Статті

Ціни на сонячні панелі падають

До недавніх пір сонячні батареї були символом далекого майбутнього і хайтечного сьогодення. Можливо, ситуація з альтернативними джерелами енергії і далі залишалася б такою, якби не криза, що змусила США потурбуватися перебудовою своєї енергетики, і китайці, вчасно схопившись за затребувану технологію. І якщо на ринок прийшли виробники з Китаю, то це означає, що технологія перестала бути екзотикою, а сам ринок чекає падіння цін.

Ще років тридцять-сорок тому було звично, що оперативно слідувати за модою вміють японці і якщо вони не можуть конкурувати на рівні технологій, то виключно вміла в конкуренції цін. Однак Японія давно перебуває в глибокій рецесії і роль головних «модників» тепер зайняли китайські виробники. Експерти вважають, що в найближчому майбутньому саме Китай може стати головним виробником систем для отримання електроенергії з екологічно чистих джерел. Китайські компанії вже відіграють провідну роль у просуванні дешевих сонячних панелей. Саме завдяки китайцям їх вартість тільки за останній рік впала майже вдвічі.

Ши Чженрон, засновник і виконавчий директор найбільшого китайського виробника сонячних панелей Suntech Power Holdings, заявив в інтерв’ю The New York Times, що його компанія готова продавати на ринку США сонячні панелі дешевше, ніж коштують матеріали, з яких вони зроблені, монтаж і транспортування. І все це заради того, щоб наростити частку на ринку, потіснивши місцевих конкурентів.

Сьогодні США - найбільший споживач сонячних панелей у світі, тому для підприємливих китайців вихід на цей ринок має стратегічний характер. Але тут їх чекають деякі складності. Треба віддати належне адміністрації президента США Барака Обами, яка намагається вийти з кризи, в тому числі і вкладаючи гроші в альтернативну енергетику. США зараз повні рішучості допомогти своїм виробникам електроенергії з поновлюваних джерел. У серпні 2009 року було оголошено, що виробники енергетичного обладнання отримають від уряду 2,3 млрд доларів у вигляді податкових пільг.

При цьому більшість американських учасників ринку побоюються, що ці заходи не зможуть допомогти їм у конкуренції з Китаєм: компанії з КНР мають можливість отримувати дешеві кредити від уряду, у них значно дешевша робоча сила. Навіть випускники коледжів заробляють в рік не більше 7 тис. доларів, у той час як на Заході послуги цих фахівців коштують набагато дорожче.

З березня поточного року китайський уряд щедро обдаровує національних виробників сонячних батарей субсидіями на всіх рівнях: на національному, регіональному і навіть на місцевому. Виробникам дають дешеві кредити, землі без необхідності внесення орендних платежів. Такий інтерес до екологічно безпечних технологій цілком зрозумілий: країна є головним споживачем електроенергії у світі і, як наслідок, головним забруднювачем у світі. Мета Пекіна - почати генерувати 20 ГВт сонячної енергії до 2020 року.

Саме тому антикризова політика США, разом з підтримкою альтернативної енергетики, включила і ряд протекціоністських заходів щодо закриття внутрішнього ринку від іноземної продукції. Рішення Suntech Power Holdings побудувати власний завод з випуску панелей в США може виглядати нелогічною тільки на перший погляд (через більшу дорожнечу цього виробництва в Америці). Однак Suntech розраховує не тільки на фінансову допомогу китайської держави, але, найголовніше, на майбутній успіх.

Китайські виробники сонячних панелей сьогодні змушені робити ті ж самі ходи, які робили японські автоконцерни, але десятки років тому. Тоді у японців вийшло не тільки увійти на закритий американський ринок, а й стати головними конкурентами «великої автомобільної трійки». Не виключено, що вийде і у китайців. І від цього тільки виграють і споживачі, і американська енергетика.

Перший завод по збірці панелей у США обійдеться Suntech в 30 млн доларів, а його будівництво створить в Техасі 75-150 робочих місць. Слідом за Suntech оголосив про свій намір відкрити виробництво в США другу за величиною китайський виробник сонячних панелей - компанія Yingli. На тлі цієї експансії найбільший виробник сонячних панелей в Європі німецька Q-Cells оголосила про 20-відсоткове скорочення свого штату. Протистояти китайців у США, здається, буде тільки американська First Solar, компанія номер один на світовому ринку.

У США, проте, поки залишається головна перевага - самі передові розробки і найефективніші технології. Поки світова сонячна енергетика освоює масовий випуск панелей, американська фірма Solyndra почала випуск більш ефективних «сонячних трубок», запустивши 4 вересня 2009 вже другий завод з їхнього виробництва. Компанія Solar Roadways підійшла до розбудови енергетики з несподіваного боку, запропонувавши витрачати гроші при ремонті автодоріг більш розумно: будувати їх з особливо міцних сонячних панелей. На думку її інженерів, це дозволить забезпечити електроенергією до 500 домогосподарств з кожної милі «сонячного дорожнього покриття», а заодно і підсвічування доріг вночі. Наприкінці серпня компанія вже отримала інвестиції від Міністерства транспорту США на створення прототипу «дорожньої сонячної панелі».

Справедливості заради варто відзначити, що і Японія намагається не відставати. Японський уряд має намір витратити 2 трлн ієн (близько 21 млрд доларів) на будівництво орбітальної сонячної електростанції на висоті 36 тис. км. Її площа складе 4 кв. км, потужність - 1 ГВт. Передавати на Землю електроенергію передбачається за допомогою лазера або мікрохвильового пучка. Плюс розробки полягає в тому, що станція може збирати енергію безперервно, оскільки їй не заважатиме погана погода, атмосфера і т.д. Головний мінус проекту - всієї потужності такої станції вистачить для постачання електроенергією лише 300 тис. японських домогосподарств, а їх в Японії 47 млн.

Реалізація проекту запланована на 2030 рік. У 2015 році на орбіту Землі буде відправлено перший експериментальний супутник, завдання якого - протестувати саму технологію збору сонячної енергії з космосу та її транспортування на прийомну станцію. Якщо доведуть почате до кінця, це буде наймасштабніший проект у сфері альтернативної енергетики (аналогічний американський проект розрахований на 200 МВт генерується потужності). Розробкою проекту займуться Mitsubishi і ряд інших японських компаній. Відповідні угоди вже підписані.

Поки що електроенергія, яку від Сонця, залишається найдорожчою з усіх поновлюваних джерел енергії. Дешевше навіть отримання електроенергії з вітру. Однак масове виробництво генеруючих пристроїв здатне зробити сонячну енергію, навпаки, найдешевшою. Об’єднання азіатських «тигрів» і західних технологій дозволяє розраховувати на те, що майбутня енергетика зможе обходитися без вуглеводнів.

(1)

 Loading ...

| Коментарі (0) | Докладніше

Новые элементы для солнечных батарей

В последнее время процент солнечных батарей на рынке альтернативных источников энергии неуклонно растет. Этот факт, безусловно, стимулирует многие научные группы к поиску новых решений для солнечных элементов и их массивов.

В работе «Ultrathin silicon solar microcells for semitransparent,mechanically flexible and microconcentrator module designs» американскими учеными представлена методика получения ультратонких, пластитчных, полупрозрачных солнечных элементов на основе монокристаллов кремния. Схема синтеза достаточно несложна  (рис. 1). С помощью травления исходной кремниевой пластины и  последующим допированием получили солнечные элементы, которые далее методом трансфертной печати (transfer printing) переносились на гибкую полимерную подложку. Употребленная методика достаточно уменьшает время производства массивов солнечных элементов на большой площади (порядка 0,5 см2). Печать производится на специально сконструированном аппарате, который позволял обозначить изображение с точностью до одного микрона. Визуальный контроль процесса совершался с помощью оптического микроскопа. Видео с работой печатного станка можно посмотреть здесь. Готовые изделия представляют собой тонкие пленки толщиной менее 100 мкм. Отдельные солнечные элементы (рис. 2) имеют толщину порядка 100 нм и поперечные размеры 0,1?1,5 мм. Они находятся параллельно друг другу и соединены между собой золотыми контактами, которые связывают p и n зоны соседних ячеек.

В процессе синтеза можно контролировать расстояние между отдельными элементами в полимерной матрице. Это даст возможность получать солнечные элементы с разной светопроницаемостью (рис. 3). Увеличение расстояния между элементами, однозначно, понижает мощность, производимую системой. Однако такая конструкция позволяет располагать солнечные батареи в самых неожиданных местах, к примеру, вместо оконных стекол. Необходимо отметить еще одно важное качество новых устройств. Они легко гнутся (рис. 4) и сворачиваются в рулоны без потери функциональных свойств. Этот факт значительно облегчит в будущем их транспортировку и монтировку при промышленном использовании. Мощность полученной системы можно увеличить, если над слоем солнечных  микроячеек поместить фокусирующие элементы (рис. 5). В работе использовались цилиндрические линзы с целью формирования одноосного устройства фокусировки солнечного излучения. Такое сочетание позволяет в 2,5 раза увеличить выходную мощность установки.

Удобная и низкозатратная технология трансферной печати солнечных элементов, предложенная в работе, позволяет снизить стоимость и повысить производительность процесса синтеза и поэтому является перспективным направлением для дальнейших исследований.

Рис. 1. Пошаговая схема синтеза солнечных элементов (а), оптическое изображение готового устройства (b) и данные сканирующей электронной микроскопии (с).

Рис. 2. Схематическое изображение отдельного элемента, содержащего области, допированные фосфором (n+) и бором (p+).

Рис. 3. Оптическая фотография солнечного элемента с радиусом изгиба 4,9 мм (а), его схематическое устройство (b) и распределение деформаций на поперечном срезе пленки при изгибе(с).

Рис. 4. Изменение прозрачности пленок при варьировании расстояния между элементами d. (А) Изображения получены при использовании для печати подложки с предварительно нанесенной надписью. Вверху расстояние между элементами 397 микрон, внизу - 26 микрон. (B) Спектры пропускания пленок с различным d. (C) Солнечный элемент с d = 397 мкм.

Рис. 5. Солнечные элементы с дополнительным слоем фокусирующих линз. Готовая пленка (а) и ее схематическое изображение (b).

(3)

 Loading ...

| Коментарі (0) | Докладніше