太陽電池製造では最大80%の節水が可能

ベルリン工科大学、レナ テクノロジーズ、フラウンホーファー建築物理学研究所 IBP、フラウンホーファー太陽エネルギー システム研究所 ISE の科学者は、5 ギガワットの太陽電池工場内の水の流れの広範なモデルを開発しました。彼らは、循環的な水の使用に関する 2 つの異なる戦略の実装をテストしました。その結果、今日の生産技術では、太陽電池生産において最大 79% の節水と最大 84% の廃水削減が技術的に可能であることが明らかになりました。これにより、水があまり利用できない場所に新しい太陽電池工場を建設できるようになります。

研究チームは、5ギガワットのPERC太陽電池の製造における水、廃水、材料の流れを分析しました。その結果は、ヘテロ接合型またはTOPCon太陽電池を製造している工場や、製造のために再装備している工場にも有益です。これらのセルタイプの廃水の流れは非常に似ているからです。Fraunhofer ISEのPeter Brailovsky氏は、「この生産モデルに基づいて、節水と再処理のさまざまな可能性を分析しました。軽度汚染廃水の再利用（LCR）と、特定の残留物質の再利用を伴う「最小限の液体排出」（MLD）という2つのアプローチを推奨できます。」と説明しています。

追加コストなしで太陽電池生産における節水

「MLD シナリオでは、太陽電池工場の淡水需要と廃水の最大 80% を節約できることが結果から示されています」と、ベルリン工科大学の科学者 Jascha Reich 氏は言います。「LCR アプローチを適用すれば、最大 40% の節約を達成できます。」同時に、これらの節約策を実施しても生産に追加コストがかかることはなく、むしろわずかなコスト削減につながります。閉鎖型水循環は、夏の熱波などの水不足による工場閉鎖のリスクを大幅に軽減できます。工場閉鎖は、週あたり最大 190 万ユーロのコストがかかる可能性があります。

科学者によると、太陽電池はすでに非常に持続可能な製品です。太陽光発電モジュールに組み込まれると、その製造に使用されたエネルギーはすぐに回収されます。中央ヨーロッパの太陽光発電設備の場合、これは通常 1.3 年以内に発生します。「しかし、私たちは現状に満足すべきではありません」と、フラウンホーファー ISE の太陽光発電分野の技術移転責任者であるヨッヘン レンチュは言います。「製造業のあらゆる分野と同様に、太陽光発電も循環型経済の一部になる必要があります。」

太陽電池製造における節水技術の進歩は、生産プロセスの持続可能性を高めるだけでなく、水資源の限られた地域に工場を建設する実現可能性を高めます。これらの高効率太陽電池が製造されたら、次に重要なステップは、生成された太陽エネルギーを効果的に貯蔵し、安定した信頼性の高い電力供給を確保することです。

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