Vai mums ir nepieciešams alumīnijs un varš saules enerģijas ražošanai?

Let's Get Real: Kāpēc šie metāli ir svarīgi

Jūs droši vien neesat par to daudz domājis, taču alumīnijs un varš patiesībā ir ļoti svarīgi saules paneļiem. Tie ir kā visas saules enerģijas sistēmas skelets un asinsvadi. Apskatīsim, kāpēc tiem ir tik liela nozīme, jo mēģinājums izveidot saules paneļus bez tiem būtu pilnīgs kritiens.

1. Alumīnijs: Saules infrastruktūras pamats

1.1 Saules paneļu rāmji: "Bruņas".

Kāpēc alumīnijs?

Alumīnija sakausējumi, piemēram, 6063-T5, ir gan viegli, gan izturīgi. Viņi var izturēt pret traki spēcīgiem viesuļvētras vējiem un gadiem ilgušo sauli.

Piemēram, Teksasā paneļi ar alumīnija rāmjiem izkļuva cauri 150 jūdzes stundā tornado, bet tērauda paneļi tika pilnībā iznīcināti.

Izmaksu ietaupījums:

Alumīnijs maksā 1/3 no tērauda. 1 MW saules enerģijas fermai tas ir 500 000 USD, kas ietaupīti tikai uz rāmjiem.

1.2. Kabeļi un savienotāji: "asinsvadi".

Alumīnija vadi var nenest tik daudz strāvas kā vara, taču tie ir:

50% lētāk

40% vieglāks (būtiski jumta instalācijām)

Noķeršana: lai novērstu koroziju, tiem nepieciešama biezāka izolācija.

2. Varš: elektroenerģijas lielceļš

2.1 Saules šūnas: “Nervi”.

Vara nanodaļiņas (0,5 g uz paneli) veido īpaši plānus vadošus slāņus.

Jautrs fakts: tas palielina efektivitāti par 3%-pietiekami, lai ledusskapim darbinātu 6 papildu stundas mēnesī.

2.2. Invertori un tīkla saites: "smadzenes".

Vara elektroinstalācija nodrošina 80% no sistēmas jaudas plūsmas.

Kāpēc ne alumīniju? Alumīnija augstākā pretestība karstā klimatā rada 15% enerģijas zudumus.

3. Alumīnijs pret varu: cīņa

Faktors	Alumīnijs	varš
Izmaksas	1,20 $/mārciņa	3,50 $/mārciņa
Svars	1,5x vieglāks par varu	Smagāks (ierobežo jumta ietilpību)
Korozija	Rūsē sāļā gaisā (nepieciešams pārklājums)	Labāk iztur mitrumu
Efektivitāte	Augstā temperatūrā zaudē 2%.	Stabils līdz 85 grādiem

4. Reālas-Pasaules katastrofas (un kā no tām izvairīties)

1. gadījums: Alumīnija rāmis Flop

Problēma: Kalifornijas uzstādītājs izmantoja lētus alumīnija rāmjus. Pēc 3 gadiem 40% sarūsēja un sabruka.

Labojums: izmantojiet anodētu alumīniju (pievieno 10 gadu korozijas garantiju).

2. gadījums: vara zādzību krīze

Problēma: Indijā vara vadu zādzība samazināja saules enerģijas saimniecību produkciju par 25%.

Labojums: uzstādiet pret viltojumiem drošu PVC-pārklātu varu (maksā par 15% vairāk, bet novērš zādzību).

5. Nākotnes tehnika: vai mēs varam atteikties no šiem metāliem?

Alumīnija jaunā loma: Nanotehnoloģijas rada alumīnija{0}}grafēna kompozītmateriālus, kas ir 3 reizes stiprāki un vieglāki.

Vara alternatīvas: Sudraba{0}}pārklātas plastmasas stieples? Tie ir par 50% lētāki, bet darbojas tikai sausā klimatā.

Izaicinājumi un risinājumi

Neskatoties uz to priekšrocībām, problēmas joprojām pastāv:

Piegādes ķēdes problēma:

Mums var nepietikt vara, jo visi to vēlas (piemēram, 2062,5 kilotonnas līdz 2035. gadam!). Labojums? Pārstrādājiet to, kas mums ir, un varbūt izmēģiniet citas lietas, piemēram, grafēnu, lai pārnēsātu elektrību.

Bažas par vidi:

Alumīnija rakšana rada lielu piesārņojumu – aptuveni 1,2 tonnas CO₂ uz katru alumīnija tonnu. Taču saules enerģijas uzņēmumi tagad izmanto zaļo enerģiju, lai ražotu lietas, kas samazina piesārņojumu par aptuveni 40%.

Secinājums: kāpēc abi metāli ir būtiski

Alumīnijs un varš nav tikai akmeņi, ko mēs atrodam. Tie ir ļoti svarīgi, lai saules paneļi patiešām darbotos. Alumīnijs lieliski notur lietas izturīgus un ne pārāk karstus, savukārt varš ir lielisks līdzeklis, lai nodrošinātu vienmērīgu elektrības kustību. Un pat tad, kad mēs pārstrādājam vairāk un iegūstam jaunus materiālus, šie divi joprojām būs labākā izvēle, lai izveidotu saules baterijas, kas kalpos ilgi un nesagrauj banku.