Имаме ли нужда от алуминий и мед за производство на слънчева енергия?

Нека бъдем реални: Защо тези метали са важни

Вероятно не сте мислили много, но алуминият и медта всъщност са изключително важни за слънчевите панели. Те са като скелета и кръвоносните съдове на цялата система за слънчева енергия. Нека да разгледаме защо те имат толкова голямо значение, защото опитът да се изградят слънчеви панели без тях би бил пълен провал.

1. Алуминий: гръбнакът на слънчевата инфраструктура

1.1 Рамки за слънчеви панели: „Бронята“.

Защо алуминий?

Алуминиевите сплави, като 6063-T5, са леки и здрави. Те могат да издържат на луди силни ураганни ветрове и години на слънце.

Например в Тексас панели с алуминиеви рамки преминаха през торнадо от 150 мили в час, като стоманените бяха напълно разрушени.

Спестяване на разходи:

Алуминият струва 1/3 от стоманата. За 1 MW слънчева ферма, това са $500k, спестени само от рамки.

1.2 Кабели и съединители: „Кръвоносните съдове“.

Алуминиевите проводници може да не носят толкова ток, колкото медните, но те са:

50% по-евтино

40% по-лек (критичен за покривни инсталации)

Уловка: Те се нуждаят от по-дебела изолация, за да предотвратят корозия.

2. Мед: „Магистралата“ за електричество

2.1 Слънчеви клетки: „Нервите“.

Медните наночастици (0,5 g на панел) създават ултра-тънки проводими слоеве.

Забавен факт: Това повишава ефективността с 3%-достатъчно за захранване на хладилник за 6 допълнителни часа/месец.

2.2 Инвертори и мрежови връзки: „Мозъкът“.

Медното окабеляване управлява 80% от потока на енергия в системата.

Защо не алуминий? По-високата устойчивост на алуминия причинява 15% загуба на енергия в горещ климат.

3. Алуминий срещу мед: Конфликтът

Фактор	Алуминий	мед
цена	$1,20/lb	3,50 $/lb
Тегло	1,5 пъти по-лек от медта	По-тежки (ограничава капацитета на покрива)
Корозия	Ръждясва в солен въздух (има нужда от покрития)	Понася по-добре влажността
Ефективност	Губи 2% при високи температури	Стабилен до 85 градуса

4. Истински-световни бедствия (и как да ги избегнем)

Случай 1: Провалът на алуминиевата рамка

Проблем: Калифорнийски монтажник използва евтини алуминиеви рамки. След 3 години 40% ръждясаха и рухнаха.

Поправка: Използвайте анодизиран алуминий (добавя 10-годишна гаранция за корозия).

Случай 2: Криза с кражба на мед

Проблем: В Индия кражбата на медни кабели намали мощността на слънчевите ферми с 25%.

Поправка: Инсталирайте устойчива на фалшифициране мед с PVC- покритие (струва 15% повече, но спира кражбата).

5. Бъдещи технологии: Можем ли да се откажем от тези метали?

Новата роля на алуминия: Нанотехнологиите създават алуминиеви -графенови композити, които са 3 пъти по-здрави и по-леки.

Медни алтернативи: Пластмасови жици със сребърно{0}} покритие? Те са с 50% по-евтини, но работят само в сух климат.

Предизвикателства и решения

Въпреки предимствата им, предизвикателствата продължават:

Проблем с веригата за доставки:

Може да нямаме достатъчно мед, защото всички я искат (например 2062,5 килотона до 2035 г.!). Поправката? Рециклирайте това, което имаме и може би опитайте други неща като графен за пренасяне на електричество.

Притеснения за околната среда:

Изкопаването на алуминий води до голямо замърсяване – около 1,2 тона CO₂ за всеки тон алуминий. Но слънчевите компании сега използват зелена енергия, за да произвеждат неща, което намалява замърсяването с около 40%.

Заключение: Защо и двата метала са основни

Алуминият и медта не са просто скали, които намираме. Те са изключително важни, за да направят слънчевите панели наистина работещи. Алуминият е чудесен за поддържане на нещата здрави и не прекалено горещи, докато медта е страхотна за осигуряване на плавно движение на електричеството. И дори докато рециклираме повече и получаваме нови материали, тези два ще продължат да бъдат най-добрият избор за изграждане на соларни неща, които издържат дълго и не разбиват банката.