Saulė kaip sėklinė gamykla — moduliai, kurie pastato kitą gamyklą
Civilizacijos ciklą pradedame saulės šviesa. Viena gamykla gamina modulius. Tie moduliai maitina gamyklą. Gamyklai augant, ji gamina dar daugiau modulių, kurie maitina dar daugiau gamyklų — kol „ribota energija“ tampa istorine relikvija, iš kurios jūsų vaikai kikena.
Kodėl saulės sėklinė gamykla (energija, kuri daugina energiją)
Kasyklos ir lydymo cechai mėgsta pastovius megavatus. Todėl statome mašiną, kuri „spausdina“ megavatus: saulės gamyklą. Gaminame modulius → prijungiame → maitiname gamyklą → gaminame daugiau modulių. Kilpa veržiasi. Visas pramoninis miestelis ima jaustis kaip sodas.
- Uždara kilpa — moduliai maitina liniją, kuri juos pagamino.
- Greita grąža — per kelis mėnesius padengiama pačios gamyklos elektra, toliau — grynas perteklius.
- Švarus mastelis — dalį išvesties skiriame naujoms gamykloms klonuoti; augimas tampa įpročiu.
Gamyklos brėžinys (moduliai lyg Lego, linijos lyg bėgiai)
Ką gaminame
Stiklo priekyje, aliuminio rėmuose, monokristalinio silicio moduliai (~500 W kiekvienas). Viename miestelyje veikia polisilicis → luitas → plokštelė → elementas → modulis, o saulės stiklas ir rėmai — šalia.
Elementų technologija: TOPCon/HJT klasė Modulio galia: ~500 W Linijos parengtis: 8 000 val./m. (tikslas)Energijos intuicija
Šiuolaikinės, glaudžiai integruotos linijos pasiekia gamyklos elektros intensyvumą apie ~0.35–0.60 kWh vienam W modulio išvesties (tik elektra; medžiagų įkūnyta energija — atskirai ir daugeliu atvejų taip pat vietoje).
Projektinis taškas: 0.40 kWh/W (bazė) Planavimo rėžis: 0.35–0.60 kWh/WIš anksto paskaičiuoti mastelio scenarijai
Gamyklos masteliai (integruotas miestelis)
| Gamybos mastas | Vidutinė elektros galia | PV gamyklai maitinti (min.) | Akumuliacija 12 val. | Pastabos |
|---|---|---|---|---|
| 1 GW/metus | ~50 MW (0.40 kWh/W) rėžis ~40–70 MW |
~260 MWp* augimas: 350–500 MWp |
~600 MWh | Dengia liniją + pagalbinius vartotojus |
| 5 GW/metus | ~250 MW (0.50 kWh/W vid.) rėžis ~200–375 MW |
~1.3–1.9 GWp | ~3.0–4.5 GWh | Kelios lygiagrečios linijos |
| 20 GW/metus | ~1.0–1.5 GW | ~5.1–7.7 GWp | ~12–18 GWh | Pasaulinio mazgo mastas |
*PV „min.“ dydis pagal dienos energiją: PVMWp ≈ (Vid. MW × 24) / (5.5 PSH × 0.85). Rekomenduojame didinti („augimas“), kad maitintume kaimynines gamyklas ir spartintume savistartą.
Mėnesio išvestis (1 GW/metus bazė)
| Vienetas | Reikšmė |
|---|---|
| Moduliai (po 500 W) | ~166 000 vnt. / mėn. |
| Pridėta vardinės galios | ~83 MWp / mėn. |
| Vidutinė AC galia (įrengta vietoje) | ~16 MW / mėn.† |
†Skaičiuojant 5,5 piko saulės valandos ir 85 % DC→AC sistemos naudingumą.
Energijos grąžos intuicija
- Esant gerai insoliacijai, kiekvienas įrengtas vatas pagamina ~1.6–1.9 kWh per metus.
- Gamyklos elektros intensyvumas 0.35–0.60 kWh/W → mėnesiai, kol gamykla padengia savo poreikį.
- Po savimaitos visi nauji moduliai — grynas perteklius miesteliui ir tinklui.
Savimaitos grafikas (kaip greitai užsidaro kilpa)
1 GW/metus bazė, 0.40 kWh/W elektra, 5.5 PSH, 85 % naudingumas
| Reinvestuojama mėnesio modulių dalis | Vid. galia, pridėta per mėn. | Mėnesių iki 50 MW gamyklos | Komentaras |
|---|---|---|---|
| 100 % | ~16 MW | ~3 mėn. | Grynas savimaitos sprintas |
| 60 % | ~9.8 MW | ~5–6 mėn. | Balansas tarp savimaitos ir eksporto |
| 30 % | ~4.9 MW | ~10–11 mėn. | Lėtai ir užtikrintai |
Kai gamyklos vidutinė apkrova padengiama, reinvestuojami moduliai skiriami auginti kitas gamyklas ir maitinti likusį miestelį (lydymas, valcavimas, stiklas). Tai — kaupimo variklis.
Medžiagų sąrašas (1 MW modulių)
| Medžiaga | Tipinis kiekis | Pastabos |
|---|---|---|
| Saulės stiklas | ~50 t | ~5 000 m² @ ~10 kg/m² |
| Aliuminio rėmai | ~5 t | Didelė perdirbto metalo dalis |
| Silicis (plokštelės) | ~3.5–5.0 t | ~3–5 g/W, įsk. pjovimo nuost. |
| EVA kapsuliantas | ~1.5 t | Arba POE HJT technologijai |
| Galinė plėvelė | ~0.7 t | Arba dvisluoksnis stiklas |
| Vario juostelės | ~0.4–0.8 t | Elementų sujungimai |
| Sidabras (pasta) | ~10–20 kg | Mažėja dėl naujos metalizacijos |
| Jungčių dėžutės | ~2 000–2 500 vnt. | 500 W moduliai |
Aliuminio, stiklo ir vario linijas įkurdiname tame pačiame miestelyje (4–6 dalys). Trumpi vamzdžiai, trumpi reisai, mažai rūpesčių.
Mėnesio medžiagos (1 GW/metus)
~83 MWp/mėn. išvesties ≈ ~166 tūkst. modulių (po 500 W).
| Medžiaga | Per mėnesį |
|---|---|
| Stiklas | ~4 150 t |
| Aliuminis | ~415 t |
| Silicis | ~290–415 t |
| Varis | ~35–65 t |
| Sidabras | ~0.8–1.7 t |
Šie srautai — mūsų pirkinių sąrašas vietinėms metalų ir stiklo linijoms.
Galia pagal etapus (planuojame lygų, ne „dantytą“ profilį)
1 GW/metus integruotas miestelis — orientaciniai vidurkiai
| Etapas | Vidutinė elektros galia (MW) | Pastabos |
|---|---|---|
| Polisilicio gamyba | ~10–20 | FBR/Siemens hibridas; šilumos atgavimas |
| Luitų ir kristalų auginimas | ~8–12 | Czochralski traukimas; kelių tiglių bankai |
| Plokštelių pjovimas | ~6–10 | Deimantinis laidas; šlamo surinkimas |
| Elementų linijos | ~15–25 | Difuzija, PECVD/PVD, išdegimas |
| Modulių surinkimas | ~2–5 | Laminatoriai, stringeriai, testavimas |
| Iš viso | ~41–72 | Projektinis taškas ~50 MW |
Veikia vietos mikrotinklas: dideles apkrovas (luitų auginimas, laminatoriai) sinchronizuojame su akumuliacija, kad išvengtume pikų. Dienos PV perteklius maitina naktinį įkrovimą.
Žemė ir pastatai (kur visa tai „gyvena“?)
Gamyklos miestelis
- Uždaro ploto patalpos (1 GW/metus): ~60–100 tūkst. m² per kelias sales
- Palaikymas ir sandėliavimas: ~20–40 tūkst. m²
- Iš viso miestelio plotas: ~25–60 ha (automobiliai, aikštelės, saugos zonos)
- Saulės stiklo „karštasis“ cechas: atitrauktas su savo saugos zona
PV laukas gamyklai maitinti
- Taisyklė: ~1.6–2.0 ha vienam MWp
- 1 GW/metus gamykla, PV min. 260 MWp: ~420–520 ha (4.2–5.2 km²)
- Akumuliacijos blokas (12 val.): ~600 MWh (konteineriuose) šalia skirstyklos
Sutvarkyta kaip saulės pievos — palankios apdulkintojams, su lengvu ganymusi po moduliais.
Klausimai ir atsakymai
„Ar modulių gamyba nėra labai energiškai imli?“
Taip — ir būtent tai jos supergalia. Nes moduliai gamina energiją. Keli mėnesiai išvesties pamaitina visą gamyklą, o toliau viskas — perteklius jūsų metalams, stiklui ir kaimynams.
„Iš kur gausime sidabrą/aliuminį/stiklą?“
Iš savęs. 4–6 dalyse — švarios lydymo, valcavimo ir stiklo linijos tame pačiame miestelyje; tiekimo grandinė sutrumpėja iki krautuvo važiavimo.
„O kaip su naktimis ir debesimis?“
PV lauką didiname ir naudojame akumuliaciją, dydžiu ~12 val. vidutinės apkrovos. Mikrotinklas planuoja stambius etapus pagal įkrovimo langus. Mėgstame nuobodžias tinklo kreives.
Toliau: Lydymas be dūmų — švarios krosnys plienui ir draugams (4 dalis). Anglį iškeičiame į elektronus, o dangus tampa daug skaidresnis.