К вопросу о EROI фотовольтаники

Аватар пользователя Николаев Александр

Статья коллеги Писатель натолкнула меня на мысль, прикинуть EROI фотогальванических элементов.

https://aftershock.news/?q=node/815889 

На основе данных можно грубо прикинуть EROI панельки. Берём поликристаллический модуль Delta SM 150-12 P

https://msk.solar-e.ru/catalog/solnechnye-paneli/polikristallicheskie/de...

http://smart-farm.ru/catalog/solnechnye_moduli_i_kontroller_zaryada/soln...

Масса:11,6 кг (минимальная из представленных)

материалы : стекло , поликристаллический кремний,Алюминий анодированный, медь(кабель)

оценим площадь элемента 1.485*0.688~1м2

.Допускаем что рабочая площадь элемента один метр квадратный ( на самом деле немного меньше)

Итак:

mcu=0.6(м)*0.000004(м)*8.92*103(кг/м3)=0.021 кг (всё переводится в СИ)

mстекло=2.5(кг/м3)*103*3.2(м3)*10-3=8 кг

msi=2.33(кг/м3)*103*0.00022(м3)=0.5126 кг

mal=11.6-8-0.5126-0.021=3.0664 кг

Eзатраты=0.5126(кг)*20*109(Дж)+3.0664(кг)*174(Дж)*106+8(кг)*7(Дж)*106+0.021(кг)*106*93(Дж)=8.97*1010 Дж

Это затраты( в принципе можно было  и не заниматься крохоборством и опустить затраты на всё кроме кремния. мало что изменилось бы)

А теперь "профит" 

https://ru.wikipedia.org/wiki/Солнечная_генерация#Перспективы_солнечной_электроэнергетики

1700 КВТ*ч на метр квадратный в год . КПД возьмём 17.12 % срок 10 лет ( за десять лет выработка падает на 10%)

1700(Квт*ч)*0.1712*3.6*10=1.04*109 Дж в год

EROI =профит/затраты=10*1.04*109/8.97*1010=0.12.......

Соответственно для 30 лет EROI=0.36.

Кажись это провал солнечной энергетики. Даже если учитывать только затраты на кремний и брать срок 30 лет EROI=2.91.Это всё естественно без учёта деградации панелек.

UPD

https://matter2energy.wordpress.com/2016/05/17/another-pv-eroei-debacle/

"профит"=134.4 квт ч/м2

https://link.springer.com/article/10.1007/s41247-017-0033-0 

На кремний солнечного качества идет 110 кВтч электроэнергии и 185 МДж тепла ... итого 600 Мдж  

e1 = 0.5126(кг)*600(МДж)=0.31 ГДж

e2 = 3.0664(кг)*174(Дж)*106 = 0.53 ГДж

e3 = 8(кг)*7(Дж)*106=0.056 ГДж

e4 = 0.021(кг)*106*93(Дж) = 0.001953 ГДж

Eзатраты=0.898 ГДж

EROI=10*134.4*3.6*106/0.898*109=5.6 Всё равно провал. За 10 лет Без учёта падения отдачи.

За 30 лет EROI= 16.16

Для нормально функционирование индустриально общества требуется EROI<20.

 

 

Авторство: 
Авторская работа / переводика
Комментарий автора: 

Посвящается всем фанатам зелени и вбивателям гвоздей в крышку гроба традиционной энергетики.

UPD. я всё таки точно поколение ЕГЭ. 

Eзатраты=0.5126(кг)*20*109(Дж)+3.0664(кг)*174(Дж)*106+8(кг)*7(Дж)*106+0.021(кг)*106*93(Дж)=1.61*1010 Дж

Соответственно EROI=10*1.04*109/1.61*1010=0.65 (за 10 лет) 

EROI=1.95 (за 30 лет)

учитывать только затраты на кремний и брать срок 30 лет EROI=2.91 (правильно) UPD отдельно спасибо камраду pppppppo_98.

Комментарии

Аватар пользователя АнТюр
АнТюр(8 лет 11 месяцев)

Как я понимаю, критична только одна цифра - *20*109(Дж). Ее нужно как-то обосновать.  

Комментарий администрации:  
*** Угроза фашизма преувеличена нерусью... Перегибы не страшны. Русский фашизм должен быть в России в разумных пределах" (с) ***
Аватар пользователя Николаев Александр

Да это так.

Первоисточник: http://www.festivalnauki.ru/statya/77603/energozatraty-na-proizvodstvo-m...

ну и по логике вещей, производство поликристаллического кремния процесс энергозатратный.

кремний требует коксующегося угля на первой стадии - восстановления кремния.... Насколько можно модфицировать процесс дабы отказаться от кокующегося угля в пользу синтез газа , плученным из рядового угля или газа (со сдвинутым соттношение CO:H2 в сторону CO) затруднительно сказать... Точно так же как затруднительно сказать можно ли текущие процессы модифицировать под циклическую работу .. 

 

Аватар пользователя indigo
indigo(4 года 9 месяцев)

Давайте альтернативный способ подсчёта проведём.

1. Сколько выработка кв*ч в год у панельки?

2. Сколько панелька стоит?

Проверим, так сказать, была ли у вас ошибка на порядок только один раз.

Аватар пользователя Николаев Александр

эм. А как вы собираетесь переводить рубли в в джоули?+

Аватар пользователя indigo
indigo(4 года 9 месяцев)

))

А вы предоставьте цифры, которые вас устроят, и увидите)))

Аватар пользователя Николаев Александр

То есть вы предлагаете перевести выработку в рубли ( стоимость ээ) и поделить на цену батареи? Вы же понимаете , что это будет ничего не значащая цифирь ( цена на ээ может формироваться как угодно). Более того не будет учёта косвенных "дотаций" от традиционной энергетики( завод выпускающий кремний работает не на фотовольтанике).

Я придерживаюсь мнения , что EROI надо читать в энергии( на то он и EROI )

Аватар пользователя Irsi
Irsi(7 лет 2 месяца)

Панелька стоит 100500 блюющих радугой пони.

Не поняли? Поясняю - тут  строгий физичееский расчет, сколько энергии затратили на производство устройства, сколько энергии может выработать это устройство за весь срок эксплуатации.

А вы в строгий физический расчет зачем-то примешиваете то, что не имеет никакого физического смысла - рубли/доллары/евро. И тем самым получаете вместо строго обоснованного расчета - бессмыслицу.

Комментарий администрации:  
*** Отключен (невменяемое общение) ***
Аватар пользователя indigo
indigo(4 года 9 месяцев)

строгий

+- порядок только при поверхностных перепроверках

Ну не имеет для вас значение рубли, ок.

Проходите мимо, если перепроверка результата на адекватность не интересна.

Аватар пользователя Николаев Александр

Ну хорошо.Раз вы настаиваете.

https://ria.ru/20170627/1496916647.html

http://smart-farm.ru/catalog/solnechnye_moduli_i_kontroller_zaryada/soln...

Грубо прикинем

В Дании "EROI"=30*1700(Квт*ч)*0.1712*19.8/7 755=22.29

На Украине "EROI"=30*1700(Квт*ч)*0.1712*2/7 755=2.25

Вопрос. Почему на Украине "EROI" так просел?

Аватар пользователя indigo
indigo(4 года 9 месяцев)

Сверим цифры.

1. Выработка в год ~ 300 кВт*ч?

2. Цена панели 7755?

Про оптовые молчу..

3. Цена ээ от 2 до 20 рублей, так?

Аватар пользователя Николаев Александр

Допустим. Однако цена на ээ ( в идеале ) формируется игрой спроса и предложения. Причём здесь энергия?

Аватар пользователя indigo
indigo(4 года 9 месяцев)

Сверим цифры.

1. Выработка в год ~ 300 кВт*ч?

2. Цена панели 7755?

Про оптовые молчу..

3. Цена ээ от 2 до 20 рублей, так?

А теперь следите за руками))

Рассмотрим первый вариант.

1. Цена ээ в месте производства панельки 2 рубля за кВт*ч.

2. Тогда доход от панельки за год составляет 600 рублей. Так?

3. Тогда панелька, именно сама панелька, окупается за 13 лет. Так?

4. Для производства панельки нужны затраты ээ, нефти, газа, угля, человекоресурсы, песок, силикон, налоги, маркетологи и пр. Так?

5. Т. Е., "отбивание затрат энергии" происходило бы быстрее, т. К. Затраты на энергию - это часть затрат на производство панельки. Так?

6. Т. Е., 13 лет - это верхняя граница энергетической окупаемости панельки.

Второй вариант:

При ээ в 20 рублей в месте производства панельки верхняя граница энергетической окупаемости панельки составляет 16 месяцев.

Аватар пользователя Николаев Александр

я тебе про Фому, ты мне про Ерёму

EROI energy returned on energy invested. Я не рассматриваю финансовый аспект от слова совсем.

Аватар пользователя indigo
indigo(4 года 9 месяцев)

Верхняя граница энергетической окупаемости

Аватар пользователя Николаев Александр

Верхняя граница ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ окупаемости. Вложение энергии отбивает вложение энергии. А финансово может быть что угодно. В современном мире экономика и физика две параллельные реальности.

Аватар пользователя indigo
indigo(4 года 9 месяцев)

Попытка #2

При стоимости панели 7755 рубля и стоимости ээ в месте производства панельки 2 рубля максимальная электрическая энергоемкость панельки составит 3900 кВт*ч.

При сроке службы в 30 лет выработка панельки составит 9000 кВт*ч, а нижняя оценка EROI составит ~2,3


При стоимости панели 7755 рубля и стоимости ээ в месте производства панельки 20 рубля максимальная электрическая энергоемкость панельки составит 390 кВт*ч.

При сроке службы в 30 лет выработка панельки составит 9000 кВт*ч, а нижняя оценка EROI составит ~23

ДВАДЦАТЬ ТРИ


Таким образом, 

Нижняя оценка EROI колеблется в пределах от 2.3 до 23

Аватар пользователя Николаев Александр

Этот подход не корректен.

Для производста панелек используется не только ээ , но и другие источники энергии.

К примеру уголь Возьмём цену 62 бакса 62*62=3844 рублей за тонну

https://ru.wikipedia.org/wiki/Удельная_теплота_сгорания

15Мдж*1000кг=1.5*1010 Дж

Для угля 3.9*106 дж/рубль

для ээ 7.2*106 дж/рубль

Вы не находите странным , что для разных источников энергии будет разное содержание энергии в одном рубле? А если в одном рубле может содержаться разно(любое) колличество джоуле, то и использовать рубли(доллары , юани) для расчёта EROI нельзя.

Аватар пользователя Irsi
Irsi(7 лет 2 месяца)

Рубль не является физической величиной,  следовательно твой расчет некорректен. 

Комментарий администрации:  
*** Отключен (невменяемое общение) ***
Аватар пользователя VDF
VDF(5 лет 3 недели)

Современные деньги, по большому счёту ,вообще являются средством разводилова лохов. :)

Комментарий администрации:  
*** Уличен в систематической дезинформации, пример - https://aftershock.news/?q=node/843533 ***
Аватар пользователя Irsi
Irsi(7 лет 2 месяца)

Рубль не является физической величиной, посему твои расчеты - антинаучный бред. 

Комментарий администрации:  
*** Отключен (невменяемое общение) ***
Аватар пользователя Irsi
Irsi(7 лет 2 месяца)

Физический смысл рубля в студию! После этого продолжим.

Комментарий администрации:  
*** Отключен (невменяемое общение) ***
Аватар пользователя лпх
лпх(7 лет 4 месяца)

Рубль - талон на нефтедоллар и даёт право покупать энергию хоть в проводах, хоть жидко-горючей ликвидностью.

Комментарий администрации:  
*** Веган-радикал: "Мясоеды - заказчики убийств животных" (с) ***
Аватар пользователя Escalibur72
Escalibur72(4 года 8 месяцев)

Батенька, деньги жрать нельзя. И греют они тоже плохо. И жить в них затруднительно. Так что вы как-нибудь со своим либерализмом головного мозга порешайте. А то я вижу ваше будущее печальным. Вы абсолютно не отображаете логику процессов, то есть что причина, а что следствие.

Аватар пользователя VDF
VDF(5 лет 3 недели)

К сожалению очень многие,если не большинство, сегодня этого понять не в состоянии. В головах у людей системные ошибки. Такие же ,например, как вера в то, что коммунизм должен победить. Да и сам коммунизм, часть западной прошивки системного ПЗУ таких субъектов. Но и капитализм почил по объективным причинам.

Комментарий администрации:  
*** Уличен в систематической дезинформации, пример - https://aftershock.news/?q=node/843533 ***
Аватар пользователя Крео
Крео(2 года 3 дня)

Скорее на неадекватность.

Вы понимаете, что используя электроэнергию панелек не хватит на производство новых панелек, как ты их не крути?

В принципе ради экологии разве что имеет смысл создать где-то в незаселенной местности кластер с угольными электростанциями, где бы производились панельки для всего остального мира. А сами панельки давали лепестричество конечному потребителю. Хотя о чем это я? Такой кластер уже есть - это Китай.

Аватар пользователя cupol77
cupol77(1 год 9 месяцев)

Вы не учли статистику выпадения крупного града и прохождения ураганов. Так что до 30-тилетнего возраста панели могут не дожить. 

Кроме энергозатрат на панели, посчитать бы затраты на аккумуляторы. 

Аватар пользователя Wodoleus
Wodoleus(5 лет 5 месяцев)

Поликристаллический кремний??? А что это???))))

Аватар пользователя Wodoleus
Wodoleus(5 лет 5 месяцев)

Расчёт неверен в том, что если панельки продают дешевле себестоимости, то завод не будет их производить. Или увеличит цену для окупаемости. Если завод продаёт панели по этой цене, то и плясать нужно от этой цены И если стоимость полученной электроэнергии превысит стоимость панелей и сопутствующих товаров, с запасом на форс-мажор, то выгодны. Если не превысит, то невыгодны.

Аватар пользователя pppppppo_98
pppppppo_98(4 года 1 месяц)

Я те камерад сажу по сикрету только тссссс....Адам смит умер более 200 лет назад...Апотом родился Кейнс - и все пошло наперекосяк...Есть такая фишка как субсидии явные или неявеные (квотрированние, приоритетный допуск к государственныммуниципальеым тендерам или сетям)

Аватар пользователя Wodoleus
Wodoleus(5 лет 5 месяцев)

Ну вот когда панельки будут производить без субсидий, тгда и посмотрим на цены))) А пока маемо то шо маемо.

Аватар пользователя SkySheep80
SkySheep80(7 лет 3 месяца)

Мне очень интересно, почему люди серьезно воспринимают статьи в которых нет ни автора, ни одной ссылки на источники.

 

Комментарий администрации:  
*** Либералиссимус ***
Аватар пользователя evla
evla(4 года 11 месяцев)

Вам нужна ссылка на курс физики и математики?

Аватар пользователя SkySheep80
SkySheep80(7 лет 3 месяца)

Нет, а вам?

Комментарий администрации:  
*** Либералиссимус ***
Аватар пользователя просто пользователь

Очистка от посторонних атомов обходится очень затратно.

Аватар пользователя calvares
calvares(6 лет 9 месяцев)

Так же, нужно включить в расчет, если уж говорить о длительных сроках эксплуатаци, срок службы панели. Диффузию в pn-переходе никто не отменял. Деградация материалов. И связанное с этими факторами уменьшение эффективности преобразования панели, а может быть даже отказ ее и последующая замена.

Аватар пользователя Николаев Александр

Коллега! Это даже не расчёт. Так грубая прикидка. Зелёные даже слов таких не ведают.

Аватар пользователя tokomak
tokomak(9 лет 9 месяцев)

А затраты на получение каждого материала откуда взяли? Можно ссылку?

Аватар пользователя Николаев Александр
Аватар пользователя Николаев Александр

впрочем если вы предоставите более точные данные, буду рад.

Аватар пользователя tokomak
tokomak(9 лет 9 месяцев)

Точные данные вряд ли вообще существуют. Это же нужно иметь реально работающий завод (скажем год) производящий исключительно такой кремний, ну и потом поделить потреблённую энергию за период на массу выпущенного кремния. У меня такого завода нет, извините.

Аватар пользователя blkpntr
blkpntr(5 лет 9 месяцев)

Надо ещё учесть энергию, потреблённую при строительстве и ремонте этого завода.

Аватар пользователя tokomak
tokomak(9 лет 9 месяцев)

Да. Но если производство очень энергоёмкое, то наверное это не сильно влияет, но в целом да, надо.

Аватар пользователя tokomak
tokomak(9 лет 9 месяцев)

Спасибо.

Аватар пользователя stg34
stg34(4 года 6 месяцев)

Можно уточнение? Тут что-то не сходится

mcu=0.6(м)*0.000004(м)*8.92*103(кг/м3)=0.021 кг (всё переводится в СИ)

Как минимум размерности

mcu=м*м*кг/м3 = кг

Думаю опечатка, но для тех кто в танке поясните, пжлст.

Аватар пользователя Николаев Александр

Да конечно! ).000004(м2) Спасибо что заметили.

Аватар пользователя stg34
stg34(4 года 6 месяцев)

yes

Аватар пользователя Zeta
Zeta(2 года 2 недели)

А откуда вы взяли затраты в 20 Гигаджоулей на килограмм для поликристаллов?

Комментарий администрации:  
*** Отключен (систематическая дезинформация) ***
Аватар пользователя Николаев Александр

http://www.festivalnauki.ru/statya/77603/energozatraty-na-proizvodstvo-m...

Уильямс и соавт. (Williams и соавт., 2002) выяснили, что в результате на изготовление килограмма конечных изделий — микрочиповых пластин — тратится 9,4 кг сырьевого Si. То есть на протяжении всей производственной цепочки — от Si из кварца и углерода через трихлорсилан, поликремний, монокристаллические слитки, пластины до фактического производства и сборки микрочипа — на один двухграммовый чип тратится примерно 41 МДж энергии. То есть на отгружаемые пластины расходуется как минимум 2100 кВт·ч/кг. Даже если пользоваться только электричеством с ГЭС, пропорциональный расход составит примерно 7,6 ГДж/кг, а если все это электричество получать из ископаемого топлива, то совокупный расход первичной энергии превысит 20 ГДж на кг готовых пластин из Si, что на 2 порядка величины, выше, чем при производстве алюминия из бокситов, на три порядка выше по сравнению с получением стали из железной руды.

я сомневаюсь , что за 17 лет потребление энергии на эти процессы сократилось в раза, на проценты да, в разы нет.

Аватар пользователя Zeta
Zeta(2 года 2 недели)

А причём тут микрочиповые пластины, если речь о фотовольтаике? Мы же не процессоры делать собрались.

Комментарий администрации:  
*** Отключен (систематическая дезинформация) ***
Аватар пользователя Николаев Александр

Да согласен отчасти взял лишку( не просмотрел внимательно первоисточник). Но полученная цифирь ( 0.65 исправленная) коррелирует с 0.7 коллеги Irs. Если вы предоставите данные по потреблению энергии при производстве поликрсталлического кремния буду благодарен.

Страницы