¿Cuánta más energía producen los paneles solares en su vida que la que se usa para producirlos? ¿Cómo se compara este ‘retorno de la energía en la inversión energética’ con otras tecnologías?

Primero, no se podía poner una planta totalmente automatizada en el desierto; mucho está automatizado, pero requiere mucha gente e infraestructura industrial al alcance de la mano. Hay muchos productos químicos, fuentes de energía, talento técnico, etc. que deben estar allí para mantener llenas las cadenas de suministro, administrar y arreglar las cosas.

Todo esto significa que nunca construirías en una ubicación así. En su lugar, construyes los fabs donde ya tienes fabs. Hoy eso es Taiwán y China. NO puedes ignorarlos mágicamente, ya que son tan críticos como tener un suministro de silicio o energía.

Pero si insiste, puede estimar la pregunta específicamente: simplemente calcule la energía de reacción de reducir SiO2 a Si (química básica de la escuela secundaria) como la energía mínima requerida desde algún lugar por unidad de peso de silicio. Luego multiplique por el promedio de silicio requerido por vatio recolectado de energía solar.

Quizás la luz solar podría suministrar la energía de fabricación en teoría, pero la luz solar prácticamente incidental no está lo suficientemente concentrada como un suministro para ese tipo de reacción química: se trata de la termodinámica y las realidades de la órbita terrestre alrededor del Sol).

E incluso esta energía seguiría siendo una pequeña fracción de reacción por todas las cosas que insiste en dejar de lado, pero aún sería necesaria. Estás abstrayendo el problema a un nivel que no te dice nada.

El concepto de energía devuelta con energía invertida (EROEI) se usa con mucha frecuencia en los estudios de energía. Sin embargo, debido a la idiosincrasia de cómo funciona EROEI, diferentes investigadores que utilizan análisis EROEI llegan a conclusiones muy diferentes. Por ejemplo, un artículo reciente de Ferroni y Hopkirk (2016) afirma que el ERoEI (también conocido como EROI) de los sistemas fotovoltaicos (PV) es tan bajo que en realidad actúan como sumideros de energía neta, en lugar de suministrar energía en absoluto, mientras que otros estudios refutar esto como el uso de parámetros demasiado restrictivos, y aún otros que hacen afirmaciones tremendamente positivas de retornos de 30 a 40 veces más que las preguntas de sentido común. El hecho es que el tema no está del todo claro y la investigación está muy sesgada por factores comerciales y, por lo tanto, no se puede confiar en ella.

Sin embargo, lo que está claro es que el EROI de los sistemas fotovoltaicos no es abrumadoramente bueno, incluso si inicialmente es positivo, especialmente cuando se consideran los límites prácticos de la vida útil del conjunto. Si bien esto no descalifica la tecnología, la relega a un lugar muy por detrás de otras producciones de electricidad renovables y bajas en carbono.

Agregado de varias listas.

Algunas cifras pueden ser del mismo origen pero repetidas en diferentes sitios. Por ejemplo, se seleccionó un rango de valores para hidro del sitio The Oil Drum y se agregó, pero utilizando las referencias originales, mientras que otros se copiaron del proyecto azimut que a su vez los sacó de Buscar un milagro: ‘Energía neta’ Límites y (enlaces a: Buscando un milagro) el destino de la sociedad industrial (enlaces a: Buscando un milagro), Richard Heinberg, quien a su vez los ha copiado de los estudios originales. El uso de la referencia original sería mucho más preferible.

Los rangos se han dividido en valores máximo y mínimo.

No se ha intentado analizar la lista por su calidad. ¡Utilice estos números con precaución!

267 Hydro Gagnon, Belancher, Uchiyama 2002 (Ejecución de la fuente del río)
267 Hydro (max) Página en página en azimuthproject.org (enlaces a: Página en azimuthproject.org)
205 Hydro Gagnon, Belancher, Uchiyama 2002 (Fuente del yacimiento)
101 Hydro (max) Gilliland, Klopatek, Hildend 1981
26 Hydro (min) Gilliland, Klopatek, Hildebrand 1981
100 Petróleo (campo supergigante de Ghawar) Página en página en azimuthproject.org (enlaces a: http://www.Page en azimuthproject.org/azimuth/show/Energy+return+on+energy+invest#typical_current_eroei_values_8)
100.0 Hydro (wiki) (enlaces a: Energía devuelta por la energía invertida)
80 Viento (D. Harvey: “Suministro de energía libre de carbono” (Earthscan, 2020))
80.0 Carbón (wiki) (enlaces a: Energía devuelta por la energía invertida)
75 Nuclear (máx.) (Con enriquecimiento centrífugo (enlaces a: Planta de difusión gaseosa de Portsmouth)) (wiki) (enlaces a: Energía devuelta por la energía invertida)
50 Nuclear (min) (con enriquecimiento centrífugo (enlaces a: Planta de Difusión Gaseosa de Portsmouth)) (wiki) (enlaces a: Energía devuelta por la energía invertida)
50 Página de carbón en la página en azimuthproject.org (enlaces a: http://www.Page en azimuthproject.org/azimuth/show/Energy+return+on+energy+invest#typical_current_eroei_values_8)
48.0 Hydro – Pimentel, Rodruiges 1994
36.5 Análisis del viento: energía solar vs energía eólica (enlaces a: Análisis: energía solar vs energía eólica)
35.0 Importaciones de petróleo 1990 (wiki) (enlaces a: Energía devuelta por la energía invertida)
35.0 Producción mundial de petróleo (wiki) (enlaces a: Energía devuelta por la energía invertida)
33.6 Hydro – Cleveland et al. 1986
30.0 Petróleo y gas 1970 (wiki) (enlaces a: Energía devuelta por la energía invertida)
25 PV solar (D. Harvey: “Suministro de energía libre de carbono” (Earthscan, 2020))
20.0 Producción de petróleo (wiki) (enlaces a: Energía devuelta por la energía invertida)
19 Hydro – Odum et al 1975
19 Petróleo (promedio global) Página en página en azimuthproject.org (enlaces a: http://www.Page en azimuthproject.org/azimuth/show/Energy+return+on+energy+invest#typical_current_eroei_values_8)
18.0 Importaciones de petróleo 2005 (wiki) (enlaces a: Energía devuelta por la energía invertida)
18 Página de viento en página en azimuthproject.org (enlaces a: http://www.Page en azimuthproject.org/azimuth/show/Energy+return+on+energy+invest#typical_current_eroei_values_8)
18.0 Viento (wiki) (enlaces a: Energía devuelta por la energía invertida)
Página 15: 1 Wave en la página en azimuthproject.org (enlaces a: http://www.Page en azimuthproject.org/azimuth/show/Energy+return+on+energy+invest#typical_current_eroei_values_8)
15 Nuclaer (máx.) Página en página en azimuthproject.org (enlaces a: http://www.Page en azimuthproject.org/azimuth/show/Energy+return+on+energy+invest#typical_current_eroei_values_8)
14.5 Petróleo y gas 2005 (wiki) (enlaces a: Energía devuelta por la energía invertida)
13 Página geotérmica (máx.) En la página en azimuthproject.org (enlaces a: http://www.Page en azimuthproject.org/azimuth/show/Energy+return+on+energy+invest#typical_current_eroei_values_8)
12.0 Importaciones de petróleo 2007 (wiki) (enlaces a: Energía devuelta por la energía invertida)
11 Hydro (min) Página en página en azimuthproject.org (enlaces a: http://www.Page en azimuthproject.org/azimuth/show/Energy+return+on+energy+invest#typical_current_eroei_values_8)
10 Página fotovoltaica solar (máx.) En la página en azimuthproject.org (enlaces a: http://www.Page en azimuthproject.org/azimuth/show/Energy+return+on+energy+invest#typical_current_eroei_values_8)
10.0 Gas natural 2005 (wiki) (enlaces a: Energía devuelta por la energía invertida)
10 Página de gas natural en la página en azimuthproject.org (enlaces a: http://www.Page en azimuthproject.org/azimuth/show/Energy+return+on+energy+invest#typical_current_eroei_values_8)
10.0 Nuclear (con enriquecimiento por difusión (enlaces a: Planta de difusión gaseosa de Portsmouth)) (wiki) (enlaces a: Energía devuelta por la energía invertida)
9 Biodiesel (max) Página en la página en azimuthproject.org (enlaces a: http://www.Page en azimuthproject.org/azimuth/show/Energy+return+on+energy+invest#typical_current_eroei_values_8)
8 Etanol (ma) Página en página en azimuthproject.org (enlaces a: http://www.Page en azimuthproject.org/azimuth/show/Energy+return+on+energy+invest#typical_current_eroei_values_8)
8.0 Descubrimientos de petróleo (wiki) (enlaces a: Energía devuelta por la energía invertida)
6.8 Fotovoltaica (wiki) (enlaces a: Energía devuelta por la energía invertida)
6 Tidal (est) Página en página en azimuthproject.org (enlaces a: http://www.Page en azimuthproject.org/azimuth/show/Energy+return+on+energy+invest#typical_current_eroei_values_8)
5.8 Página de arenas alquitranadas en la página en azimuthproject.org (enlaces a: http://www.Page en azimuthproject.org/azimuth/show/Energy+return+on+energy+invest#typical_current_eroei_values_8)
5.2 Página de arenas alquitranadas en la página en azimuthproject.org (enlaces a: http://www.Page en azimuthproject.org/azimuth/show/Energy+return+on+energy+invest#typical_current_eroei_values_8)
5.0 Análisis FV Solar – Energía Solar VS Energía Eólica (enlaces a: Análisis – Energía Solar VS Energía Eólica)
5.0 Etanol de caña de azúcar (wiki) (enlaces a: Energía devuelta por la energía invertida)
5.0 Aceite de esquisto bituminoso (wiki) (enlaces a: Energía devuelta por la energía invertida)
4 Oil Shale (max) Página en la página en azimuthproject.org (enlaces a: http://www.Page en azimuthproject.org/azimuth/show/Energy+return+on+energy+invest#typical_current_eroei_values_8)
3.75 Página fotovoltaica solar (min) en la página en azimuthproject.org (enlaces a: http://www.Page en azimuthproject.org/azimuth/show/Energy+return+on+energy+invest#typical_current_eroei_values_8)
3.0 Arenas bituminosas de alquitrán (wiki) (enlaces a: Energía devuelta por la energía invertida)
2 Geotermal (min) Página en página en azimuthproject.org (enlaces a: http://www.Page en azimuthproject.org/azimuth/show/Energy+return+on+energy+invest#typical_current_eroei_values_8)
1.9 Biodiesel (Min) Página en la página en azimuthproject.org (enlaces a: http://www.Page en azimuthproject.org/azimuth/show/Energy+return+on+energy+invest#typical_current_eroei_values_8)
1.9 Placa plana solar (wiki) (enlaces a: Energía devuelta por la energía invertida)
1.6 Página termosolar en página en azimuthproject.org (enlaces a: http://www.Page en azimuthproject.org/azimuth/show/Energy+return+on+energy+invest#typical_current_eroei_values_8)
1.6 Colector solar (wiki) (enlaces a: Energía devuelta por la energía invertida)
1.5 Esquisto bituminoso (min) Página en página en azimuthproject.org (enlaces a: http://www.Page en azimuthproject.org/azimuth/show/Energy+return+on+energy+invest#typical_current_eroei_values_8)
1.3 Biodiesel (wiki) (enlaces a: Energía devuelta por la energía invertida)
1.1 Nuclear Min) Página en página en azimuthproject.org (enlaces a: http://www.Page en azimuthproject.org/azimuth/show/Energy+return+on+energy+invest#typical_current_eroei_values_8)
0.5 Etanol (min) Página en Página en azimuthproject.org (enlaces a: Página en azimuthproject.org

Excelente pregunta Muchos estudios han demostrado que lleva menos de 1 año reemplazar la energía que se necesita para producir un panel. La mayoría de los paneles solares fotovoltaicos tienen una garantía de 20 a 25 años para que no solo funcionen, sino que produzcan del 80 al 90% de su potencia nominal. La mayoría en realidad duran 50 años o más.

Tampoco usan agua ni contaminan. Eso hace que su energía no tenga precio. La mayoría de las centrales eléctricas están a millas de distancia de su uso y no pueden ser rechazadas por la noche. A, el panel solar aprovecha al máximo durante el día cuando más lo necesita.

Leí de 6 meses a 3 años la recuperación de la energía de los paneles fotovoltaicos de silicio. Dependiendo de la eficiencia del fabricante y la ubicación de instalación de la insolación. Los paneles solares duran al menos 30 años, y las granjas solares de 40 años siguen funcionando. Nadie está seguro de cuánto durarán los paneles y producirán cantidades utilizables de energía. Mientras hemos hecho e instalado un gran número de ellos, han durado. Esos son los 40 años. El reciclaje de paneles que ya es rentable, y los reciclados pagarán sus paneles viejos, reduce sustancialmente la demanda de energía. Los paneles solares son 90% de vidrio y aluminio. El silicio es una pequeña fracción del panel, y las células están siendo repavimentadas y reutilizadas con igual o mejor eficiencia y vida. Se estima que con el reciclaje, el equilibrio se reduce a la mitad al menos.

Desafortunadamente, este es un tema de investigación muy manipulado, con personas pro fósiles y nucleares que hacen almejas escandalosas e incluyen el almacenamiento para energía solar pero no para la carga de base después de la energía nuclear, ni la minería, el refinado y el almacenamiento de residuos.

Energía devuelta a la energía invertida = energía requerida / energía requerida para entregar esa energía

Lo que debe tener en cuenta al optimizar el rendimiento de su sistema de paneles solares implica determinar el costo total de la electricidad producida durante la vida útil del sistema. Esto significa estimar el costo de por vida de una instalación solar y compararlo con lo que gastaría con su proveedor de electricidad actual durante ese mismo período.

El análisis exhaustivo de cualquier solución de energía solar debe incluir todos los gastos de instalación, operación, mantenimiento y hardware, así como la cantidad total de electricidad que se producirá durante la vida útil de esa solución.

Una vez que tenga en cuenta todas estas variables, calcular el Valor Actual Neto (VAN) de su instalación solar es el mejor método para comprender el ahorro potencial total en términos de dólares reales.

Aquí está el enlace de Wikipedia al retorno de la inversión de energía:

Energía devuelta a la energía invertida

Para leer más, aquí hay un enlace que encontré en el sitio de una compañía de paneles solares sobre cómo los propietarios de viviendas pueden valorar sus retornos en inversiones en paneles solares:

https://us.sunpower.com/home-sol …

El panel solar de tamaño medio ocupa un área de 17.6 pies cuadrados [1] y produce 265/250 (est) vatios bajo la luz solar directa. Con 4 horas de luz solar al día, 265/250 (est) vatios le darían 1,000 vatios en un día por panel de 250 vatios. Y en 30 unos 30 kWh. Pero el

En cuanto a la energía consumida durante la producción, sería un poco difícil precisar hasta el mínimo detalle.

Cubrir la energía para el proceso mismo desde la minería, el transporte y la producción real sería un poco tedioso, pero un artículo [2] de M Dale y S. Benson (2013) predijo un positivo neto para los sistemas de células fotovoltaicas para 2012 y un balance a partir de 2020: la industria “devolverá” toda la energía eléctrica requerida para su crecimiento inicial antes de 2020. Solo las instalaciones de EE. UU. han crecido de 1,2 gigavatios (GW) a un estimado de 30 GW en la actualidad.

Una combinación de costos decrecientes y medidas políticas motivadas por la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) y la seguridad energética han impulsado un rápido crecimiento en la capacidad instalada global de energía solar fotovoltaica (FV).

Notas al pie

[1] ¿Cuánta electricidad produce un panel solar?

[2] Balance energético de la industria global fotovoltaica (PV): ¿es la industria fotovoltaica un productor neto de electricidad?

He estado trabajando en la evaluación de sostenibilidad de la energía solar fotovoltaica durante los últimos meses. No hay una respuesta simple a su pregunta, y no voy a darle una larga lista de respuestas porque sería muy aburrido que lo leyera.

En primer lugar, el panel solar NO produce energía. Cubren la energía solar en electricidad o térmica. La cantidad de energía convertible varía dependiendo de una serie de factores, por ejemplo, la radiación solar disponible en el lugar donde se instala PV y donde se enfrenta el panel después de la instalación, etc.

También depende del tipo de PV del que esté hablando.

Lo más importante, desde el punto de vista de la evaluación del ciclo de vida, depende en gran medida de dónde dibuje el límite de su sistema, por ejemplo, ¿incluye el consumo de energía para la extracción de materia prima?

Si observa el valor monetario de cómo se devuelve la inversión, también depende de cómo se paga la inversión y de si se reciben o no subsidios gubernamentales.

Dado que los únicos paneles solares que se fabrican con energía solar son plantas con clorofila, pero hay pozos de petróleo y refinerías que usan energía fósil, creo que es seguro decir, desde un sistema completo, que el solar tiene un EROI más bajo que el petróleo. El petróleo convencional está entre 14 y 17: 1, por lo que la respuesta real es menor.

Hace algún tiempo, el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) publicó un breve artículo sobre este tema: aquí hay un enlace. Ese documento, publicado en 2004, fijó el tiempo de recuperación en 4 años para los paneles de silicio multicristalinos (es decir, policristalinos) disponibles en ese momento.

Avance rápido 13 años y la eficiencia de los paneles solares fácilmente disponibles casi se ha duplicado, de aproximadamente 10% a 20%, mientras que el costo se ha reducido aún más dramáticamente. Eso significa que los paneles solares actuales producen más energía sobre la misma huella y, por lo tanto, su retorno de la energía invertida ha mejorado de manera similar.

Pero incluso si nos atenemos a los números obsoletos de NREL, los paneles solares tienen una vida útil en gran medida ilimitada, con garantías de producción de 25 años al 80% o más, y NREL tiene paneles que aún funcionan que se construyeron en los años 70, y esos fueron muy dispositivos crudos en comparación con lo que vemos hoy de fabricantes de primera línea como LG.

De manera conservadora, estimaría al menos 10x, pero la cifra real es probablemente más alta.

Se necesita aproximadamente 1/10 de la energía, suponiendo que los combustibles fósiles se utilicen DIRECTAMENTE para la fabricación de paneles solares (solo un tercio de esa energía se convierte en electricidad, el resto se desperdicia como calor en un generador eléctrico a carbón).
¡Necesitamos demostrar que la fabulosa China de Jeff no es apta para tener un futuro que valga la pena vivir en los Estados Unidos!