Rollable Solar — Lentes-pirmā enerģijas plāns
Drukājiet jaudu uz kustīga materiāla, sarullējiet, sūtiet blīvi un līmējiet skaisti. Izvietojums brīvā formā; vadus ved vēlāk. Nav rāmja, nav caurumu jumtā, mazāk problēmu — tikai ātra saule.
Domājiet par ruļļu saules enerģiju kā par jaudu, ko uzstādāt kā lentu: drukājat uz kustīga materiāla, sūtāt ruļļos, vietā atlocāt, piespiežat, noslēdzat malas, un kārtīgus galvenos vadus vedat vēlāk. Šajā ierakstā līnijas ātrumu un ruļļa ģeometriju pārvēršam MW, konteineros, dienās un oglekļa ekvivalentā ātrai plānošanai.
Īsumā (ziņkārīgajiem)
- Kas: plāni, elastīgi saules lamināti, drukāti roll-to-roll un transportēti ruļļos.
- Cik ātri: viena 1 m līnija @30 m/min izdrukā ~7,78 MWp/d. 5 m klāšanas vilciens atruļļo ~38,9 MWp/d.
- Kāpēc 5 m: vismazāk šuvju + ar dažiem atļauta loģistika „mega-piekabēm“.
- Sauļainas dienas apmaiņa: viena 5 m vilciena diena ≈ ~133 īsās oglekļa tonnas nesadegušas (pie 6 saules stundām).
- Loģistika: 1 m ruļļiem — konteineri; vai sūtiet pie ostas, ruļļojiet uz kravas automašīnām un tajā pašā dienā atruļļojiet.
Kāpēc ruļļošana ir labāka par rāmjiem un stiklu
- Nepārtraukta, ne partijās. Kamēr kustas posms, rodas vati.
- „Auduma“ loģistika. Jauda ruļļos; ierobežo svars, ne tilpums.
- Līmējiet, neurbiet. PSA + malu blīvēšana → klusas jumti un maza vēja slodze.
- Vadi — pēc tam. Vispirms lenta, pēc tam kārtīgi magistrāles.
- Mazāk metāla, mazāk soļu. Bez rāmjiem, bez turētājiem — mazāk detaļu strīdiem.
Mēs ievērojam standartus, vērtējumus un sadarbojamies ar elektriķiem. Mēs esam rotaļīgi — bet ne bezatbildīgi.
Kā tas tiek ražots (granula → elektrība)
- Ieejas posms. Atvijas polimēra vai plānas metāla lenta.
- Pārklājums un nogulsnēšana. Barjera → vadītāji → fotoaktīvie slāņi.
- Lāzera gravēšana. P1/P2/P3 līnijas veido garus, plānus secīgus elementus.
- Inkapulācija un laminēšana. Laika apstākļiem izturīgi blīvējumi, savienojumu lameles.
- Vīšana. Pabeigts lamināts tiek vīts kā lenta. Esiet pietiekami ātri, lai varētu vīt.
Laukuma masa ~2–3,1 kg/m²; vienmērīga melna/balta arhitektūras apdare.
Atsauce: 1 m ruļļi, konteineri un enerģija
Pieņēmumi: platums 1,0 m, biezums 2,0 mm, ārējais Ø 1,0 m, kodols Ø 0,20 m, blīvums 180 W/m², laukuma masa 2,0 kg/m².
Gada enerģija vienam konteineram
| Jaudas koeficients (CF) | Gada enerģija | Oglekļa ekvivalents |
|---|---|---|
| 20% | ≈ 4,28 GWh | ≈ 2 440 īsto tonnu |
| 25% | ≈ 5,35 GWh | ≈ 3 050 īsto tonnu |
| 30% | ≈ 6,42 GWh | ≈ 3 660 īsto tonnu |
Oglekļa faktors ~1,14 lb/kWh; 2 000 lb = 1 īstā tonna (ASV).
Drukas veiktspēja (esiet pietiekami ātri, lai sarullētu)
1 m līnijai pie ātruma v (m/min): platība/st. = v × 60 m²; nominālā jauda/st. = 10,8 × v kWp.
| Līnijas ātrums | kWp / st. | MWp / d. | Konteineri / d.* |
|---|---|---|---|
| 10 m/min | 108 | 2,592 | ≈ 1,06 |
| 30 m/min | 324 | 7,776 | ≈ 3,18 |
| 60 m/min | 648 | 15,552 | ≈ 6,37 |
*Viens konteiners ≈ 2,443 MWp. Pie 30 m/min līnijas tiek piepildītas ~3,18 kastes/d.
Ražošanas ilgums (vienai 1 m līnijai)
Laiks, lai izdrukātu vienu 40’ HC (≈ 2,443 MWp)
| Līnijas ātrums | St. / konteineram |
|---|---|
| 10 m/min | ≈ 22,62 st. |
| 30 m/min | ≈ 7,54 st. |
| 60 m/min | ≈ 3,77 st. |
Nedēļas un mēneša ražība (24/7)
| Ātrums | MWp / ned. | Konteineri / ned. | MWp / mēn. (30 d.) | Konteineri / mēn. |
|---|---|---|---|---|
| 10 m/min | ≈ 18,14 | ≈ 7,43 | ≈ 77,76 | ≈ 31,83 |
| 30 m/min | ≈ 54,43 | ≈ 22,28 | ≈ 233,28 | ≈ 95,49 |
| 60 m/min | ≈ 108,86 | ≈ 44,56 | ≈ 466,56 | ≈ 190,99 |
Posmi (vienai līnijai @ 30 m/min)
- 1 MWp → ~3,09 stundas.
- 10 MWp → ~1,29 dienas.
- 100 MWp → ~12,86 dienas.
- 600 MWp → ~77,16 dienas.
Pie 70% OEE viena 1 m līnija @30 m/min ≈ ~2,0 GWp/gadā.; piecas līnijas ≈ ~10 GWp/gadā.
Sūtiet kā ruļli (optimāli 5 m) — uzruļļojiet uz mega piekabēm, atruļļojiet tajā pašā dienā
Kāpēc 5 m? Pietiekami plats, lai būtu maz šuvju, un pietiekami šaurs ceļu atļaujām. Piestātnē savienojam piecas 1 m lentes 5 m galvenajā posmā un ruļļojam transportēšanai.
5 m mega ruļļi (tas pats biezums un kodols)
Pieņēmumi: platums 5,0 m, biezums 2,0 mm, kodols Ø 0,20 m, 180 W/m², 2,0 kg/m².
| Ārējais Ø | Garums | Platība | Nominālā jauda | Masa | Izv. laiks @30 m/min |
|---|---|---|---|---|---|
| 2,30 m | ≈ 2 061,7 m | ≈ 10 308 m² | ≈ 1,856 MWp | ≈ 20,62 t | ≈ 68,7 min |
| 3,00 m | ≈ 3 518,6 m | ≈ 17 593 m² | ≈ 3,167 MWp | ≈ 35,19 t | ≈ 117,3 min |
| 4,00 m | ≈ 6 267,5 m | ≈ 31 337 m² | ≈ 5,641 MWp | ≈ 62,67 t | ≈ 208,9 min |
- Plānotā mega-piekabe: Ø 2,30 m (~20,6 t). Pa vienam būrnim zemes līmenī; pieslēdziet pie piedziņas atvēršanas ierīces un atveriet stundas laikā.
- Breakbulk/Ro‑Ro: Ø 4,00 m (~62,7 t) retākām maiņām; nepieciešama smaga celšana ostā/vietā.
- Piezīme: Konteineri joprojām ir ideāli 1 m ruļļiem. 5 m būrņi — ceļiem/breakbulk.
Atvēršanas veiktspēja (5 m)
| Atvēršanas ātrums | MWp / st. | MWp / d. | Ruļļi/d. (Ø 2,30) |
|---|---|---|---|
| 15 m/min | 0,81 | 19,44 | ≈ 10,5 |
| 30 m/min | 1,62 | 38,88 | ≈ 21,0 |
Dienas tonnāža tiek noteikta pēc platības, ne pēc ruļļa izmēra. Pie 30 m/min tiek uzklāts apmēram ~432 t/d. lamināta (2,0 kg/m²).
Mega-piekabes metode (ar vairākām)
- Šujiet/laminējiet pie ostas. Piecas 1 m lentes → 5 m posms ar šuvju magistrālēm.
- Vīt un krauj. Vīt uz Ø 2,30 m rullīša; ievietojiet zemās grīdas transportlīdzeklī ar noņemamām asīm.
- Vadiet un pieslēdziet. Plata krava; pieslēdziet rulli pie piedziņas „pay‑off“ starta zonā.
- Atvītināšanas process. 15–30 m/min; spiediena ruļļi līmē PSA lentes; malas seko blīvēšanas šuve.
- Vadi un QC. Ātras savienojuma vietas ik pēc 50–100 m uz 1 500 VDC paneļiem; redzamība/IR + IV tests seko vilcienam.
Tas nav sacensības — mēs vienkārši darām vienkārši
Mēs nesekojam trofejām. Ātrums vienkārši rodas, kad ir mazāk detaļu un mazāk lēmumu: atvītināt, piespiest, noslēgt, pieslēgt. Viss.
- Mazāk soļu → mazāk aizkavēšanās.
- Pirmkārt, vieta. Šujiet/laminējiet ostā vai sauszemē; rūpnīca — komplekts, ne katedrāle.
- Enerģija tajā pašā dienā. Uzlieciet uz kravas automašīnām, atvītiniet ierodoties, sāciet skaitīt kWh.
Saulainas dienas raža pret oglēm, kuras būtu jādedzina
Saulainā dienā „saules stundas“ Hsun ≈ 4–7. Saulainas dienas enerģija ≈ MWp × Hsun. Lai to pielīdzinātu, dedzinot ogles, nepieciešams ~1,14 lb/kWh.
Ātra salīdzināšana (ņemam Hsun=6)
| Objekts | Nominālā jauda | Saulainu dienu enerģija | Ogleklis atbilstībai | Pašizgāzēji* |
|---|---|---|---|---|
| Viens 5 m ruļlis Ø 2,30 m | 1,856 MWp | ≈ 11,136 MWh | ≈ 6,35 īsās tonnas | ≈ 0,25 |
| Viens 40’ HC (36× 1 m ruļļi) | 2,443 MWp | ≈ 14,658 MWh | ≈ 8,36 īsās tonnas | ≈ 0,33 |
| Viena 5 m vilkste, 1 d. @30 m/min | 38,88 MWp/d. | ≈ 233,28 MWh | ≈ 133,0 īsās tonnas | ≈ 5,3 |
| „Saules kāpums“ 100 km × 5 m | ≈ 90 MWp | ≈ 540 MWh | ≈ 307,8 īsās tonnas | ≈ 12,3 |
| Viena 20 m piekabe, 1 d. @30 m/min | 155,52 MWp/d. | ≈ 933,12 MWh | ≈ 531,9 īsās tonnas | ≈ 21,3 |
| Koridors 1 000 km × 20 m | ≈ 3,6 GWp | ≈ 21 600 MWh | ≈ 12 312 īsās tonnas | ≈ 492,5 |
*Lieli vairāku pašizgāzēju kravas automobiļi ≈ 25 īsās tonnas. Enerģiju un ogles reiziniet ar (Hsun/6) citām vietām.
Kuģi, konteineri — un dažreiz pat bez tiem
Kad būdami lokāli, ne vienmēr zinām, cik konteineru ietilps kuģī. Tāpēc atstājam atvērtas divas durvis.
A) Konteineri (kad tie ir)
- Noteikums "uz aci": viens 40’ HC ≈ 2,443 MWp (36× 1 m ruļļi).
- Kuģis "uz salvetes": Kuģa MWp ≈ 2,443 × FEU; koriģējiet reālajai kravai/svaram.
B) Pirmā vieta (kad trūkst kastes vai nav zināms)
- Šujiet pie ostas vai iekšējā bāzē. No 1 m lentēm veidojiet 5 m posmus.
- Mega piekabes. Rullējiet uz zema profila; izrullējiet tajā pašā dienā ar ātrumu 15–30 m/min.
- Breakbulk/Ro‑Ro. Pārvadājiet lielākus ruļļus piekrastes sprintiem un apiet konteinerus.
Fizikas un materiālu cena
Materiālu intensitāte: ~2,0 kg/m² (bez stikla, bez rāmjiem) → ~90 W/kg pie 180 W/m².
Indikatīvs materiālu aprēķins (par m²)
| Slānis | Masa | Piezīmes | Fizikālā minimālā cena* |
|---|---|---|---|
| Polimēri (augšējais, kapsulanti, substrāts) | ~1,6 kg | fluoropolimērs + EVA/jonpolimērs + PET/PO | 4–7 $ |
| Barjerpakete | <0,05 kg | AlOx/SiOx ar metalizēta plēve | 0,5–1,5 $ |
| Vadi | ~0,08–0,15 kg | Cu/Al tīkls un šuvju galvenie vadi (minimizēt Ag) | 0,7–2,5 $ |
| Aktīvais komplekts | <0,02 kg | plāna plēve (perovskīti/CIGS) | 0,8–3,0 $ |
| PSA + malu blīvējumi | ~0,2 kg | lentu raksts + perimetra šuve | 0,8–1,5 $ |
| Starpsumma | ~2,0 kg | — | 7,8–15,0 $/ m² |
Pie 180 W/m² → materiālu “grīda” ~0,043–0,083 $/W. Ar nolietojumu, darbu, enerģiju, defektiem, QA, garantiju: “ražotnes vārti” bieži ~0,15–0,30 $/W līmenī. Ilustratīvi, ne komerciāls piedāvājums.
Fiziskie “nodokļi”, ko kontrolējam
- Plakanums pret slīpumu/sekošanu: −8–20% efektivitātes pret optimālo slīpumu (atkarīgs no platuma).
- Karstums: tempco ~−0,2 līdz −0,35%/°C; matētas virsmas palīdz.
- Dubļi: sausos reģionos 3–8% bez vieglas tīrīšanas; paredziet apkalpošanas joslas.
- Vēja pacēlājs: projektējiet ~1–3 kPa brāzmām; rakstains PSA + malu enkuri/bermas.
- Šuves: jo mazāk, jo labāk; 5 m lentes — saldais punkts.
Ne smalkas drupačas — bet īsta pasaules rūpnīca
- Drukas kodols: daudz 1 m R2R līniju @30 m/min → ~2,0 GWp/gadā. vienai līnijai (70% OEE).
- Ostu šūšanas centri: 1 m lentes savieno 5 m posmos; vērpšana ceļiem vai breakbulk.
- Uzstādīšanas vilcējvienības: reģionālās flotiles izvelk 15–30 m/min → ~19–39 MWp/d. katra.
- Masveida loģistika: ~432 t/d. lamināta vienai vilcējvienībai @30 m/min.
- Kvalitāte ātrumā: vīzija/IR, IV tests, GNSS “as-built”; lidojošas savienojuma vietas, lai nestāvētu.
No brīnišķīga demo — līdz gigavatiem kontinentos — negaidot izcilas rūpnīcas.
Vai mums būs kur izmantot elektrību?
Jā — ja offtake plānosim tikpat drosmīgi kā "paklāju". Uzceliet 2–10 MW blokus, grupējiet pie stacijām un savienojiet ar elastīgām slodzēm, lai pusdienlaika vati nestāvētu.
Galvenie patērētāji (savienojiet no pirmās dienas)
- Ūdens: saldūdens un liela mēroga sūknēšana (potenciāla uzkrāšana kanālos/dīķos).
- Agro-rūpniecība: aukstais ķēdes posms, dzirnavas, eļļas augu spiešana, laistīšana.
- Materiāli: cementa dzirnēšana, inertu mazgāšana, māla kalcinācija (elektrificēta), ķieģeļu žāvēšana.
- Molekulas: H2 → amonjaks/mēslojums vai metanols; visgrūtāk strādāt pusdienlaikā.
- Dati un sakari: malējie DC, torņi, izlīdzinātāju slodzes.
- Transports: e-autobusu/e-smagās kravas automašīnu depo; uzlādes logi saskan ar sauli.
Tīkla stratēģija
- 1 500 V DC bloki → transformatori uz MV → apakšstacijas gredzens → HV/HVDC koridors.
- Maz krātuves, daudz slodžu: dodiet priekšroku pārvaldītai pieprasījumam; pievienojiet 1–2 stundas uzglabāšanu tikai tad, ja tas palielina vērtību.
- Radoši PPA: kopā izvietojiet rūpniecību; traktējiet koridoru kā enerģētikas-rūpniecības parku.
Paplašinājums: 20 m galvenais posms (breakbulk „mega-ritenis“)
Tur, kur ostas un koridori ļauj nestandarta kravas, 20 m ir vēl ātrāk (mazāk šuvju, mazāk apstāšanās).
| Ārējais Ø | Garums | Nominālā jauda | Masa | Izv. laiks @30 m/min |
|---|---|---|---|---|
| 3,0 m | ≈ 3,52 km | ≈ 12,67 MWp | ≈ 140,7 t | ≈ 1,96 stundas |
| 4,0 m | ≈ 6,27 km | ≈ 22,56 MWp | ≈ 250,7 t | ≈ 3,49 stundas |
Nepieciešama smagā pacelšana un droša nostiprināšana jūrā. 5 m ļauj startēt gandrīz visur; 20 m — piekrastes sprinta režīms.
„Uz aploksnes“ — aprēķini, ko varat veikt pat mēra acu priekšā
- Sauļainās dienas enerģija: MWh ≈ MWp × Hsun (izmantojiet 4–7).
- Ogleklis (īsās tonnas): ≈ 0,00057 × kWh → ar MWh reiziniet ar 0,57.
- Pašizgāzēji: īsās tonnas ÷ 25 (lielie ceļu pašizgāzēji).
- Uzstādīšanas ātrums (5 m): MWp/stundā ≈ 0,054 × ātrums (m/min) → 30 m/min ≈ 1,62 MWp/stundā.
- Uzstādīšanas ātrums (20 m): MWp/stundā ≈ 0,216 × ātrums (m/min) → 30 m/min ≈ 6,48 MWp/stundā.
Pietiek reāliem risinājumiem — bez kalkulatoriem.
Iepriekš aprēķināts: reāla jumta platība
Krātuve: 100 000 ft² → 9 290 m²; 70% atvēlēsim moduļiem.
- Segtais laukums: ≈ 6 503 m²
- Nosaukuma jauda: ≈ 1,171 MWp (pie 180 W/m²)
- Papildu tukšā masa: ≈ 13,0 t (pie 2,0 kg/m²)
- Gada enerģija (20% CF): ≈ 2,051 GWh
- Ogļskābās ekvivalents / gadā: ≈ 1 169 īsās tonnas
Draudzīgs (un smieklīgs) salīdzinājums
Kodolenerģētika: stoiskais maratonists — lēns līdz pirmajam kWh, pēc tam ļoti stabils.
Ritošā saule: enerģisks sprinteris — darbojas jau šajā ceturksnī, kWh krājas vēl pirms atvēršanas lentes. Mīlam abus; vienkārši ļoti mīlam agrīnu ierašanos.
Skaitļi ir ilustratīvi noapaļoti; pārbaudiet saviem objektiem normas, vēju, ugunsdrošību, ostas, atļaujas un ceļu noteikumus. Šajā lapā netiek izmantoti nekādi skripti.