Где и как производят солнечные панели в России

Солнечные батареи

Благодаря солнечным батареям решаются многие проблемы. При этом не нужно быть поклонником «зелёной энергетики». Например, удастся быстро и недорого организовать электроснабжение дачного дома в местности, даже очень удалённой от линий электропередач.

Сейчас солнечные панели российского производства конкурентоспособны и пользуются стабильным спросом. Дело тут не в стоимости, а в эффективности, надёжности и лучшей приспособленности к местным условиям.

Виды солнечных панелей

Все известные производители солнечных панелей стремятся выпускать разные модели. В зависимости от технологии изготовления они имеют как достоинства, так и недостатки. Перед рассмотрением особенностей конструкции батарей разберемся в принципе их работы.

Если кратко, то солнечный свет преобразуется в электрический ток благодаря фотоэлектрическому эффекту. Частицы света попадают на полупроводниковый фотоэлемент, который содержит два слоя: р-слой и n-слой.

Где и как производят солнечные панели в России
Схема работы фотоэлемента

При попадании света на n-слой меняется отношение электронов и «дырок» по обе стороны р-n-перехода. Это приводит к образованию разности потенциалов. Если соединить оба слоя металлическими проводниками, то через нагрузку будет протекать электрический ток. Множество отдельных фотоэлементов, собранных вместе, образуют солнечную батарею.

Конечно, эффективность такой батареи зависит от материалов, из которых состоят фотоэлементы. Учёные проделали большую работу, и в результате появилось несколько основных технологий их производства.

Выделяют монокристаллические, поликристаллические и тонкоплёночные батареи. У каждого типа есть особенности, влияющие на выбор.

Монокристаллические

Монокристаллические панели изготовлены из специально выращенного кристалла кремния, имеющего форму цилиндра.

Где и как производят солнечные панели в России
Монокристалл кремния

Для наиболее эффективного использования площади кристалла его подвергают квадратированию. При этом производится механическая обработка, в ходе которой цилиндр разделяется на сегменты в форме квадрата или неполного квадрата.

Где и как производят солнечные панели в России
Внешний вид монокристалла кремния до и после обработки

Можно на глаз отличить панель из монокристалла кремния. Она более тёмного цвета, чем остальные.

Где и как производят солнечные панели в России
Солнечная панель из монокристалла кремния

К преимуществам относят то, что у материала высокая степень очистки. Это сказывается на коэффициенте полезного действия, который достигает 22%.

Для панелей из монокристаллов существуют и более высокие требования к точности их ориентации относительно угла падения солнечных лучей. Для лучшей производительности их располагают под прямым углом. Это требует применения специальных систем. Наличие тени и загрязнений, например, толстого слоя пыли, снижает эффективность работы панелей.

Где и как производят солнечные панели в России
Общий вид солнечных панелей из монокристалла кремния

Кроме сложностей установки из недостатков — более сложный процесс изготовления сказывается на стоимости. По этому показателю данные панели превосходят остальные.

Поликристаллические

Поликристаллические панели отличаются низкой ценой, обусловленной более простым технологическим процессом изготовления. Это отражается на внешнем виде — поверхность панели имеет специфический вид и светло-синий цвет с вкраплениями.

Коэффициент полезного действия таких панелей ниже, чем поликристаллических, и достигает 18%. К преимуществам данного типа панелей относят меньшую требовательность к углу установки и лучшую производительность при пасмурной и плохой погоде.

Где и как производят солнечные панели в России
Солнечная панель из поликристалла кремния

Рассмотренные выше типы панелей относят к классической технологии изготовления, или к первому поколению. Толщина пластин двух типов, описанных выше, — 200-300 мкм. В продаже встречаются именно такие панели, ведь доля, которую они занимают на рынке, — больше 80%.

Тонкоплёночные

Дальнейшие разработки привели к созданию тонкоплёночных панелей второго поколения. В них также применяется p-n-переход, но используются другие материалы: селен, кадмий, теллурий, аморфный кремний или смеси меди, галлия и индия. При этом толщина слоя полупроводника в таких элементах меньше, чем в предыдущих, и составляет 1-3 мкм.

Где и как производят солнечные панели в России
Тонкоплёночная панель

Большая автоматизация технологических процессов позволила снизить себестоимость производства, что является несомненным преимуществом. Однако к недостаткам таких панелей относят меньший КПД, составляющий от 7 до 15%.

Тонкоплёночные панели фотоэлементов третьего поколения — перспективное направление. Вместо кремния в них применяется перовскит. Данный материал позволяет получить КПД от 23,9 до 26%, причём это не предел, ведь проводимые исследования позволяют надеяться на результат выше 30%.

Где и как производят солнечные панели в России
Фотоэлемент на основе перовскита

Стоимость батарей также намного ниже, чем элементов на основе кремния. Однако пока не удаётся получить долговечные и надёжные элементы. Также они подвержены быстрому старению в результате воздействия влаги и ультрафиолетового излучения. Эти недостатки мешают их распространению.

Отечественные производители

Хотя сейчас нам солнечные батареи кажутся наивысшей ступенью развития технологий, возможность получения электричества из света была открыта в 1842 г. французским физиком А.Э. Беккерелем. Технология развивалась, и уже в 1954 г. американская компания Bell Laboratories стала первым в мире производителем солнечных батарей.

Где и как производят солнечные панели в России
Реклама первой солнечной батареи из журнала Look 1956 года

Для того времени бытовое использование таких батарей было дорогим удовольствием. Стоимость только одной ячейки солнечной батареи, вырабатывавшей 1 Вт электрической энергии, составляла 250 долларов.

Устройства, которые могли преобразовывать солнечный свет в электричество, оказались очень востребованы в космосе. Первым космическим аппаратом, в котором были установлены солнечные батареи в качестве дополнительного источника питания аппаратуры, стал запущенный 17 марта 1958 г. американский спутник «Авангард-1».

Где и как производят солнечные панели в России
Спутник Авангард-1

В Советском Союзе тоже активно велись подобные разработки. Лишь немного позже, 15 мая 1958 г., был запущен «Спутник-3», где также впервые использовались солнечные батареи.

Где и как производят солнечные панели в России
Копия «Спутника-3»

Научный прогресс позволил снизить себестоимость и увеличить мощность батарей.

Сейчас продукция, выпускаемая заводами в России, даже превосходит по качеству зарубежные образцы.

Рассмотрим кратко основных производителей солнечных батарей в России.

НПП «Квант»

О качестве продукции научно-производственного предприятия «Квант» говорит тот факт, что солнечные батареи этого производителя были установлены на «Спутнике-3». Впоследствии на всех отечественных космических аппаратах применялись батареи, спроектированные и выпущенные именно на нём.

Предприятие обладает собственным производством солнечных панелей и сотрудничает со всеми основными компаниями, выпускающими аппараты для космоса. Инновационные решения используются и при производстве продукции для «наземного» применения.

Ассортимент выпускаемых батарей включает как монокристаллические и поликристаллические кремниевые панели в одно- и двустороннем вариантах, так и тонкоплёночные.

Характеристики:

  • Мощность: от 80 до 205 Вт.
  • Напряжение: от 21,2 до 37,8 В.
  • Масса панелей: от 8,5 до 16 кг.
  • КПД: от 17,5 до 19%.

Hevel

Завод Хевел в Чувашской Республике изначально специализировался на производстве монокристаллических солнечных батарей. В 2015 г. предприятию удалось достичь показателя КПД 21,4%, что соответствовало лучшим мировым достижениям.

Где и как производят солнечные панели в России
Производственный корпус

В 2016 г. была запущена новая линия для производства тонкоплёночных панелей. В 2017 г. на инновационной швейцарской производственной линии Qericon Solar завод приступил к производству гетероструктурных элементов, объединяющих панели на основе кристаллов кремния и тонкоплёночных элементов.

Выпускаемая продукция обладает высоким сроком службы — не менее 25 лет. Работа батарей возможна в широком диапазоне температур — от -50℃ до +85 ℃.

Характеристики:

Мощность: от 1 до 200 Вт.

КПД: средний показатель 20%.

Телеком-СТВ

Наибольшее количество патентов в области солнечных панелей в России приходится на ЗАО «Телеком-СТВ». Завод производит монокристаллические и поликристаллические солнечные панели, гибкие солнечные панели. Соотношение первых ко вторым составляет 80 к 20%. Мощность панелей — от 18 до 320 Вт, вес — от 1,45 до 18,5 кг.

ЗМКП

Российский производитель солнечных батарей «Завод металлокерамических приборов» выпускает их с 1963 г. в Рязани. Причём продукция сертифицирована сразу по двум стандартам — международному ISO 9001 и отечественному ГОСТ 12.2.007-75. Мощность панелей — от 105 до 240 Вт.

Сатурн

ПАО «Сатурн» выпускает панели собственного производства по двум технологиям: монокристаллические кремниевые и на основе арсенида галлия. Причём каркас может быть разного типа: сеточным, струнным, плёночным.

Заключение

Применение солнечных панелей в качестве источника электроэнергии — не просто дань модным тенденциям. В некоторых случаях это единственно возможный способ обеспечить электричеством отдельный домик, расположенный вдали от линий электроснабжения.

При этом солнечные панели российского производства не уступают, а иногда и превосходят зарубежные аналоги по характеристикам. При одинаковой стоимости они обладают лучшими показателями долговечности и эффективности, что позволяет быстрее окупить затраты.


Сейчас читают:
Акумы.ру
Добавить комментарий

Максимальный размер загружаемого файла: 5 МБ. Вы можете загрузить: изображение, аудио, видео, документ, таблица, интерактив, текст, архив, код, другое. Ссылки на YouTube, Facebook, Twitter и другие сервисы, вставленные в текст комментария, будут автоматически встроены. Перетащите файл сюда

Ваш вопрос отправлен

И ожидает ответ от эксперта.

Adblock
detector