Ilya Rubilin
июнь 2015.
4404

Действительно ли вред окружающей среде при производстве солнечных батарей крайне высок?

Ответить
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
8
1 ответ
Поделиться

Вред при нормальном протекании технологического процесса не слишком большой.

Для изготовления кремниевых солнечных батарей используют процесс Сименса. Исходным сырьем является трихлорсилан (кремниевый аналог трихлорметана). Вот он - ядовит взрывоопасен. Поэтому, заводы по производству кремния желательно строить вдали от населенных пунктов.

Трихлорсилан подвергают перегонке. Затем восстанавливают водородом. Таким образом получается сверхчистый кремний, побочный продукт - хлороводород улавливают и получают соляную кислоту.

Емкости, в которых будут плавить кремний, получают из того же трихлорсилана, сжигая его в чистом кислороде. Образуется чистейший кварц (диоксид кремния) и диоксид хлора. Диоксид хлора также задерживают фильтрами. Из кварца получаются тигли, которые травят плавиковой кислотой.

Водород и кислород получают электролизом воды. Кислород также можно получать детандерным способом (сжимая газ, а затем заставляя его расширяться, от чего он охлаждается).

Кремний плавят в кварцевых тиглях, получая слитки кремния, из которых потом делают элементы солнечных батарей.

В результате, при нормальном протекании процесса и работающих системах очистки газов производство не наносит сильного вреда окружающей среде.

Другое дело, что солнечная батарея за срок службы обычно производит лишь малую часть от той энергии, что была потрачена на ее изготовление.

6

"Другое дело, что солнечная батарея за срок службы обычно производит лишь малую часть от той энергии, что была потрачена на ее изготовление."

А пруф есть?

0
Ответить

Не рискну искать пруфы в интернете.

Оценить энергетический баланс непросто. По моим прикидкам затраты энергии только на изготовление кремния без учета транспорта, синтеза трихлорсилана, распил, транспорт и изготовление батарей составят примерно 1000 кВт*ч/м2.

Плотность мощности солнечного излучения на экваторе порядка 1000 Вт/м2.

Эффективность кремниевых батарей порядка 20%. Выходит 0,2 кВт/м2.

Тогда для окупаемости только процесса произодства кремния и на экваторе потребуется 5000 часов работы. Это примерно год.

В Европе средняя мощность излучения втрое ниже (wikipedia.org

wikipedia.org ) - примерно три года.

Чтобы приготовить исходный кремний, надо добыть чистый кварцевый песок, восстановить коксом расплав при 1800°С.

Чтобы получить трихлорсилан, надо получить хлор. Хлор опять получают электролизом.

Чтобы восстановить кремний из силанов нужен водород - опять же, электролизный

Рискну предположить, что можно спокойно умножить затраты энергии еще на 3.

Теперь из кремния надо сделать батареи - разделить на ячейки, нанести дорожки проводников и т.д.

Т.е. грубо говоря, только чтобы окупить затраты энергии на изготовление панели надо по оптимистичным прикидкам не менее 9 лет. И это при условии, что батарея не будет деградировать, что вся выработанная ею энергия будет использована (а не потеряна от того, что ее надо где-то копить).

Сколько она прослужит - вопрос.

0
Ответить

Получается,  производить солнечные батареи - нецелесообразно?  Почему  тогда их все же производят ? 

+2
Ответить
Ещё 2 комментария

Подозреваю, мы имеем дело с адептом теории заговора. Вот и отсутствие пруфов к засекреченному тайному знанию. Расчёты делаются на пальцах, зачем-то фигурирует температура (очевидно что там не отдельную батарею изготавливают, а материалы на сотни и тысячи будущих батарей).

Реальные затраты на изготовление батареи заложены в её стоимости. Насколько я помню из документального сериала Eco-2, окупается солнечная батарея (включая аккумуляторную батарею, в паре с которой работает и прочую электронику), в зависимости от широт и климата за 1-4 года.

0
Ответить

очень детальное, но старенькое

поновее

данные для микрочипов, кремний для батарей не такой чистый, к тому же стали делать поликремний. Но не порядок же, даже, если 0.5 кВт*час/см2, плюс нанесение слоев, сборка, монтаж, инвертор, аккумуляторы, деградация, не оптимальный температурный режим, пыль опять же. Для Сочи годовая инсоляция для панели под оптимальным углом 1600 кВт*час/м2. Никаких теорий заговора. И, кстати, разговор не о деньгах, а о киловаттах. Разница принципиальная

0
Ответить
Прокомментировать
Ответить