Tại sao nhôm lại quan trọng trong PV năng lượng mặt trời
Nhôm là một trong những vật liệu quan trọng nhất trong hệ thống quang điện mặt trời. Nó xuất hiện trong các cấu trúc lắp đặt hỗ trợ các tấm, trong các khung bảo vệ các cạnh của mô-đun và trong lá kim loại được sử dụng làm bộ thu dòng trong một số thiết kế tế bào. Sự kết hợp giữa trọng lượng nhẹ, khả năng chống ăn mòn, độ dẫn điện cao và khả năng tái chế khiến nó trở thành sự lựa chọn tự nhiên cho cơ sở hạ tầng năng lượng mặt trời vốn phải hoạt động ngoài trời trong nhiều thập kỷ. Vì nhôm có mật độ khoảng một-thép nên hệ thống lắp đặt được làm từ nhôm giúp giảm công sức vận chuyển và lắp đặt, trong khi lớp oxit tự nhiên giúp loại bỏ nhu cầu sơn bảo vệ ở hầu hết các vùng khí hậu.
Cấu trúc lắp đặt và hiệu quả sinh thái-
Cấu trúc lắp đặt quang điện bằng nhôm góp phần tạo nên sự bền vững theo nhiều cách. Trọng lượng nhẹ của chúng giúp giảm lượng khí thải khi vận chuyển và đơn giản hóa việc lắp ráp tại-tại công trường, do đó cần ít máy nặng hơn và ít nền tảng hỗ trợ hơn. Khả năng chống ăn mòn giúp kéo dài tuổi thọ của kết cấu, cắt giảm chu kỳ bảo trì và thay thế, điều này đặc biệt có giá trị ở các khu vực ven biển và sa mạc. Các nghiên cứu trong ngành chỉ ra rằng khung nhôm có thể làm giảm năng lượng tiêu tốn của hệ thống hỗ trợ so với các giải pháp thay thế bằng thép và các thiết kế nhôm mô-đun đã được chứng minh là giúp tăng tốc độ lắp đặt tại các trang trại năng lượng mặt trời lớn. Vật liệu này cũng dẫn điện, cho phép kết cấu lắp đặt trở thành một phần của hệ thống nối đất, giảm nhu cầu vật liệu phụ trợ.
Nhôm tái chế và nền kinh tế tuần hoàn
Tái chế nhôm chỉ tiêu thụ một phần nhỏ năng lượng cần thiết cho sản xuất sơ cấp, điều này làm cho nhôm tái chế trở thành một công cụ mạnh mẽ để giảm lượng khí thải carbon của các hệ mặt trời. Tái chế nhôm đòi hỏi năng lượng ít hơn khoảng 95% so với sản xuất kim loại mới từ bauxite và việc sử dụng hàm lượng tái chế sẽ giúp giảm lượng khí thải liên quan đến khai thác, tinh chế alumina và điện phân. Nhôm chiếm một phần đáng kể trong trọng lượng của tấm pin mặt trời thông thường, chủ yếu ở khung và việc thu hồi từ các tấm không ngừng hoạt động sẽ ngăn chặn chất thải chôn lấp trong khi đưa kim loại trở lại chuỗi cung ứng. Tái chế khép kín-có thể thu hồi hầu hết nhôm với mức độ giảm chất lượng ở mức tối thiểu, hỗ trợ các mục tiêu kinh tế tuần hoàn của ngành năng lượng tái tạo.
Hiệu suất trong môi trường khắc nghiệt
Các trang trại năng lượng mặt trời thường được xây dựng ở những địa điểm khắc nghiệt, từ những bờ biển-đầy muối cho đến những sa mạc{1}}nát cát và nhôm hoạt động tốt ở cả hai. Lớp oxit tự nhiên của nó chống lại sự ăn mòn do phun muối-ở các công trình lắp đặt ven biển và ngoài khơi, làm giảm sự xuống cấp và kéo dài tuổi thọ hệ thống. Trong môi trường sa mạc, cấu trúc nhôm chịu được bão cát mài mòn và bức xạ tia cực tím cường độ cao với độ mài mòn tối thiểu, đặc biệt là khi được anod hóa hoặc phủ. Độ dẫn nhiệt cao của kim loại cũng giúp tản nhiệt và hệ số giãn nở nhiệt thấp so với một số lựa chọn thay thế làm giảm sự lệch hướng khi nhiệt độ dao động. Những đặc tính này làm giảm chi phí bảo trì dài hạn-và khiến nhôm trở thành lựa chọn mặc định cho nhiều dự án có quy mô-tiện ích.
Những thách thức và cân nhắc về ESG
Bất chấp những lợi thế, chuỗi cung ứng nhôm vẫn phải đối mặt với những thách thức về tính bền vững. Quá trình luyện nhôm sơ cấp tiêu tốn nhiều năng lượng và ở những khu vực có nguồn điện từ nhiên liệu hóa thạch, nó đóng góp một phần đáng kể vào lượng khí thải công nghiệp. Nội dung tái chế có sẵn nhưng tạp chất trong-phế liệu sau tiêu dùng có thể hạn chế việc sử dụng nội dung đó trong các ứng dụng đòi hỏi khắt khe nhất. Sự không phù hợp về mặt địa lý cũng tồn tại: các địa điểm sử dụng năng lượng mặt trời tốt nhất thường nằm cách xa các nhà sản xuất nhôm có hàm lượng cacbon thấp{4}}được chứng nhận, làm tăng thêm lượng khí thải vận chuyển. Đối với các nhà phát triển dự án, giải pháp thực tế là chỉ định hàm lượng nhôm tái chế-nếu có thể, yêu cầu tài liệu về chuỗi cung ứng và chọn nhà cung cấp có thể chứng minh các biện pháp sản xuất tiết kiệm năng lượng-và được chứng nhận về môi trường.
Ghi chú lựa chọn và cung cấp
Khi mua nhôm cho các ứng dụng năng lượng mặt trời, người mua nên xác nhận hợp kim và độ bền của khung và cấu hình lắp đặt, cách xử lý bề mặt và khả năng chống ăn mòn phù hợp với khí hậu tại địa điểm. Chứng chỉ kiểm tra Mill và tài liệu về môi trường, chẳng hạn như-tuyên bố nội dung tái chế và thông tin nguồn-năng lượng, hỗ trợ báo cáo ESG. Các cấu hình tiêu chuẩn như 6005 và 6063 ở nhiệt độ T5 hoặc T6 đáp ứng hầu hết các yêu cầu lắp đặt, đồng thời anodizing hoặc sơn tĩnh điện giúp tăng độ bền trong môi trường khắc nghiệt. Một nhà cung cấp đủ năng lực phải có khả năng cung cấp dữ liệu kỹ thuật, mẫu và truy xuất nguồn gốc lô cho các dự án lớn.
Câu hỏi thường gặp
Tại sao nhôm được ưa thích cho khung bảng năng lượng mặt trời?
Khung nhôm có trọng lượng nhẹ, chống ăn mòn và dễ dàng ép đùn thành các cấu hình chính xác cần thiết cho việc lắp ráp mô-đun. Chúng bảo vệ cạnh của bảng điều khiển, mang lại độ cứng cho kết cấu và có thể tái chế hoàn toàn khi hết tuổi thọ.
Tái chế nhôm tiết kiệm bao nhiêu năng lượng?
Tái chế nhôm cần ít năng lượng hơn khoảng 95% so với sản xuất nhôm sơ cấp từ bauxite, đó là lý do tại sao nội dung tái chế làm giảm đáng kể lượng khí thải carbon của các sản phẩm sử dụng nhiều nhôm.
Cấu trúc lắp đặt bằng nhôm có thể được sử dụng trong các trang trại năng lượng mặt trời ven biển không?
Đúng. Lớp oxit tự nhiên của nhôm mang lại khả năng chống-ăn mòn phun muối tốt và các cấu hình được anot hóa hoặc phủ sẽ kéo dài tuổi thọ sử dụng hơn nữa trong môi trường biển.
Việc sử dụng nhôm tái chế có ảnh hưởng đến hiệu suất không?
Đối với các thành phần kết cấu như khung và khung lắp, nhôm tái chế với thành phần được kiểm soát sẽ hoạt động tương đương với kim loại nguyên chất. Giới hạn tạp chất được quản lý thông qua đặc điểm kỹ thuật hợp kim và kiểm soát chất lượng.
Nhôm chiếm bao nhiêu phần của tấm pin mặt trời?
Nhôm chủ yếu hiện diện trong khung mô-đun và thường chiếm một phần đáng kể trong tổng trọng lượng của bảng điều khiển, thường nằm trong khoảng 10-20% tùy thuộc vào thiết kế mô-đun.
Làm thế nào các nhà phát triển có thể giảm lượng khí thải carbon khi lắp đặt năng lượng mặt trời?
Bằng cách chỉ định hàm lượng nhôm-tái chế, chọn nhà cung cấp có khả năng sản xuất-hiệu quả về năng lượng, sử dụng thiết kế mô-đun để cắt giảm nỗ lực vận chuyển và lắp đặt, đồng thời lên kế hoạch tái chế-cuối-các kết cấu.