Điện thoại

+86-18331152703

WhatsApp

+86-18331152703

Chúng ta có cần nhôm và đồng để sản xuất điện mặt trời không?

Sep 25, 2024 Để lại lời nhắn

Hãy thực tế: Tại sao những kim loại này lại quan trọng

Có thể bạn chưa suy nghĩ nhiều nhưng nhôm và đồng thực sự cực kỳ quan trọng đối với các tấm pin mặt trời. Chúng giống như bộ xương và mạch máu của toàn bộ hệ thống năng lượng mặt trời. Hãy xem tại sao chúng lại quan trọng đến vậy vì cố gắng chế tạo các tấm pin mặt trời mà không có chúng sẽ thất bại hoàn toàn.

 

1. Nhôm: Xương sống của cơ sở hạ tầng năng lượng mặt trời​

 

1.1 Khung pin mặt trời: “Bộ giáp”​

Tại sao lại là nhôm?​

Hợp kim nhôm, chẳng hạn như 6063-T5, vừa nhẹ vừa bền. Chúng có thể chống chọi lại những cơn gió bão cực mạnh và nhiều năm nắng.

Ví dụ, ở Texas, các tấm có khung nhôm đã vượt qua cơn lốc xoáy với tốc độ 150 dặm/giờ khiến các tấm thép bị phá hủy hoàn toàn.

Tiết kiệm chi phí:
Nhôm có giá bằng 1/3 thép. Đối với một trang trại năng lượng mặt trời 1 MW, chỉ riêng các khung đã tiết kiệm được 500 nghìn đô la.

1.2 Cáp và Đầu nối: “Mạch máu”​

Dây nhôm có thể không mang nhiều dòng điện như dây đồng, nhưng chúng:
Rẻ hơn 50%
Nhẹ hơn 40% (quan trọng khi lắp đặt trên mái nhà)

Bắt: Chúng cần lớp cách nhiệt dày hơn để chống ăn mòn.

 

2. Đồng: “Đại lộ” điện​

 

2.1 Pin mặt trời: “Dây thần kinh”​

Các hạt nano đồng (0,5g mỗi tấm) tạo ra các lớp dẫn điện siêu mỏng.
Sự thật thú vị: Điều này giúp tăng hiệu suất thêm 3%-đủ để cung cấp năng lượng cho tủ lạnh thêm 6 giờ/tháng.

2.2 Biến tần và nối lưới: “Bộ não”​

Dây đồng xử lý 80% dòng điện của hệ thống.

Tại sao không phải nhôm? Điện trở suất cao hơn của nhôm gây thất thoát 15% năng lượng ở vùng có khí hậu nóng.

 

3. Nhôm và Đồng: Cuộc đối đầu​

 

Yếu tố
Nhôm​
đồng​
Trị giá​
$1,20/lb
$3,50/lb
Cân nặng​
Nhẹ hơn 1,5 lần so với đồng
Nặng hơn (hạn chế sức chứa của mái nhà)
Ăn mòn​
Rỉ sét trong không khí có muối (cần lớp phủ)
Xử lý độ ẩm tốt hơn
Hiệu quả​
Mất 2% ở nhiệt độ cao
Ổn định lên đến 85 độ

 

4. Những thảm họa thực sự trên thế giới (Và cách tránh chúng)​

 

Trường hợp 1: Khung nhôm thất bại​

Vấn đề: Một thợ lắp đặt ở California đã sử dụng khung nhôm giá rẻ. Sau 3 năm, 40% bị rỉ sét và sụp đổ.
Cách khắc phục: Sử dụng nhôm anodized (thêm bảo hành chống ăn mòn 10 năm).

Trường hợp 2: Khủng hoảng trộm cắp đồng​

Vấn đề: Ở Ấn Độ, nạn trộm cắp dây đồng đã làm giảm 25% sản lượng của trang trại năng lượng mặt trời.

Cách khắc phục: Lắp đồng phủ-PVC-chống giả mạo​ (đắt hơn 15% nhưng ngăn chặn hành vi trộm cắp).

 

5. Công nghệ tương lai: Chúng ta có thể loại bỏ những kim loại này không?​

 

Vai trò mới của nhôm: Công nghệ nano đang tạo ra vật liệu tổng hợp nhôm-graphene​ mạnh hơn và nhẹ hơn gấp 3 lần.

Các lựa chọn thay thế đồng: Dây nhựa tráng bạc-? Chúng rẻ hơn 50% nhưng chỉ hoạt động ở vùng có khí hậu khô.

Những thách thức và giải pháp

Bất chấp những lợi ích của chúng, những thách thức vẫn tồn tại:

Rắc rối về chuỗi cung ứng:

Chúng ta có thể không có đủ đồng vì mọi người đều muốn có nó (chẳng hạn như 2.062,5 kiloton vào năm 2035!). Cách khắc phục? Tái chế những gì chúng ta có và có thể thử những thứ khác như graphene để mang điện.

Lo lắng về môi trường:

Việc đào nhôm gây ra nhiều ô nhiễm - khoảng 1,2 tấn CO₂ cho mỗi tấn nhôm. Nhưng các công ty năng lượng mặt trời hiện đang sử dụng năng lượng xanh để sản xuất mọi thứ, điều này giúp giảm ô nhiễm khoảng 40%.

Kết luận: Tại sao cả hai kim loại đều cần thiết​

Nhôm và đồng không chỉ là đá mà chúng ta tìm thấy. Chúng cực kỳ quan trọng để làm cho các tấm pin mặt trời thực sự hoạt động. Nhôm có tác dụng giữ mọi thứ chắc chắn và không quá nóng, trong khi đồng có tác dụng tuyệt vời giúp dòng điện chuyển động trơn tru. Và ngay cả khi chúng ta tái chế nhiều hơn và có được vật liệu mới, hai vật liệu này vẫn sẽ là lựa chọn hàng đầu để chế tạo các thiết bị năng lượng mặt trời có tuổi thọ lâu dài và không tốn kém.