Sluneční energie jako továrna na semena — panely, které staví další továrnu
Začínáme smyčku civilizace slunečním světlem. Jedna továrna vyrábí panely. Tyto panely zásobují továrnu energií. Továrna roste, vyrábí více panelů, které zásobují více továren, až se „omezená energie“ stane historickou kuriozitou, u které se vaše děti budou smát.
Proč solární továrna semene (energie, která rodí energii)
Doly a hutě milují stabilní megawatty. Takže stavíme stroj, který tiskne megawatty: solární továrnu. Vyrábějte panely → zapojte je → napájejte továrnu → vyrábějte více panelů. Cyklus se zužuje. Celý průmyslový kampus začíná působit jako zahrada.
- Uzavřený cyklus — panely napájejí linku, která je vyrobila.
- Rychlá návratnost — měsíce na pokrytí vlastní elektřiny továrny, pak čistý přebytek.
- Čistě škálovatelné — přidělte část výroby na klonování dalších továren; růst se stává zvykem.
Plán továrny (moduly jako Lego, linky jako koleje)
Co vyrábíme
Moduly s přední stranou ze skla, hliníkovým rámem, monokrystalický křemík (~500 W každý). Provozujeme polysilikon → ingot → wafer → článek → modul na jednom kampusu, plus solární sklo a rámy vedle.
Technologie článků: třída TOPCon/HJT Výkon modulu: ~500 W Doba provozu linky: 8 000 h/rok (cíl)Energetická intuice
Moderní, úzce integrované linky dosahují intenzity elektrické energie továrny kolem ~0,35–0,60 kWh na W výkonu modulu (pouze elektřina; energie obsažená v materiálech je samostatná a také převážně na místě).
Bod návrhu: 0,40 kWh/W (základní) Rozsah pro plánování: 0,35–0,60 kWh/WPředpočítané scénáře velikosti
Velikosti továren (integrovaný kampus)
| Propustnost | Průměrná elektrická zátěž | PV pro napájení továrny (min) | Úložiště na 12 h | Poznámky |
|---|---|---|---|---|
| 1 GW/rok | ~50 MW (0,40 kWh/W) rozsah ~40–70 MW |
~260 MWp* růst: 350–500 MWp |
~600 MWh | Zahrnuje linku + pomocné zařízení |
| 5 GW/rok | ~250 MW (0,50 kWh/W střed) rozsah ~200–375 MW |
~1,3–1,9 GWp | ~3,0–4,5 GWh | Více paralelních linek |
| 20 GW/rok | ~1,0–1,5 GW | ~5,1–7,7 GWp | ~12–18 GWh | Globální měřítko centra |
*PV „min“ velikost podle denní energie: PVMWp ≈ (Průměrný MW × 24) / (5,5 PSH × 0,85). Doporučujeme předimenzování ("růst") pro napájení sousedních továren a urychlení zavádění.
Měsíční výroba (základ 1 GW/rok)
| Položka | Hodnota |
|---|---|
| Moduly (každý 500 W) | ~166 000 jednotek / měsíc |
| Přidaný jmenovitý výkon | ~83 MWp / měsíc |
| Průměrný AC výkon (instalovaný lokálně) | ~16 MW / měsíc† |
†Použití 5,5 hodin špičkového slunečního svitu a 85% výtěžnosti systému DC→AC.
Intuice návratnosti energie
- Při dobrém slunečním svitu každý instalovaný watt vyprodukuje ~1,6–1,9 kWh ročně.
- Intenzita spotřeby elektřiny ve výrobě 0,35–0,60 kWh/W → měsíce výroby mohou pokrýt vlastní odběr.
- Po dosažení soběstačnosti je veškerý nový výkon čistým přebytkem pro kampus a síť.
Časová osa soběstačnosti (jak rychle se smyčka uzavírá)
Základ 1 GW/rok, 0,40 kWh/W elektřiny, 5,5 PSH, 85% výtěžnost
| Podíl měsíčně reinvestovaných panelů | Průměrný přidaný výkon za měsíc | Měsíce k pokrytí továrny o výkonu 50 MW | Komentář |
|---|---|---|---|
| 100% | ~16 MW | ~3 měsíce | Čistý sprint soběstačné energie |
| 60% | ~9.8 MW | ~5–6 měsíců | Vyrovnání vlastní spotřeby a exportu |
| 30% | ~4,9 MW | ~10–11 měsíců | Pomalu a jistě |
Poté, co je pokryto průměrné zatížení továrny, jsou reinvestované panely použity k růstu dalších továren a k napájení zbytku areálu (tavírny, válcovny, sklářství). To je motor složeného růstu.
Výkaz materiálů (na 1 MW modulů)
| Materiál | Typické množství | Poznámky |
|---|---|---|
| Solární sklo | ~50 t | ~5 000 m² při ~10 kg/m² |
| Hliníkové rámy | ~5 t | Vysoký podíl recyklovaného materiálu |
| Křemík (plátky) | ~3,5–5,0 t | ~3–5 g/W včetně kerfu |
| EVA zapouzdřující materiál | ~1,5 t | Nebo POE pro HJT |
| Zadní vrstva | ~0,7 t | Nebo možnost dvojitého skla |
| Měděné pásky | ~0,4–0,8 t | Propojky článků |
| Stříbro (pasta) | ~10–20 kg | Snižuje se s novou metalizací |
| Spojovací krabičky | ~2 000–2 500 kusů | 500 W moduly |
Kombinujeme linky na hliník, sklo a měď na stejném areálu (část 4–6). Krátké trubky, krátké náklaďáky, krátké starosti.
Měsíční materiály (1 GW/rok)
~83 MWp/měsíc výroba ≈ ~166k modulů (500 W).
| Materiál | Za měsíc |
|---|---|
| Sklo | ~4 150 t |
| Hliník | ~415 t |
| Křemík | ~290–415 t |
| Měděná | ~35–65 t |
| Stříbrná | ~0,8–1,7 t |
Tyto toky jsou nákupním seznamem pro naše kovové a skleněné pracoviště na místě.
Výkon podle fáze (navrženo pro plynulost, ne špičky)
Integrovaný kampus 1 GW/rok — orientační průměry
| Stádium | Průměrná elektrická zátěž (MW) | Poznámky |
|---|---|---|
| Polysilikon | ~10–20 | Hybrid FBR/Siemens; rekuperace tepla |
| Růst ingotu a krystalu | ~8–12 | Tažení Czochralski; banky s více kelímky |
| Řezání plátků | ~6–10 | Diamantový drát; zachytávání suspenze |
| Linky článků | ~15–25 | Difúze, PECVD/PVD, vypalování |
| Montáž modulů | ~2–5 | Laminátory, struny, testery |
| Celkem | ~41–72 | Návrhový bod ~50 MW |
Provozujeme mikrosíť na místě: velké zátěže (růst krystalů, laminátory) jsou synchronizovány se skladováním, aby se zabránilo ostrým špičkám. Denní přebytek PV řeší noční nabíjení.
Pozemky a budovy (kde to všechno sídlí?)
Areál továrny
- Uzavřená podlaha (1 GW/rok): ~60–100k m² v několika halách
- Podpora a skladování: ~20–40k m²
- Celková plocha areálu: ~25–60 ha (parkoviště, dvory, bezpečnostní odstup)
- Horký konec solárního skla: umístěn zpět se svou vlastní bezpečnostní zónou
Fotovoltaické pole pro napájení továrny
- Pravidlo palce: ~1,6–2,0 ha na MWp
- 1 GW/rok továrna, PV min 260 MWp: ~420–520 ha (4,2–5,2 km²)
- Blok skladování (12 h): ~600 MWh (kontejnerizováno) vedle rozvodny
Zahradili jsme je jako solární louky — přátelské k opylovačům, světlo pod panely pro pastvu.
Otázky a odpovědi
„Není výroba panelů energeticky náročná?“
Ano — a to je ta superschopnost. Protože panely vyrábějí energii. Několik měsíců výroby napájí celou továrnu, pak je vše ostatní přebytek pro vaše kovy, sklo a sousedy.
„Odkud bereme stříbro/hliník/sklo?“
Od nás samotných. Části 4–6 pokrývají čisté taviče a válcovací/skleněné linky na stejném areálu, zkracující dodávky na délku jízdy vysokozdvižným vozíkem.
„Co noci a mraky?“
Překračujeme velikost fotovoltaiky a používáme skladování přizpůsobené na ~12 h průměrné zátěže. Mikrosíť plánuje těžké kroky proti nabíjecím oknům. Máme rádi nudné grafy sítě.
Dále: Tavení bez kouře — Čisté pece pro ocel a přátele (část 4). Vyměňujeme uhlí za elektrony a děláme oblohu mnohem méně "křupavou".