Солнце как семенная фабрика — модули, которые строят другую фабрику
Цикл цивилизации начинается с солнечного света. Одна фабрика производит модули. Эти модули питают фабрику. По мере роста фабрики она производит ещё больше модулей, которые питают ещё больше фабрик — пока «ограниченная энергия» не станет историческим реликтом, над которым будут смеяться ваши дети.
Почему солнечный семенной завод (энергия, которая умножает энергию)
Шахты и плавильные цеха любят стабильные мегаватты. Поэтому мы строим машину, которая «печатает» мегаватты: солнечный завод. Производим модули → подключаем → питаем завод → производим больше модулей. Цикл сжимается. Весь промышленный поселок начинает ощущаться как сад.
- Замкнутый цикл — модули питают линию, которая их произвела.
- Быстрая окупаемость — за несколько месяцев покрывается электроэнергия самого завода, дальше — чистый избыток.
- Чистый масштаб — часть выпуска направляем на клонирование новых заводов; рост становится привычкой.
Чертеж завода (модули как Лего, линии как рельсы)
Что мы производим
Модули из монокристаллического кремния (~500 Вт каждый) с передним стеклом и алюминиевыми рамами. В одном поселке работает поликремний → слиток → пластина → элемент → модуль, а солнечное стекло и рамы — рядом.
Технология элементов: класс TOPCon/HJT Мощность модуля: ~500 Вт Готовность линии: 8 000 ч/мес (цель)Интуиция энергии
Современные, тесно интегрированные линии достигают электрической интенсивности завода около ~0.35–0.60 кВт·ч на 1 Вт выходной мощности модуля (только электричество; энергия, воплощённая в материалах — отдельно и во многих случаях также локально).
Проектная точка: 0.40 кВт·ч/Вт (база) Диапазон планирования: 0.35–0.60 кВт·ч/ВтПредварительно рассчитанные сценарии масштаба
Масштабы завода (интегрированный кампус)
| Масштаб производства | Средняя электрическая мощность | Для питания PV-завода (мин.) | Аккумуляция 12 ч | Примечания |
|---|---|---|---|---|
| 1 ГВт/год | ~50 МВт (0.40 кВт·ч/Вт) диапазон ~40–70 МВт |
~260 ГВтp* рост: 350–500 ГВтp |
~600 МВт·ч | Покрывает линию + вспомогательных потребителей |
| 5 ГВт/год | ~250 МВт (0.50 кВт·ч/Вт в среднем) диапазон ~200–375 МВт |
~1.3–1.9 ГВтp | ~3.0–4.5 ГВт·ч | Несколько параллельных линий |
| 20 ГВт/год | ~1.0–1.5 ГВт | ~5.1–7.7 ГВтp | ~12–18 ГВтч | Масштаб глобального узла |
*Минимальный размер PV по дневной энергии: PVМВтp ≈ (Средн. МВт × 24) / (5.5 ПСЧ × 0.85). Рекомендуется увеличить («рост»), чтобы питать соседние заводы и ускорить самозапуск.
Месячный выход (база 1 ГВт/год)
| Единица | Значение |
|---|---|
| Модули (по 500 Вт) | ~166 000 шт. / мес. |
| Добавленная номинальная мощность | ~83 МВтp / мес. |
| Средняя мощность переменного тока (установленная на месте) | ~16 МВт / мес.† |
†Расчет на основе 5,5 пиковых солнечных часов и 85 % эффективности системы DC→AC.
Интуиция возврата энергии
- При хорошей инсоляции каждый установленный ватт производит ~1.6–1.9 кВт·ч в год.
- Электроэнергетическая интенсивность завода 0.35–0.60 кВт·ч/Вт → месяцы, пока завод покрывает свои потребности.
- После самообеспечения все новые модули — чистый избыток для городка и сети.
График самообеспечения (насколько быстро замыкается цикл)
База 1 ГВт/год, 0.40 кВт·ч/Вт электроэнергии, 5.5 PSH, 85 % КПД
| Доля модулей, реинвестируемая за месяц | Средняя мощность, добавленная за месяц | Месяцев до завода 50 МВт | Комментарий |
|---|---|---|---|
| 100 % | ~16 МВт | ~3 мес. | Чистый спринт самообеспечения |
| 60 % | ~9.8 МВт | ~5–6 мес. | Баланс между самообеспечением и экспортом |
| 30 % | ~4.9 МВт | ~10–11 мес. | Медленно и уверенно |
Когда средняя нагрузка завода покрыта, реинвестируемые модули направляются на развитие других заводов и питание остальной части городка (плавка, прокатка, стекло). Это — двигатель накопления.
Список материалов (1 МВт модулей)
| Материал | Типичное количество | Примечания |
|---|---|---|
| Солнечное стекло | ~50 т | ~5 000 м² @ ~10 кг/м² |
| Алюминиевые рамы | ~5 т | Большая доля переработанного металла |
| Кремний (пластины) | ~3.5–5.0 т | ~3–5 г/Вт, включая потери при резке |
| EVA капсулирующий материал | ~1.5 т | Или POE для технологии HJT |
| Задняя пленка | ~0.7 т | Или двухслойное стекло |
| Медные ленты | ~0.4–0.8 т | Соединения элементов |
| Серебро (паста) | ~10–20 кг | Уменьшается из-за новой металлизации |
| Коробки соединений | ~2 000–2 500 шт. | Модули 500 W |
Линии алюминия, стекла и меди размещаем в одном городке (4–6 частей). Короткие трубы, короткие рейсы, меньше хлопот.
Материалы на месяц (1 GW/год)
~83 MWp/мес. выхода ≈ ~166 тыс. модулей (по 500 W).
| Материал | В месяц |
|---|---|
| Стекло | ~4 150 т |
| Алюминий | ~415 т |
| Кремний | ~290–415 т |
| Медь | ~35–65 т |
| Серебро | ~0.8–1.7 т |
Эти потоки — наш список покупок для местных линий по металлам и стеклу.
Мощность по этапам (планируем ровный, а не "зубчатый" профиль)
Интегрированный комплекс 1 ГВт/год — ориентировочные средние значения
| Этап | Средняя электрическая мощность (МВт) | Примечания |
|---|---|---|
| Производство поликремния | ~10–20 | Гибрид FBR/Siemens; рекуперация тепла |
| Выращивание кристаллов и слитков | ~8–12 | Выращивание по методу Чохральского; банки с несколькими тиглями |
| Резка пластин | ~6–10 | Алмазный провод; сбор шлама |
| Линия элементов | ~15–25 | Диффузия, PECVD/PVD, обжиг |
| Сборка модулей | ~2–5 | Ламинаторы, стрингеры, тестирование |
| Всего | ~41–72 | Проектная точка ~50 МВт |
Работает местная микросеть: большие нагрузки (выращивание пластин, ламинирование) синхронизируем с аккумуляцией, чтобы избежать пиков. Избыток дневной солнечной энергии питает ночную зарядку.
Земля и здания (где всё это «живет»?)
Промышленный городок
- Закрытые помещения (1 ГВт/год): ~60–100 тыс. м² в нескольких залах
- Обслуживание и хранение: ~20–40 тыс. м²
- Общая площадь городка: ~25–60 га (автомобили, площадки, зоны безопасности)
- «Горячий» цех солнечного стекла: отведён с собственной зоной безопасности
Солнечное поле для питания завода
- Правило: ~1,6–2,0 га на 1 МВтp
- Завод 1 ГВт/год, минимум 260 МВтp солнечной энергии: ~420–520 га (4,2–5,2 км²)
- Аккумуляторный блок (12 часов): ~600 МВт·ч (в контейнерах) рядом с распределительной станцией
Устроено как солнечные луга — благоприятные для опылителей, с лёгким выпасом под модулями.
Вопросы и ответы
«Разве производство модулей не очень энергоёмкое?»
Да — и именно в этом её суперсила. Потому что модули производят энергию. Несколько месяцев выхода питают всю фабрику, а дальше всё — избыток для ваших металлов, стекла и соседей.
«Откуда возьмём серебро/алюминий/стекло?»
От себя. В частях 4–6 — чистые линии плавки, прокатки и стекла в одном городке; цепочка поставок сокращается до поездки погрузчика.
«А как насчёт ночей и облаков?»
Увеличиваем солнечное поле и используем аккумуляцию, размером ~12 часов средней нагрузки. Микросеть планирует крупные этапы согласно окнам зарядки. Нам нравятся скучные кривые сети.
Далее: Плавка без дыма — чистые печи для стали и друзей (часть 4). Уголь заменяем электронами, а небо становится гораздо чище.