พลังงานแสงอาทิตย์ในฐานะโรงงานเมล็ดพันธุ์ — แผงโซลาร์เซลล์ที่สร้างโรงงานถัดไป
เราเริ่มวงจรอารยธรรมด้วยแสงแดด โรงงานหนึ่งแห่งผลิตแผงโซลาร์เซลล์ แผงเหล่านั้นจ่ายไฟให้โรงงาน โรงงานเติบโต ผลิตแผงเพิ่ม ซึ่งจ่ายไฟให้โรงงานมากขึ้น จน "พลังงานจำกัด" กลายเป็นเรื่องในอดีตที่ลูกๆ ของคุณหัวเราะเยาะ
ทำไมต้องเป็นโรงงานเมล็ดพันธุ์โซลาร์เซลล์ (พลังงานที่สร้างพลังงาน)
เหมืองแร่และโรงถลุงชอบเมกะวัตต์ที่เสถียร ดังนั้นเราจึงสร้างเครื่องจักรที่ผลิตเมกะวัตต์: โรงงานโซลาร์เซลล์ ผลิตแผง → เสียบใช้งาน → จ่ายไฟให้โรงงาน → ผลิตแผงเพิ่ม วงจรนี้จะกระชับขึ้น ทั้งวิทยาเขตอุตสาหกรรมเริ่มรู้สึกเหมือนสวน
- วงจรปิด — แผงโซลาร์เซลล์จ่ายพลังงานให้สายการผลิตที่สร้างมันขึ้นมา
- คืนทุนเร็ว — ใช้เวลาเพียงไม่กี่เดือนเพื่อครอบคลุมค่าไฟฟ้าของโรงงานเอง จากนั้นเป็นกำไรล้วนๆ
- ขยายขนาดได้อย่างสะอาด — จัดสรรส่วนหนึ่งของผลผลิตเพื่อสร้างโรงงานเพิ่ม; การเติบโตกลายเป็นนิสัย
แผนผังโรงงาน (โมดูลเหมือนเลโก้ สายการผลิตเหมือนราง)
สิ่งที่เราผลิต
โมดูลซิลิคอนโมโนแบบกระจกหน้า กรอบอลูมิเนียม (~500 W ต่อชิ้น) เราดำเนินการ โพลีซิลิคอน → อินกอต → เวเฟอร์ → เซลล์ → โมดูล ในวิทยาเขตเดียวกัน รวมถึงกระจกพลังงานแสงอาทิตย์และกรอบถัดไปข้างเคียง
เทคโนโลยีเซลล์: ชั้น TOPCon/HJT กำลังโมดูล: ~500 W เวลาทำงานสายการผลิต: 8,000 ชั่วโมง/ปี (เป้าหมาย)สัญชาตญาณด้านพลังงาน
สายการผลิตสมัยใหม่ที่บูรณาการอย่างแน่นหนาทำให้ความเข้มข้นของไฟฟ้าในโรงงานอยู่ที่ประมาณ ~0.35–0.60 kWh ต่อ W ของผลผลิตโมดูล (เฉพาะไฟฟ้า; พลังงานที่ฝังอยู่ในวัสดุแยกต่างหากและส่วนใหญ่ก็อยู่ในสถานที่ด้วยเช่นกัน)
จุดออกแบบ: 0.40 kWh/W (ฐาน) ช่วงสำหรับการวางแผน: 0.35–0.60 kWh/Wสถานการณ์ขนาดที่คำนวณล่วงหน้า
ขนาดโรงงาน (วิทยาเขตแบบบูรณาการ)
| ปริมาณงาน | โหลดไฟฟ้าเฉลี่ย | พลังงานแสงอาทิตย์สำหรับโรงงาน (ขั้นต่ำ) | การจัดเก็บพลังงาน 12 ชั่วโมง | บันทึก |
|---|---|---|---|---|
| 1 GW/ปี | ~50 MW (0.40 kWh/W) ช่วง ~40–70 MW |
~260 MWp* การเติบโต: 350–500 MWp |
~600 MWh | ครอบคลุมสายการผลิต + อุปกรณ์เสริม |
| 5 GW/ปี | ~250 MW (0.50 kWh/W กลาง) ช่วง ~200–375 MW |
~1.3–1.9 GWp | ~3.0–4.5 GWh | หลายสายการผลิตขนานกัน |
| 20 GW/ปี | ~1.0–1.5 GW | ~5.1–7.7 GWp | ~12–18 GWh | ขนาดศูนย์กลางระดับโลก |
*ขนาด PV “ขั้นต่ำ” ตามพลังงานรายวัน: PVMWp ≈ (Avg MW × 24) / (5.5 PSH × 0.85). เราแนะนำให้เพิ่มขนาด (“การเติบโต”) เพื่อจ่ายไฟให้กับโรงงานข้างเคียงและเร่งการเริ่มต้นระบบ
ผลผลิตรายเดือน (ฐาน 1 GW/ปี)
| รายการ | มูลค่า |
|---|---|
| โมดูล (500 วัตต์ แต่ละชิ้น) | ~166,000 หน่วย / เดือน |
| แผ่นชื่อถูกเพิ่ม | ~83 MWp / เดือน |
| พลังงาน AC เฉลี่ย (ติดตั้งในพื้นที่) | ~16 MW / เดือน† |
†ใช้ 5.5 ชั่วโมงแดดสูงสุดและผลผลิตระบบ DC→AC 85%
ความเข้าใจเรื่องการคืนพลังงาน
- ในวันที่แดดดี วัตต์ที่ติดตั้งแต่ละตัวให้พลังงาน ~1.6–1.9 kWh ต่อปี
- ความเข้มข้นไฟฟ้าโรงงาน 0.35–0.60 kWh/W → เดือน ของผลผลิตโรงงานสามารถครอบคลุมการใช้ไฟฟ้าของตัวเองได้
- หลังจากใช้พลังงานเองได้แล้ว ผลผลิตใหม่ทั้งหมดจะเป็นส่วนเกินสุทธิสำหรับวิทยาเขตและกริด
ไทม์ไลน์พลังงานใช้เอง (ความเร็วในการปิดวงจร)
ฐาน 1 GW/ปี, 0.40 kWh/W ไฟฟ้า, 5.5 PSH, ผลผลิต 85%
| สัดส่วนแผงโซลาร์เซลล์ที่นำกลับมาลงทุนใหม่ต่อเดือน | พลังงานเฉลี่ยที่เพิ่มขึ้นต่อเดือน | จำนวนเดือนที่ใช้ครอบคลุมโรงงาน 50 MW | ความคิดเห็น |
|---|---|---|---|
| 100% | ~16 MW | ~3 เดือน | วิ่งเร็วด้วยพลังงานใช้เองล้วนๆ |
| 60% | ~9.8 MW | ~5–6 เดือน | สมดุลพลังงานใช้เอง & ส่งออก |
| 30% | ~4.9 MW | ~10–11 เดือน | ช้า & มั่นคง |
หลังจากครอบคลุมภาระงานเฉลี่ยของโรงงานแล้ว แผงที่นำกลับมาลงทุนใหม่จะไป ขยาย โรงงานอื่น ๆ และจ่ายพลังงานให้กับส่วนที่เหลือของวิทยาเขต (โรงถลุง, โรงรีด, กระจก) นั่นคือเครื่องยนต์การเติบโตแบบทบต้น
รายการวัสดุ (ต่อโมดูล 1 MW)
| วัสดุ | ปริมาณทั่วไป | บันทึก |
|---|---|---|
| กระจกโซลาร์ | ~50 t | ~5,000 m² @ ~10 kg/m² |
| กรอบอลูมิเนียม | ~5 t | เนื้อหาการรีไซเคิลสูง |
| ซิลิคอน (แผ่นเวเฟอร์) | ~3.5–5.0 t | ~3–5 g/W รวม kerf |
| วัสดุห่อหุ้ม EVA | ~1.5 t | หรือ POE สำหรับ HJT |
| แผ่นหลัง | ~0.7 t | หรือทางเลือกกระจกคู่ |
| ริบบิ้นทองแดง | ~0.4–0.8 t | การเชื่อมต่อเซลล์ |
| เงิน (แบบพาสต์) | ~10–20 กก. | ลดลงด้วยการทำโลหะใหม่ |
| กล่องต่อสาย | ~2,000–2,500 หน่วย | โมดูล 500 W |
เรารวมสายการผลิตอลูมิเนียม, กระจก และทองแดงไว้ในแคมปัสเดียวกัน (ส่วนที่ 4–6) ท่อสั้น รถบรรทุกสั้น ปัญหาน้อยลง
วัสดุต่อเดือน (1 GW/ปี)
~83 MWp/เดือน ผลผลิต ≈ ~166k โมดูล (500 W)
| วัสดุ | ต่อเดือน |
|---|---|
| แก้ว | ~4,150 t |
| อลูมิเนียม | ~415 t |
| ซิลิคอน | ~290–415 t |
| ทองแดง | ~35–65 t |
| สีเงิน | ~0.8–1.7 t |
กระบวนการเหล่านี้คือรายการซื้อสำหรับโพสต์โลหะและแก้วในสถานที่ของเรา
พลังงานตามขั้นตอน (ออกแบบให้ราบรื่น ไม่กระโดด)
แคมปัสแบบบูรณาการ 1 GW/ปี — ค่าเฉลี่ยโดยประมาณ
| ขั้นตอน | โหลดไฟฟ้าเฉลี่ย (MW) | บันทึก |
|---|---|---|
| โพลีซิลิคอน | ~10–20 | ไฮบริด FBR/Siemens; การกู้คืนความร้อน |
| การเจริญเติบโตของแท่งและผลึก | ~8–12 | การดึงแบบ Czochralski; ธนาคารหลายหม้อหลอม |
| การตัดเวเฟอร์ | ~6–10 | สายเพชร; การจับสารละลาย |
| สายเซลล์ | ~15–25 | การแพร่กระจาย, PECVD/PVD, การเผา |
| การประกอบโมดูล | ~2–5 | เครื่องเคลือบ, สายไฟ, เครื่องทดสอบ |
| รวมทั้งหมด | ~41–72 | จุดออกแบบ ~50 MW |
เราดำเนินไมโครกริดไซต์: โหลดหนัก (การเจริญเติบโตของคริสตัล, เครื่องลามิเนต) จะซิงโครไนซ์กับที่เก็บพลังงานเพื่อหลีกเลี่ยงจุดสูงสุดที่แหลมคม การผลิต PV เกินในเวลากลางวันช่วยแก้ปัญหาการชาร์จในเวลากลางคืน
ที่ดิน & อาคาร (ทั้งหมดนี้อยู่ที่ไหน?)
วิทยาเขตโรงงาน
- พื้นที่ปิด (1 GW/ปี): ~60–100k ตร.ม. ในหลายฮอลล์
- สนับสนุน & คลังสินค้า: ~20–40k ตร.ม.
- พื้นที่วิทยาเขตทั้งหมด: ~25–60 เฮกตาร์ (ที่จอดรถ ลาน และระยะปลอดภัย)
- ส่วนปลายร้อนของแก้วโซลาร์: ตั้งถอยหลังพร้อมซองความปลอดภัยของตัวเอง
สนาม PV เพื่อจ่ายพลังงานให้โรงงาน
- กฎง่ายๆ: ~1.6–2.0 เฮกตาร์ต่อ MWp
- โรงงาน 1 GW/ปี, PV ขั้นต่ำ 260 MWp: ~420–520 เฮกตาร์ (4.2–5.2 กม²)
- บล็อกเก็บพลังงาน (12 ชั่วโมง): ~600 MWh (แบบตู้คอนเทนเนอร์) ข้างสนามสวิตช์
เราจัดภูมิทัศน์เหล่านี้เป็นทุ่งโซลาร์ — เป็นมิตรกับผึ้งผสมเกสร และมีพื้นที่เลี้ยงสัตว์ใต้แผงโซลาร์
ถาม & ตอบ
“การผลิตแผงโซลาร์เซลล์ใช้พลังงานมากไหม?”
ใช่ — และนั่นคือพลังวิเศษ เพราะแผงโซลาร์เซลล์ผลิตพลังงาน ไม่กี่เดือนของการผลิตจ่ายพลังงานให้โรงงานทั้งหมด จากนั้นส่วนที่เหลือทั้งหมดเป็นส่วนเกินสำหรับโลหะ แก้ว และเพื่อนบ้านของคุณ
“เราหาเงิน/อลูมิเนียม/แก้วจากที่ไหน?”
จากตัวเราเอง ตอนที่ 4–6 ครอบคลุมเตาถลุงสะอาดและสายการผลิตม้วน/แก้วในวิทยาเขตเดียวกัน ลดระยะเวลาการจัดส่งให้เท่ากับระยะเวลาขับรถโฟล์คลิฟท์
“แล้วตอนกลางคืนและเมฆล่ะ?”
เราทำให้ PV ใหญ่เกินและใช้ที่เก็บพลังงานขนาดประมาณ ~12 ชั่วโมงของโหลดเฉลี่ย ไมโครกริดจะจัดตารางขั้นตอนหนักกับหน้าต่างการชาร์จ เรา ชอบ กราฟกริดที่น่าเบื่อ
ถัดไป: การถลุงโดยไม่มีกลิ่นควัน — เตาเผาที่สะอาดสำหรับเหล็ก & เพื่อนๆ (ตอนที่ 4) เราแลกถ่านหินกับอิเล็กตรอนและทำให้ท้องฟ้าน้อยลงมาก