Солнечные батареи (СБ)– это автономный источник электроэнергии. В состав устройств входит набор проводников, которые преобразовывают излучение от солнца в электрический ток. Сегодня продаются панели с размерами от 2 мм до 2м.
Солнечный свет — самый экологически чистый источник энергии
Солнечные батареи для часного дома и принцип их работы
Работает солнечная батарея по одному и тому же принципу с момента ее изобретения. Батареи объединяют в последовательные или параллельные цепи. Зависит это от напряжения, которое нужно получить.
Принцип работы солнечной батареи основывается на физике полупроводников. Состоит солнечная батарея из специальных пластин. Пластина проводника включает в себя два слоя с разной проводимостью: p-n. Изготавливают пластины . В кремниевые пластины добавляют специальные примеси. При добавлении в состав пластины фосфора, происходит перенасыщение структуры электронами. Если в качестве примеси используется бор, то это вызывает нехватку электронов и возникновение вследствие этого дырок. Излучение вытесняет из атомов катода электроны, которые переходят на уровень анода. Положительная энергия, которая возникает в ходе этого процесса, накапливается в подключенном к . Фотоэлементы для солнечных батарей – это двухслойные проводники с подключенными к ним электродами.
Работают солнечные батареи от энергии солнца. Их эффективность напрямую зависит от количества световых дней в году. В районе Средиземного моря такие установки используются повсеместно, так как это бесплатный источник электроэнергии. Водонагреватели подпитываются только СБ. Солнечные батареи для дома способны прослужить 25 лет. Коэффициент полезного действия устройства составляет 15%. В Европе и Америке организована государственная программа по развитию и внедрению в обиход альтернативной электроэнергии. СБ подразделяются на следующие категории:
- Маломощные батареи (менее 1 Ватта). Используются для зарядки малых портативных устройств: смартфонов, планшетов, телефонов. Фотопластины занимают маленькую площадь. Энергия, производимая таким устройством, мала, в отличие от его стоимости. Зарядные устройства на солнечных батареях считаются дорогой оригинальной забавой
- Солнечные панели для дома. По сути это набор контактных фотоэлементов, которые можно сконструировать по своему усмотрению в мощную установку. Это своеобразные заготовки для создания крупных систем. Солнечные панели для дома – это автономный источник электроэнергии в местности, где случаются проблемы с электричеством либо его стоимость слишком высока.
- Универсальные батареи. Предназначены для использования в походных условиях. Такой тип СБ используется преимущественно туристами. Установки от иностранных производителей достаточно качественны, их стоимость колеблется в разумных пределах. Российские СБ отличаются по цене и качеству. При желании можно подобрать достойное устройство, но для этого придется изучить каждый из предложенных вариантов.
Походная солнечная батарея позволит зарядить телефон или ноутбук
Виды и особенности СБ
Классификация СБ по типу использования выглядит следующим образом:
- Фотоэлектрические преобразователи (ФЭП). Это полупроводниковые конфигурации, преобразовывающие солнечную энергию в электрический ток. Солнечной батареей называется комплекс таких преобразователей.
- Гелиоэлектростанции (ГЕЭС). Эти установки при помощи полученной энергии от солнца приводят в действие турбинную, паровую технику.
- Солнечные коллекторы (СК). Это обогревательные приборы, используемые для независимого отопления жилых домов, подачи горячей воды.
Существуют следующие виды солнечных батарей, которые различаются по принципу расположения атомов в кремниевой пластине:
- монокристаллическое солнечные элементы изготавливают из чистого кремния. Из расплава этого материала забирается семя, из которого произрастает монокристалл. Полученный стержень делят на пластины толщиной до 0,4 мм. Образуются специальные ячейки, которых должно быть не менее 36 штук. Монокристаллические батареи пользуются популярностью, так как обладают высоким КПД – 19%.
- поликристаллические элементы состоят из кремния, который получают при помощи химической реакции, происходящей в процессе медленного охлаждения кремниевого расплава. В отличие от монокристаллического способа получение солнечных элементов таким образом более экономично. КПД таких элементов составляет 10%.
- аморфные элементы. Пленка из расплавленного кремния наносится на основу. Затем конструкцию покрывают дополнительной защитой. Такие элементы называют тонкопленочные солнечные батареи. Коэффициент полезного действия этой установки слишком мал, в сравнении с кристаллическими элементами. Но такой вид СБ самый дешевый.
Использование солнечных батарей рассматривается в качестве альтернативного способа получения электрического тока. Сегодня этому методу уделяется пристальное внимание потому что энергия солнца неиссякаема. Чтобы правильно рассчитать солнечные батареи для дома нужно учесть такие факторы, как средний объем электропотребления в доме, вид используемых батарей и т. д. Мощность СБ полностью зависит от размера и качества используемого фотоэлемента. Преимущество такого устройства в его полной безопасности для внешней среды.
Чтобы произвести , время их работы и общую мощность. Узнать эти данные можно из сопроводительной документации к технике. Суточное потребление электроэнергии холодильником составляет 1 000 Вт, телевизор 100 Вт в час, компьютер – 60 Вт в час. Для удобства расчета составляют таблицу. В нее вносят все приборы, потребляющие электроэнергию, их мощность, часы работы в сутки и месяц. Таблица поможет произвести более точный расчет.
Мощность СБ напрямую зависит от размера и количества панелей
Для каждого прибора рассчитывается общая расходуемая мощность путем умножения количества рабочих часов на номинальную мощность. Сложив вместе мощность всех потребителей энергии получаем итоговую мощность СБ. Солнечные аккумуляторы имеют определенную емкость. Обязательно должно быть просчитано время нахождения батареи на солнце для определения этого параметра. Например, в Центральном регионе России один метр СБ производит в среднем 450 Ватт электричества в сутки.
Фотоэлектрические преобразователи и их типы
Устроена солнечная батарея посредством объединения между собой нескольких фотоэлементов (фотоэлектрических преобразователей). Фотоэлементы преобразовывают излучение в электричество. Трудность состоит в том, что энергия должна вырабатываться круглосуточно и круглогодично, в то время как световой день ограничен. Для этого используются дополнительные элементы, способные распределять энергию постоянно.Солнечные батареи на основе кремния для загородного дома или дачи
Такие приборы вырабатывают электрический ток благодаря попаданию излучения на кремниевые пластины. Специфика кремния состоит в следующем. Лучи от солнца, попадая на материал, могут вытеснить электроны со своих орбит в атомах. Свободные электроны генерируют ток. Установки производят высокий КПД. В производстве они сложны, поэтому стоимость солнечных батарей на кремниевой основе высока.
Солнечные преобразователи из полимерной пленки своими руками: как сделать фонарь
Пленочные преобразователи полимерного типа – это достойная замена кремниевым установкам. Такие преобразователи изготавливают в виде пленки, которая включает несколько слоев:
- полимерный;
- электродный;
- органический;
- защитный.
Фотоэлементы пленочного типа объединяют воедино, в результате СБ приобретает вид рулона. Стоит солнечная батарея пленочного типа дешевле кремниевой. Ее цена ниже потому что кремний, который является очень дорогим материалом, не используется. Такие конструкции экологичны, они не оказывают негативного влияния на окружающую среду. Солнечные батареи в основном ставят в южных регионах страны.
Минус пленочных фотоэлементов в их невысокой мощности. КПД составляет 6%. В продажу такие конструкции еще не вышли, они находятся на стадии разработки.
Обзор основных производителей солнечных батарей: стоимость комплекта
Производители солнечных батарей в России сильно отстают от мировых лидеров. Использование альтернативного источника электроэнергии в нашей стране находится на начальной стадии. Производство солнечных панелей в России осуществляется несколькими крупными заводами.
Производством солнечных батарей в России занимается несколько компаний
В Зеленограде изготовление фотоэлементов осуществляют на заводе «Телеком-СТВ». Компания «Светорезерв» занимается разработкой уличного освещения на основе СБ.
Крупнейший на сегодня в России завод по производству СБ ООО «Хевел» находится в Новочебоксарске. Компания производит тонкопленочные конструкции. Ежегодный объем производства составляет порядка одного миллиона панелей. Кроме СБ, компания занимается , выпускает для них оборудование.
В Краснодаре работают два завода-производителя СБ. Компания «Солнечный ветер» выпускает СБ и оборудование для их производства. Компания «Сатурн» производит кремниевые модули по собственной уникальной технологии.
Рязанский металлокерамический завод производит оборудование для солнечных установок, монокристаллические модули, маломощные панели для зарядки телефонов и компьютеров, фотоэлектрические элементы. Завод работает с середины прошлого века, продукция регулярно проходит сертификацию. Ее качество доказано многочисленными исследованиями и испытаниями. СБ от рязанского завода самые доступные по цене. Стоимость установки мощностью 130 Ватт составляет всего 20 тысяч рублей.
Солнечные батареи российского производства располагаются в широком ценовом диапазоне. Стоимость солнечной батареи для частного дома от компании «Хевел» на базе аморфного кремния составляет 10 тысяч рублей. Китайская панель соответствующего класса стоит дешевле – 8 тысяч рублей.
Среди российских производителей выделяется также московская компания «Квант» и брянский завод «Термотрон».
Среди мировых лидеров по производству СБ выделяется Китай. В этой стране выпускается основная часть СБ. Немецкие модули отличаются высокой стоимостью и качеством. Их производят компании «Schott», «Calixo». Среди японских производителей можно выделить компанию «Sharp».
Ассортимент СБ разнообразен. При выборе устройства лучше воспользоваться помощью специалиста, который подскажет, какой тип батареи лучше выбрать. Чаще всего советуют поликристаллические установки, которые менее мощны по сравнению с монокристаллическими, но значительно дешевле по цене.
В России солнечные батареи только начинают входить в обиход. Такие устройства несмотря на высокую стоимость быстро окупают затраты на них. И главное их преимущество в том, что установки полностью автономны, они производят электроэнергию без привлечения сторонних ресурсов. Солнечные батареи для дома — отличный экологичный источник энергии.
Закажите у нас:
- Бесплатную консультацию и расчет оборудования.
- Самовывоз товара (г.Москва, ул.Складочная, д.6) .
- Бесплатную доставку по Москве при сумме заказа от 30000 рублей!
- Доставку товара по России!
- Монтаж системы солнечных батарей!
- Послепродажное обслуживание системы автономного электроснабжения.
Про солнечные батареи:
Солнечная энергетика с каждым днем всё ближе к рядовому пользователю. Солнечные батареи на основе поли- и монокристаллического кремния все чаще применяются для автономного электроснабжения. В России солнечные батареи обычно используются на дачах, в частных домах или туристами. Ещё 10 лет назад 99% процентов населения решали вопрос отсутствия электричества с помощью бензогенератора. Однако и в настоящее время полно скептиков, считающих, что цена солнечных батарей неоправданно высока. Однако в ближайшее время стоимость топлива заставит и их задуматься об энергоэффективности электроснабжения таким способом. К этому может добавиться еще и недовольство соседей уже успевших купить и оценить на своей даче прелесть солнечных батарей.
Использование объемных массивов солнечных модулей позволяет не только создавать системы автономного электроснабжения, но и строить системы экономии электроэнергии на объектах с его большим расходом.
Сфера применения солнечных батарей и решаемые с помощью них задачи:
- Для загородного дома солнечные батареи применяются в качестве источника альтернативного электроснабжения.
Применяются гибридные или сетевые солнечные электростанции, призванные защитить дом от внезапных отключений электроэнергии, а также для её частичного замещения и экономии.
- На даче солнечные батареи используются в качестве основного источника электроснабжения, при отсутствии электросети.
Системы, построенные по данному принципу, позволяют частично или полностью отказаться от использования генератора работающего на жидком топливе.
- Параллельная работа солнечных батарей и внешней городской электросети в условиях большого расхода электроэнергии в дневное время суток в виде так называемой сетевой солнечной электростанции. Построенные по данному типу системы позволяют достигнуть колоссальной экономии электроэнергии.
Используя солнечные электростанции на базе кремниевых панелей Вы поступаете разумно и вносите свой вклад в сохранение экологии нашей планеты!
Наша компания реализует, доставляет и монтирует следующие солнечные батареи:
- торговые марки: SHARP - Германия, BLD Solar- Китай, Legine New Energy - Китай, Sunways - Китай, Sunerg Solar SRL - Италия, ОАО «ХЭВЭЛ» - Россия; Exmork - Китай;
- мощность солнечных модулей: от 30 до 320 Вт;
- срок службы солнечных панелей: монокристаллические 35-40 лет, поликристаллические 25-30 лет;
- гарантия от производителя на все солнечные модули: от 10 лет;
- выгода: Желаете купить солнечные батареи? В компании "50 Герц" Вы найдете невероятно низкие цены на солнечные батареи! У нас в продаже имеются солнечные панели от 8 производителей России, Германии и Китая.
- Только у нас специалисты создадут индивидуальный проект системы солнечного автономного электроснабжения по Вашим техническим условиям.
- Для постоянных клиентов и их друзей предусмотрены специальные условия приобретения и дополнительные скидки на сопутствующий товар.
- Мы честны перед нашими клиентами! После внимательного изучения Вашего вопроса наши специалисты дадут Вам честный ответ подойдут ли солнечные батареи для решения поставленной задачи.
Подробности у менеджера по телефону:+7 495 255 04 50 или по электронной почте: zakaz@сайт.
Запасы нефти и газа тают на глазах, и человечеству остается лишь одно – делать ставку на возобновляемые источники энергии, в частности на солнечную. «Толчком» к этому служит еще и быстрое развитие технологий, используемых при производстве солнечных панелей, благодаря чему их себестоимость «тает» на глазах. Существует мнение, что уже через несколько лет энергия, получаемая от солнца, сравняется в цене с традиционными источниками. Вот только в России продвижение в этой области минимально, так почему же не начать бизнес именно в этой отрасли, ведь чем меньше конкурентов, тем выше вероятность получения хорошей прибыли в короткие сроки.
Возможны различные варианты направлений по продвижению солнечных батарей в массы. Это может быть бизнес по продаже готовых модулей, либо Вы можете купить фотоэлементы и своими руками собрать из них панели, а может Вас интересует лишь продажа комплектующих? Подробнее о каждом из вариантов в следующих разделах.
Установка готовых модулей
Один из возможных вариантов – это открытие фирмы, занимающейся монтажом солнечных установок. Вам необходимо будет заключить договор с компанией-производителем на поставку готовых батарей. Объемы определяйте сами в зависимости от Вашего бюджета. Но сначала необходимо смонтировать одну установку, чтобы проверить ее работоспособность. И в случае успешного прохождения испытаний начинать свой бизнес.
В одиночку Вы, конечно, не справитесь, так что подберите штат, состоящий из квалифицированных специалистов. Кто-то из них будет отвечать за ведение бухгалтерии, кто-то за монтаж установок, а кто-то за пополнение базы клиентов. Начиная с малого, всегда можно увеличить объемы, если Вы поймете, что Ваш бизнес является рентабельным и приносит Вам немалые прибыли. Препятствием к этому может послужить неосведомленность наших граждан о значительной экономии, которая достигается за счет использования солнечного света для генерации электроэнергии. Поэтому Вам понадобится грамотная реклама, подкрепленная тщательно просчитанным бизнес-планом, где будут подробно расписаны затраты на установку и сэкономленные от использования батарей денежные средства.
Но как быть, если человек еще раздумывает над вопросом «купить или нет»? Можно предложить ему модули в аренду! И не удивляйтесь, такая практика имеет место быть. Одним из примеров служит энергетическая компания Solarcity во главе с Дэвидом Арфином, в голову которого и пришла идея не продавать, а сдавать солнечные панели в аренду. И что самое главное, спрос есть, причем не малый.
Реализация комплектующих к солнечным установкам
Распространять можно не только готовые панели, но и комплектующие к ним. Стоимость батарей для генерации электроэнергии из солнечного света на сегодняшний день еще достаточно высока, именно поэтому не каждый житель нашей страны может позволить себе эту роскошь. Вот и выкручиваются люди, как могут, некоторые предпочитают платить коммунальным хозяйствам, а другие собирают модули своими руками. На эту категорию людей и рассчитан бизнес по продаже элементов, необходимых для сборки солнечных установок.
Что же входит в понятие «комплектующие» для солнечных систем? В первую очередь, это диоды, кремниевые или германиевые. Купить их за символические деньги можно на любом складе электроприборов. Не лишними будут и аккумуляторы, инверторы и другие приборы, без которых не возможен монтаж солнечных систем. Диоды будут востребованы среди людей, любящих делать все своими руками, ведь собрать из них модули – дело нескольких часов. Единственный минус – для мощных батарей понадобится огромное множество фотоэлементов. Другое дело – небольшие батареи, которые отлично подойдут для туризма или же для частных домов, потребляющих минимальное количество электроэнергии.
Производство «в домашних условиях»
Следующий вариант – это открыть бизнес по производству батарей в домашних условиях. Вам понадобятся диоды и металлические или деревянные рамы. Изготовление панелей можно заказать в специализированные мастерские, это потребует лишних затрат, зато Вы сэкономите свое время. Основное преимущество данного направления частного бизнеса – отсутствие дорогостоящего оборудования, чтобы изготовить одну батарею необходимо будет потратить 5-6 часов.
Подобные установки можно монтировать практически везде, крыши офисных зданий, дачных домов, даже на земле, главное, чтобы на них попадало достаточное количество света. Такой бизнес может стать очень популярным, ведь с каждым годом рынок альтернативных источников энергии увеличивается. К тому же свое пусть и небольшое дело, основанное на передовых технологиях и неиссякаемых ресурсах, никому не помешает.
Завоевываем рынок солнечной энергетики
Изготовление солнечных батарей в производственных масштабах по силам не каждому, для этого понадобится проработка огромного количества нюансов, от подбора грамотных специалистов до закупки специализированного оборудования, подробнее о котором мы уже писали в . Качество изготавливаемых панелей зависит от качества составных элементов, поэтому комплектующие для модулей лучше приобретать у производителей с хорошей репутацией.
Купить панели для генерации электричества может каждый, но не всегда покупатели остаются довольны, поэтому, чтобы о Вас сложилось мнение как о стабильной и ответственной компании, Вы должны четко понимать, насколько ценны производимые Вами установки, в каких условиях выгода от них будет максимальной. Отслеживание всех систем, которые Вы выпускаете на рынок, позволит Вам в короткие сроки расширить и укрепить свой бизнес.
Когда-то солнечные батареи использовали для туризма, потом постепенно они обосновались на крышах наших загородных дач, теперь в это число вошли уже и многоквартирные дома и промышленные здания. Так что вывод один: солнечная энергетика медленно, но верно «заражает» каждую область нашей жизни, поэтому не бойтесь начинать дело, связанное с альтернативными источниками энергии, риск практически минимальный, ведь солнце безвозмездно дарит нам свою энергии каждый день.
Статью подготовила Абдуллина Регина
Пример бизнес-идеи:
Россия сравнительно мало выпускает солнечных панелей, и доля производства энергии за счёт солнца, в России также мала. Тем не менее, производство панелей существует и, вероятно, следует ждать его увеличения в связи с санкциями.
Россия экспортирует свою продукцию (солнечные панели) в Германию и Чехию. Это несколько странно, поскольку Россия также импортирует аналогичную продукцию из стран: Германия, Китай, Тайвань, Таиланд. Можно было бы подумать, что более всего импорт из Китая, но источник утверждает, что это не так, больше всего импорт из Германии.
Перечислим российские компании, выпускающие солнечные батареи (данная информация взята из разных источников, возможно предприятия переименовались или закрылись):
- Москва, Зеленоград: ЗАО «Телеком-СТВ».
- Москва, Зеленоград: ООО «СоларИннТех».
- Краснодар: ООО «Солнечный ветер».
- Москва: московское предприятие ОАО «Всероссийский НИИ электрификации хозяйства» (ОАО «ВИЭСХ»).
- Краснодар: ОАО «Сатурн».
- Рязань: ООО «Солэкс».
- Рязань: ОАО «Рязанский завод металлокерамических изделий».
- Москва: НПП «Квант».
Производство технического кремния:
- Усолье-Сибирское Иркутской области: Nitol Solar (компания Нитол), проект Сибирский кремний (РУСАЛ и РосНано).
- Новочебоксарск, Чувашия: Химпром.
- Волгоград: Волгоградское ОАО Химпром.
- Абакан, Хакасия: Абаканский завод полупроводниковых материалов (АЗПМ).
- Железногорск, Красноярский край: Железногорский завод полупроводникового кремния на базе ФГУП «Горно-химический комбинат».
- Ленинградская область: ПОЛИСИЛ, международный проект Балтийская Кремниевая долина.
Кое-что сохранилось на Украине и в Казахстане.
Фирмы-производители
Солнечная батарея от фирмы «Квант»
«Квант» (Москва) . Эта фирма выпускает солнечные панели, в том числе и для космоса.
Данная фирма производит солнечные панели на основе трёхкаскадного аморфного кремния. Её изделия могут работать при температурах от -40 до +75 градусов Цельсия.
Это важный показатель, поскольку с повышением температуры производительность солнечных панелей уменьшается. Поэтому обычно верхний предел большинство производителей указывает в 60 градусов.
«Квант» выпускает модели солнечных батарей серии: БСА (складные), ЭПС.
Мощность батарей БСА: от о.642 Вт, при напряжении 3.4 В до 15.408 Вт, при напряжении 20.4 В. Напряжение холостого хода несколько выше. Кроме того, чем мощнее панель, тем сильнее ток она выдаёт.
Мощность панелей ЭПС: 50 и 100 Вт при напряжении 12.5 В. На основе этих батарей созданы различные устройства.
Коэффициент полезного действия панелей у данной фирмы превышает девятнадцать процентов. А на некоторых моделях достигнут коэффициент полезного действия в двадцать пять — тридцать процентов.
Стоимость — порядка 90 рублей за ватт.
«Солнечный ветер» (Краснодар) . Фирма производит солнечные батареи на основе монокристаллического кремния.
Выпускаются модули мощностью от 5 до 160 Ватт, но можно заказать модуль и на 200 Ватт. Коэффициент полезного действия у данных моделей невелик – от 12 до 20 процентов, в зависимости от покрытия. Производятся также двухсторонние панели.
Напряжение на панелях для серии ФЭМ (двухсторонние) составляет 12, 20 и 24 вольта, но это не на любую мощность. Серия ТСМ (выпускается в Зеленограде) выдаёт напряжения 17, 19 и 34 вольта.
Солнечная батарея от фирмы «Сатурн»
«Телеком-СТВ» (Зеленоград) . Фирма выпускает солнечные панели мощностью от 30 до 250 ватт серии ТСМ (напряжения: 16.6; 17; 19; 17.5; 30; 31; 34; 36; 38 вольт). Коэффициент полезного действия у них составляет от 24 до 26 процентов, что неплохо. Они могут быть также гибкими и двухсторонними.
Солнечные батареи серии ФСМ могут иметь мощность 300 ватт. Максимальное напряжение у таких панелей: 18; 19; 24; 30; 36; 37; 38 вольт.
«Рязанский ЗМКП» (Рязань) . На сайте компании представлены два модуля с коэффициентами полезного действия от 12 до 70% (сравнительно мало). Мощность от 200 до 240 ватт для напряжений 28-29 вольт. Вторая панель выдаёт мощность от 105 до 145 ватт и напряжение от 20 до 22 вольт.
«Хевел» (Новочебоксарск) . Компания занимается как производством солнечных панелей, так и строительством солнечных электростанций. Мощность выпускаемых солнечных панелей 120 ватт, а выдаваемое напряжение 100 вольт.
«Сатурн» (Краснодар) . Предприятие готовить солнечные панели, в том числе и для космоса. Для геостационарной орбиты выпускаются панели с коэффициентом полезного действия 15,5 и 28%. Удельная мощность 180 и 310 ватт на квадратный метр (соответственно).
«СоларИннТех» (Зеленоград) . Данная фирма выпускает солнечные модули марки Sunways для домов.
Панели выдают мощность в 30 ватт и напряжением 18 вольт. Стоит 2200 рублей. Температура эксплуатации от минус сорока до плюс восьмидесяти пяти градусов Цельсия.
Самая дорога панель стоит двадцать три тысячи, выдаёт мощность сто девяносто пять ватт и напряжение 33 вольта.
Коэффициент представленных панелей, в зависимости от модели, составляет пятнадцать и двадцать процентов.
Обзор батарей, выпускаемых в России
В России выпускается довольно широкий спектр солнечных батарей. Они могут иметь различное назначение, в том числе, выпускаются они и для космоса.
Модули выдают довольно широкий спектр напряжения и мощностей, что позволяет их использовать для питания многих бытовых приборов и ламп. Если этого будет недостаточно, то их можно соединять параллельно и последовательно, повышая, тем самым либо мощность, либо напряжение.
Конструктивно модули могут быть односторонними, двухсторонними, гибкими, складными, тонкоплёночными.
Солнечные батареи, выпускаемые в России, имеют сравнительно низкий коэффициент полезного действия. Как правило, он ниже двадцати процентов, но существуют фирмы, которые выпускают солнечные панели с более высоким КПД. Следует однако отметить, что в стационарном варианте КПД не столь критический параметр.
Если взять наихудший КПД в 12%, и рекордный КПД на данный момент в 46%, то линейные размеры панелей будут отличаться менее чем в два раза. В промышленном исполнении, то, что можно купить за одинаковую цену, линейные размеры будут отличаться слабо, если КПД солнечной панели будет хотя бы 17%.
Рынок солнечной энергетики
Как говорит статистика, рынок солнечной энергетики развивается весьма быстро. Начиная с 1990 года, за двадцать лет производство солнечных элементов увеличилось в пятьсот раз. Согласно прогнозам, за десять лет, начиная с 2008 года, производство солнечных элементов возрастёт в два с половиной раза, а суммарная мощность используемой солнечной энергии возрастёт в пять раз.
Наиболее мощными из них и широко распространёнными сегодня являются гидроэлектростанции. Помимо описанных разрабатываются принципиально иные способы добычи возобновляемой энергии: получение энергии с использованием водорослей (где-то свет, а где-то электричество или водород), использование разности температур в солёной воде (а возможно солёности, или в других случаях) и прочее.
Солнечные панели на МКС
Солнечные панели используются на космических аппаратах. В космосе трудно добыть энергию, солнечные батареи там очень востребованы. На Земле солнечные панели (и не только панели) используются для создания электростанций. С каждым разом они становятся всё мощнее.
Как писалось выше, подхода два: преобразования солнечной энергии непосредственно в электричество и преобразование солнечной энергии предварительно в тепло. Довольно распространённым элементом солнечные панели являются в, так называемых, ЭКО-домах и просто домах. Там их располагают на крышах.
Также, в подобных домах используют накопление тепла от солнца. Достаточно сказать, что если на улице температура около нуля, то, благодаря, лишь солнцу, в доме можно получить температуру восемнадцать-двадцать градусов Цельсия. И это будет круглые сутки.
В последнее время стали широко распространяться осветительные приборы, заряжающееся от солнца (используют солнечные панели). Это стало возможным с переходом на (лампочки). Такие установки используют в городах для освещения улиц. Но и в быту подобные устройства также применяются. Традиционно, в быту, солнечные элементы используются для подзарядки калькуляторов.
Кроме этого, солнечные панели могут устанавливаться на самолётах, автомобилях и яхтах с целью получения электроэнергии для двигателя, или как дополнительной энергии.
Политика государств также заслуживает внимание. Неизвестно, как сейчас, но в две тысячи десятом году на Украине предлагалось ввести льготы для тех потребителе энергии, которые используют солнечные батареи или иные возобновляемые источники. Аналогичная политика ведётся и в других странах.
Лидерами в производстве солнечной энергии являются страны: Китай, США, Франция, Италия, Германия, Япония.
В России доля гидроэлектростанций в производстве энергии достигает пятнадцати процентов. А вот доля остальных возобновляемых источников энергии в её производстве в России менее одного процента.
Мировые производители солнечных батарей
Лидером в производстве кремния и солнечных батарей на протяжении последнего десятилетия является Китай.
Однако его доля несколько спадает, если в две тысячи седьмом году на него приходилось шестьдесят восемь процентов мирового производства, то в две тысяча четырнадцатом году его доля упала до пятидесяти восьми процентов.
Если рассматривать производство солнечных панелей, то после Китая следуют страны: Япония, Тайвань, Германия.
Приведём список компаний, лидирующих в выпуске кремния для солнечных батарей:
- Южная Корея: Dow Chemical Corporation (DCC).
- США: Globe Metallurgian.
- Бразилия: Cia Brasileira Carbureto de Cal-cio (CBCC), Camargo Correa Metais SA.
- Германия: Eckart Gmbh and Co.
- Испания: Sdad Espanola de Carburos Metalicos SA.
- Норвегия: Elkem A/S silicon Metal Division.
Неизменный рост потребления энергии солнечного света способствует увеличению спроса на оборудование, с помощью которого эту энергию можно накапливать и использовать для дальнейших нужд. Наиболее популярным способом получения электроэнергии является солнечная фотовольтаика. В первую очередь объясняется это тем, что производство солнечных батарей основано на использовании кремния – химического элемента, занимающего второе место по содержанию в земной коре.
Рынок солнечных батарей на сегодняшний день представляют крупнейшие мировые компании с многомиллионными оборотами и многолетним опытом. В основе производства солнечных панелей лежат различные технологии, которые постоянно совершенствуются. В зависимости от ваших нужд вы можете найти солнечные батареи, размеры которых позволяют встроить их в микрокалькулятор, или панели, которые без проблем разместятся на крыше здания или автомобиля. Как правило, одиночные фотоэлементы вырабатывают очень небольшое количество мощности, поэтому используются технологии, позволяющие соединять их в так называемые солнечные модули. О том, кто и как это делает и пойдет речь дальше.
Технологический процесс изготовления солнечных панелей
1 этап
Первое с чего начинается любое производство, в том числе и производство солнечных батарей – это подготовка сырья. Как мы уже упоминали выше, основным сырьем в данном случае служит кремний, а точнее кварцевый песок определенных пород. Технология подготовки сырья состоит из 2 процессов:
- Этап высокотемпературного плавления.
- Этап синтеза, сопровождающийся добавлением различных химических веществ.
Путем этих процессов достигают максимальной степени очистки кремния до 99,99%. Для изготовления солнечных батарей чаще всего используют монокристаллический и поликристаллический кремний. Технологии их производства различны, но процесс получения поликристаллического кремния менее затратный. Поэтому солнечные батареи, изготовленные из этого вида кремния, обходятся потребителям дешевле.
После того, как кремний прошел очистку, его разрезают на тонкие пластины, которые, в свою очередь, тщательно тестируют, производя замер электрических параметров посредством световых вспышек ксеноновых ламп высокой мощности. После проведенных испытаний пластины сортируют и отправляют на следующий этап производства.
2 этап
Второй этап технологии представляет собой процесс пайки пластин в секции, с последующим формированием из этих секций блоков на стекле. Для переноса готовых секций на поверхность стекла используют вакуумные держатели. Это необходимо для того, чтобы исключить возможность механического воздействия на готовые солнечные элементы. Секции, как правило, формируют из 9 или 10 солнечных элементов, а блоки – из 4 или 6 секций.
3 этап
3 этап – это этап ламинирования. Спаянные блоки фотоэлектрических пластин ламинируют этиленвинилацетатной пленкой и специальным защитным покрытием. Использование компьютерного управления позволяет следить за уровнем температуры, вакуума и давления. А также программировать требуемые условия ламинирования в случае использования разных материалов.
4 этап
На последнем этапе изготовления блоков солнечных батарей монтируется алюминиевая рама и соединительная коробка. Для надежного соединения коробки и модуля используется специальный герметик-клей. После чего солнечные батареи проходят тестирование, где измеряют показатели тока короткого замыкания, тока и напряжения точки максимальной мощности и напряжения холостого хода. Для получения необходимых значений силы тока и напряжения возможно объединение не только солнечных элементов, но и готовых солнечных блоков между собой.
Какое оборудование необходимо?
При производстве солнечных панелей необходимо использовать только качественное оборудование. Это обеспечивает минимальные погрешности при измерении различных показателей в процессе тестирования солнечных элементов и состоящих из них блоков. Надежность оборудования предполагает более долгий срок эксплуатации, следовательно, минимизируются расходы на замену вышедшего из строя оборудования. При низком качестве возможны нарушения технологии изготовления.
Основное оборудование, используемое в процессе производства солнечных панелей:
Кто поставляет нам солнечные батареи?
Солнечные панели – дело очень перспективное, а главное прибыльное. Количество покупаемых солнечных батарей увеличивается с каждым годом. Что обеспечивает постоянный рост объемов продаж, в котором заинтересован любой завод по производству солнечных батарей, а их по всему миру немало.
На первом месте стоят, конечно, китайские компании. Низкая стоимость солнечных батарей, которые китайцы экспортируют по всему миру, привела к появлению множества проблем у других крупнейших компаний. За последние 2-3 года о закрытии производства солнечных панелей объявили, по меньшей мере, 4 немецких бренда. Началось все с банкротства компании Solon, после которой закрылись Solarhybrid, Q-Cells и Solar Millennium. Американская компания First Solar также заявила о закрытии своего завода во Франкфурте-на-Одере. Свое производство панелей свернули и такие гиганты как Siemens и Bosch. Хотя, учитывая, что китайские солнечные батареи стоят, к примеру, почти в 2 раза дешевле немецких аналогов, удивляться здесь нечему.
Первые места в топе компаний, производящих солнечные панели, занимают:
- Yingli Green Energy (YGE) является ведущим производителем солнечных батарей. За 2012 год ее прибыль составила более 120 млн. $. Всего она установила солнечных модулей более чем на 2 ГВт. Среди ее продукции панели из монокристаллического кремния мощностью 245-265 Вт и поликристаллические кремниевые батареи мощностью 175-290 Вт.
- First Solar. Хоть эта компания и закрыла свой завод в Германии, в числе крупнейших она все-таки осталась. Ее профиль – это тонкопленочные панели, мощность которых за 2012 год составила около 3,8 ГВт.
- Suntech Power Ко. Производственные мощности этого китайского гиганта составляют примерно 1800 МВт в год. Около 13 млн солнечных батарей в 80 странах мира – это результат труда этой компании.
Среди российских заводов следует выделить:
- «Солнечный ветер»
- ООО «Хевел» в Новочебоксарске
- «Телеком-СТВ» в Зеленограде
- ОАО «Рязанский завод металлокерамических приборов»
- ЗАО «Термотрон-завод» и другие.
Более полный перечень фирм, изготавливающих и поставляющих оборудование и изделия для солнечной энергетики, вы найдете в нашем .
Не отстают и страны СНГ. Так, например, завод по производству солнечных батарей еще в прошлом году был запущен в Астане. Это первое предприятия подобного рода в Казахстане. В качестве сырья планируется использовать 100% казахского кремния, а оборудование, установленное на заводе, отвечает всем последним требованиям и полностью автоматизировано. Запуск аналогичного завода есть и в планах у Узбекистана. Инициатором строительства выступила крупнейшая китайская компания Suntech Power Holdings Co, такое же предложение поступило и от российского нефтяного гиганта «ЛУКОЙЛ».
При таких темпах строительства, следует ожидать повсеместного использования солнечных модулей. Но это и неплохо. Экологичный энергетический источник, дающий бесплатную энергию, сможет решить множество проблем, связанных с загрязнением окружающей среды и истощением запасов природного топлива.
Статью подготовила Абдуллина Регина
Видео о процессе изготовления солнечных панелей:
