krishnan et al [17] reported an LCI with a 300mm functional unit (with findings on device fabrication: process and infrastructure = 7100 MJ/wafer), which translates to 1.07kwh/cm2; compared to a 200mm wafer that falls within a the range of 1.4 1.59kwh/cm2, reported in the respective studies, Например, недавнее исследование Кришнана, опубликованное в LCI, для 300 миллиметровой подложки (с данными техпроцесса и оборудования, равными 7100МДж/подложка), что составляет 1,07 кВт*час/см2, в сравнении с 200 миллиметровой подложкой, для которой расход составлял 1,4-1,59 кВт*час/см2, обнародованных в надежных исследованиях
. Обратите внимание, речь идет о прямых затратах на производство только подложки. Последующие техпроцессы не рассматриваются. К тому же, не стоит забывать о необходимых для производства химикатах.
Оцениваем EROI консервативно, без учета энергозатрат создания фотоэлектрического слоя, сборки, монтажа и эксплуатации.
При принятых энергозатратах на один квадратный см в размере 1,1 кВт*час имеем для одного квадратного метра 11,0 МВт*час. Принимаем КПД – 22,0%, деградацию в год – 0,5%, имеем усредненный КПД – 19,0%, срок службы – 40 лет, значение инсоляции для Сочи – 1,571 МВт*час/м2 за год. Выработка составит 11,940 МВт*час. Это без температурных потерь и до преобразования в переменный ток и аккумуляторов, что даст потери около 30%.
Таким образом, для Сочи мы имеем EROI в значении НИКОГДА.
Согласен, есть места на нашей планете, где более солнечно, но, во-первых, даже там будет ненамного лучше. И самое главное, строить там, а потреблять в других местах ну очень накладно. Вывод: солнечные батареи могут рассматриваться только как источник питания для удаленных, изолированных не сетевых потребителей в местах с «хорошим солнцем».
Tags: eroi, кремний, подложка, солнечная батарея, солнечная панель, солнечная электростанция, фотовольтаика
Subscribe

Recent Posts from This Journal

  • Царь батюшка и корона вирус

    Реформа образования, здравоохранения, пенсионная - все для народа. И эта пандемия. Больше одного не собираться, дистанция, самоизоляция, карантин. С…

  • Коронавирус, отмечусь

    Наш мэр подписал новый указ по теме. Кстати, почему указ? Он теперь руководитель государства? Согласно этому документы самоизолироваться обязаны и…

  • Экранизация Территории Олега Куваева

    Хорошо снят, хотя это, уже не достоинство. Но есть несколько вопросов с создателям. читали ли они сам роман? Если читали, то зачем следующее: -…

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

  • 2 comments