Человечество стремится перейти на альтернативные источники электрического снабжения, которые помогут сохранить чистоту окружающей среды и сократить затраты на выработку энергии. Производство является современным индустриальным методом. включает в себя приемники солнечного света, аккумуляторы, контролирующие устройства, инверторы и другие приборы, предназначенные для определенных функций.

Солнечная батарея является главным элементом, с которого начинается накопление и преобразование энергии лучей. В современном мире для потребителя при выборе панели существует много подводных камней, так как промышленность предлагает большое число изделий, объединенных под одним названием.

Кремниевые солнечные батареи

Эти изделия популярны у современных потребителей. В основу их изготовления положен кремний. Запасы его в недрах широко распространены, добыча сравнительно недорогая. Кремниевые элементы выгодно отличаются уровнем производительности от других батарей солнечного света.

Виды элементов

Производство из кремния ведется следующих типов:

• монокристаллический;
• поликристаллический;
• аморфный.

Различаются вышеназванные формы устройств тем, как компонуются кремниевые атомы в кристалле. Основным отличием элементов становится различный показатель преобразования световой энергии, который у двух первых видов находится приблизительно на одном уровне и превышает значения у приборов из аморфного кремния.

Промышленность сегодняшнего дня предлагает несколько моделей солнечных уловителей света. Отличие их состоит в том, какое применяется оборудование для производства солнечных батарей. Играет роль технология изготовления и разновидность начального материала.

Монокристаллический тип

Эти элементы состоят из силиконовых ячеек, скрепленных между собой. По способу ученого Чохральского производится абсолютно чистый кремний, из которого изготавливают монокристаллы. Следующим процессом является разрезание застывшего и затвердевшего полуфабриката на пластины толщиной от 250 до 300 мкм. Тонкие слои насыщают металлической сеткой электродов. Несмотря на дороговизну производства, такие элементы применяют достаточно широко из-за высокого показателя преобразования (17-22%).

Изготовление поликристаллических элементов

Солнечных батарей из поликристаллов состоит в том, что расплавленная кремниевая масса постепенно охлаждается. Производство не требует дорогого оборудования, следовательно, затраты на получение кремния снижены. Поликристаллические солнечные накопители имеют меньший коэффициент эффективности (11-18%), в отличие от монокристаллических. Это объясняется тем, что в процессе остывания масса кремния насыщается мельчайшими зернистыми пузырьками, что приводит к дополнительному преломлению лучей.

Элементы из аморфного кремния

Изделия относят к особому типу, так как их принадлежность к кремниевому виду исходит от наименования используемого материала, а производство солнечных батарей выполняется по технологии пленочных приборов. Кристалл в процессе изготовления уступает место кремниевому водороду или силону, тонкий слой которых покрывает подложку. Батареи имеют самое низкое значение эффективности, всего до 6%. Элементы, несмотря на существенный недостаток, имеют ряд неоспоримых преимуществ, дающих им право стоять в ряду с вышеназванными типами:

• значение поглощения оптики выше в два десятка раз, чем у монокристаллических и поликристаллических накопителей;
• имеет минимальную толщину слоя, всего 1 мкм;
• пасмурная погода не влияет на работу по преобразованию света, в отличие от других видов;
• из-за высокого показателя прочности на изгиб без проблем применяется в трудных местах.

Три вышеописанных вида солнечных преобразователей дополняются гибридными изделиями из материалов с двойственными свойствами. Такие характеристики достигаются, если в аморфный кремний включаются микроэлементы или наночастицы. Полученный материал схож с поликристаллическим кремнием, но выгодно отличается от него новыми техническими показателями.

Сырье для производства солнечных батарей пленочного типа из CdTe

Выбор материала диктуется потребностью в уменьшении стоимости изготовления и повышении технических характеристик в работе. Наиболее часто применяется светопоглощающий теллурид кадмия. В 70-е годы прошлого столетия CdTe считался основным претендентом на космическое использование, в современной промышленности он нашел широкое применение в энергетике солнечного света.

Этот материал относят к категории кумулятивных ядов, поэтому не стихают прения по вопросу его вредности. Исследования ученых установили тот факт, что уровень вредного вещества, поступающего в атмосферу, является допустимым и не наносит вреда экологии. Уровень КПД составляет всего 11%, но стоимость преобразуемой электроэнергии от таких элементов ниже на 20-30%, чем от приборов кремниевого вида.

Накопители лучей из селена, меди и индия

Полупроводниками в приборе служат медь, селен и индий, иногда допускается замещение последнего на галлий. Это объясняется высокой востребованностью индия для производства мониторов плоского типа. Поэтому выбран этот вариант замещения, так как материалы имеют похожие свойства. Но для показателя КПД замена играет существенную роль, производство солнечной батареи без галлия повышает эффективность работы устройства на 14%.

Солнечные уловители на полимерной основе

Эти элементы относят к молодым технологиям, так как они недавно появились на рынке. Полупроводники из органики поглощают свет для преобразования его в электрическую энергию. Для производства применяют фуллерены углеродной группы, полифенилен, меди фталоцианин и др. В результате получают тонкие (100 нм) и гибкие пленки, которые в работе выдают коэффициент эффективности 5-7%. Величина небольшая, но производство гибких солнечных батарей имеет несколько положительных моментов:

• для изготовления не затрачиваются большие средства;
• возможность установки гибких батарей в местах изгибов, где эластичность имеет первоочередное значение;
• сравнительная легкость и доступность установки;
• гибкие батареи не оказывают вредного воздействия на окружающую среду.

Химическое травление в процессе производства

Самой дорогой в солнечной батарее является мультикристаллическая или монокристаллическая пластина из кремния. Для максимально рационального режут псевдоквадратные фигуры, эта же форма позволяет плотно уложить пластины в будущем модуле. После процесса резки на поверхности остаются микроскопические слои нарушенной поверхности, которые убираются при помощи травления и текстурирования, чтобы улучшить прием падающих лучей.

Обработанная подобным способом поверхность представляет собой хаотично расположенные микропирамиды, отражаясь от грани которых, свет попадает на боковые поверхности других выступов. Процедура рыхления текстуры понижает отражающую способность материала приблизительно на 25%. В процессе травления применяют серию кислотных и щелочных обработок, но недопустимо сильно уменьшать толщину слоя, так как пластина не выдерживает следующие обработки.

Полупроводники в солнечных батареях

Технология производства солнечных батарей предполагает, что основным понятием твердой электроники является p-n-переход. Если в одной пластине совместить электронную проводимость n-типа и дырочную проводимость p-типа, то в месте соприкосновения их возникает p-n-переход. Основным физическим свойством указанного определения становится возможность служить барьером и пропускать электричество в одном направлении. Именно такой эффект позволяет наладить полноценную работу солнечных элементов.

В результате проведения фосфорной диффузии на торцах пластины складывается слой n-типа, который базируется у поверхности элемента на глубине всего 0,5 мкм. Производство солнечной батареи предусматривает неглубокое проникновение носителей противоположных знаков, которые возникают под действием света. Их путь в зону влияния p-n-перехода должен быть коротким, иначе они могут при встрече погасить один другого, при этом не сгенерировав никакого количества электричества.

Использование плазмохимического травления

В конструкции солнечной батареи предусмотрены лицевая поверхность с установленной решеткой для съемки тока и тыльная сторона, представляющая собой сплошной контакт. Во время явления диффузии возникает электрическое замыкание между двумя плоскостями и передается на торец.

Чтобы удалить замыкание, применяется оборудование для солнечных батарей, позволяющее сделать это с помощью плазмохимического, химического травления или механическим, лазерным путем. Часто используется метод плазмохимического воздействия. Травление выполняется одновременно для стопки сложенных вместе пластин кремния. Исход процесса зависит от длительности обработки, состава средства, размера квадратов материала, направления струй ионного потока и других факторов.

Нанесение антиотражающего покрытия

При помощи нанесения текстуры на поверхности элемента снижается отражение до 11%. Это обозначает, что десятая часть лучей попросту отражается от поверхности и не принимает участия в образовании электричества. С целью уменьшения таких потерь на лицевую сторону элемента наносят покрытие с глубоким проникновением световых импульсов, не отражающее их обратно. Ученые, принимая во внимание законы оптики, определяют состав и толщину слоя, поэтому производство и установка солнечных батарей с таким покрытием уменьшают отражение до 2%.

Контактная металлизация с лицевой стороны

Поверхность элемента предназначена для поглощения наибольшего количества излучения, именно этим требованием определяются размерные и технические характеристики наносимой металлической сетки. Выбирая дизайн лицевой стороны, инженеры решают две противоположные проблемы. Снижение оптических потерь происходит при более тонких линиях и расположении их на большом расстоянии одна от другой. Производство солнечной батареи с увеличенными размерами сетки приводит к тому, что часть зарядов не успевает достичь контакта и теряется.

Поэтому учеными стандартизировано значение расстояния и толщины линии для каждого металла. Слишком тонкие полоски открывают пространство на поверхности элемента для поглощения лучей, но не проводят сильный ток. Современные методы нанесения металлизации состоят в трафаретном печатании. В качестве материала наиболее оправдывает себя серебросодержащая паста. За счет ее применения КПД элемента поднимается на 15-17%.

Металлизация на тыльной стороне прибора

Нанесение металла на тыльную сторону устройства происходит по двум схемам, каждая из которых выполняет собственную работу. Сплошным тонким слоем по всей поверхности, кроме отдельных отверстий, напыляют алюминий, а отверстия заполняют серебросодержащей пастой, играющей контактную роль. Сплошной алюминиевый слой служит своеобразным зеркальным устройством с тыльной стороны для свободных зарядов, которые могут потеряться в оборванных кристаллических связях решетки. С таким покрытием на 2% больше по мощности работают солнечные батареи. Отзывы потребителей говорят, что такие элементы более долговечны и не так сильно зависят от пасмурной погоды.

Изготовление солнечных батарей своими руками

Источники питания от солнца не каждый может заказать и установить у себя дома, так как их стоимость на сегодняшний день достаточно велика. Поэтому многие мастера и умельцы осваивают производство солнечных батарей дома.

Приобрести комплекты фотоэлементов для самостоятельной сборки можно в интернете на различных сайтах. Стоимость их зависит от количества применяемых пластин и мощности. Например, небольшой мощности комплекты, от 63 до 76 Вт с 36 пластинами, стоят 2350-2560 руб. соответственно. Здесь же приобретают рабочие элементы, отбракованные с производственных линий по каким-либо причинам.

При выборе типа фотоэлектрического преобразователя принимают во внимание тот факт, что поликристаллические элементы более устойчивы к пасмурной погоде и работают при ней эффективнее монокристаллических, но имеют меньший срок службы. Монокристаллические обладают более высоким КПД в солнечную погоду, и прослужат они гораздо дольше.

Чтобы организовать производство солнечных батарей в домашних условиях, нужно подсчитать общую нагрузку всех приборов, которые будут питаться от будущего преобразователя, и определиться с мощностью устройства. Отсюда вытекает количество фотоэлементов, при этом учитывают угол наклона панели. Некоторые мастера предусматривают возможность изменения положения накопительной плоскости в зависимости от высоты солнцестояния, а зимой - от толщины выпавшего снега.

Для изготовления корпуса применяют различные материалы. Чаще всего ставят алюминиевые или нержавеющие уголки, используют фанеру, ДСП и др. Прозрачная часть выполняется из органического или обыкновенного стекла. В продаже есть фотоэлементы с уже припаянными проводниками, такие покупать предпочтительнее, так как упрощается задача сборки. Пластины не складывают одну на другую - нижние могут дать микротрещины. Припой и флюс наносятся предварительно. Паять элементы удобнее, расположив их сразу на рабочей стороне. В конце крайние пластины приваривают к шинам (более широким проводникам), после этого выводят "минус" и "плюс".

После проделанной работы тестируют панель и герметизируют. Зарубежные мастера для этого используют компаунды, но для наших умельцев они стоят довольно дорого. Самодельные преобразователи герметизируют силиконом, а тыльную сторону покрывают лаком на основе акрила.

В заключение следует сказать, что отзывы мастеров, которые сделали всегда положительные. Однажды затратив средства на изготовление и установку преобразователя, семья очень быстро их окупает и начинает экономить, используя бесплатную энергию.

Как выглядит технология производства солнечных батарей?

В мире наблюдается постоянный рост потребления электроэнергии, а запасы традиционных источников энергии уменьшаются. Поэтому постепенно растёт спрос на оборудование, которые вырабатывает электричество, используя нетрадиционные источники сырья. Одним из наиболее распространённых способов получения электричества являются солнечные батареи, работающие от энергии солнца. В их составе работают фотоэлектрические элементы, свойства которых позволяют преобразовывать солнечное излучение в электрический ток. Для их изготовления используется один из самых распространённых на Земле химических элементов – кремний. В этом материале мы поговорим о том, как кремний превращается в фотоэлектрические элементы. Проще говоря, мы рассмотрим, что представляет собой производство солнечных батарей, и какое оборудование для этого требуется.

В сфере производства солнечных батарей уже сформировался довольно большой рынок, на котором присутствуют крупные компании. Здесь уже вращаются миллионы долларов и есть бренды, заработавшие репутацию производителей качественной продукции. Имеется в виду как мировой рынок, так и российский. Технологии, положенные в основу производства солнечных батарей, совершенствуются по мере развития научных исследований в этом направлении. Сейчас выпускаются солнечные батареи самых разных размеров и назначения. Есть совсем маленькие, используемые в калькуляторах и . А есть крупные панели, применяемые в гелиосистемах и . Один фотоэлемент имеет небольшую мощность и вырабатывает совсем небольшой ток. Поэтому их объединяют в . Теперь рассмотрим, как производятся фотоэлементы.

Производство солнечных батарей можно разделить на следующие основные этапы:

• Тестирование. На этом этапе проводится замер электрических характеристик. Для этого используются вспышки мощных ксеноновых ламп. На основании результатов испытаний фотоэлементы сортируют и направляют на следующую стадию производства;
• На второй стадии производства выполняется пайка элементов в секции. Из них формируются секции на стеклянной подложке. Собранные секции переносятся на стекло с помощью вакуумных захватов. Это обязательное требование для исключения механического или иного воздействия на поверхность пластин. Блоки обычно включают в себя 4─6 секций. Секции, в свою очередь, состоят из 9─10 фотоэлектрических панелей;
• Следующий этап производства – ламинирование. Соединённые с помощью пайки блоки фотоэлементов ламинируют при помощи этиленвинилацетатной плёнки. А также наносится специальное защитное покрытие. Все это делается на оборудовании с ЧПУ. Компьютер следит за такими характеристиками, как давление, температура и др. В зависимости от используемого материала, параметры ламинирования можно изменять;
• И завершающий этап заключается в изготовлении рамки из алюминиевого профиля и специальной соединительной коробки. Чтобы обеспечить надёжность соединения применяют клей-герметик. На этом же этапе производства проводится тестирование солнечных батарей. При этом измеряются токи короткого замыкания, выдаваемые напряжение (рабочее и холостого хода), сила тока.

На сегодняшний день из всех известных человечеству источников альтернативной энергии наиболее популярными являются солнечные панели, батареи и прочие генераторы на основе гелио-энергии. Учитывая текущую стоимость расходов на энергоресурсы, многие интересуются: где приобрести солнечные панели для своего дома, каковы цены на них и есть ли готовые решения? И поскольку рост курса валюты прямо отражается на платежной способности населения, все больше граждан интересуются солнечными панелями российского производства.

Что такое солнечные панели и как их используют для дома?

Несмотря на то, что данному виду энергоснабжения домов уже более 30 лет, не так много специалистов в этой области. Почему использование солнечных панелей для частного дома так выгодно? Ответ прост: платить надо только за оборудование и установку, впоследствии энергоноситель бесплатен! В таких странах, как КНР, Соединенные Штаты, Франция, Италия и Германия до 30% населения устанавливает на крышу батареи, чтобы пользоваться миллиардами неиссякаемых киловатт солнечной энергии. Если это бесплатно, в чем секрет?

Принцип работы батареи следующий: представим себе полупроводники из кристаллов (например, из кремния), которые преобразовывают кванты света в составляющие электрического тока. Солнечная панель содержит сотни тысяч таких кристаллов. В зависимости от требуемой мощности, площадь такого покрытия составляет от пары квадратных сантиметров (вспомним калькулятор) до сотен квадратных метров, например, для орбитальных станций.

Не смотря на кажущуюся простоту устройства, ее использование на территории России очень ограничено. Так, возможности использования солнечных батарей ограничены климатом, погодой, временем года и суток. Плюс к тому, чтобы система подавала ток в сеть, необходимо приобрести:

1. Аккумулятор, который буде накапливать энергию на случай перепадов напряжения;
2. Инвертор, который будет переводить постоянный ток в переменный;
3. Систему, контролирующую заряд аккумулятора.

Кратко о потреблении

Среднестатистическая семья из 4 человек потребляет 250-300 кВт в месяц. Солнечные модули для бытового пользования дают в среднем 100 Ватт с 1 кв. м в сутки (в ясную погоду). Для того, чтобы питать полностью дом от солнечных панелей, нужно установить минимум 30, в идеале 40 секций, что обойдется не менее, чем в 10 000 у.е. При этом крыша должна быть ориентирована на южную сторону, а количество солнечных дней в месяц в среднем не должно быть не меньше 18-20. Ниже приведена карта солнечных дней.

Вывод: солнечные панели хороши в качестве резервного источника электрической энергии. Кроме того, нужно знать, как их подобрать, чтобы мощности хватало для обеспечения бытовых нужд. Зато вне зависимости от аварий, ваш дом всегда будет снабжен электричеством.

1. Солнечные панели от ЗАО «Телеком-СТВ»

Российская компания “Телеком-СТВ” (г. Зеленоград) производит продукцию в среднем на 30% дешевле, чем немецкие аналоги: цены начинаются от 5600 рублей за панели на 100 Ватт. Панели данного производителя имеют КПД до 20-21%. Основной «фишкой» данного предприятия стала запатентованная технология изготовления кремниевых пластин диаметром до 15 миллиметров и солнечных модулей на их основе.

Какую батарею от ЗАО «Телеком-СТВ» можно посмотреть? Наиболее популярная модель носит название ТСМ, далее идет маркировка, в зависимости от мощности: от 15 до 230 Вт (цена указана приблизительно).

Модель	Мощность, Вт	Габариты, мм	Вес, кг	Цена, руб.
ТСМ-15	18	430?232?43	1,45	от 3500
ТСМ-40	44	620?540?43	4,05	от 6000
ТСМ-50	48	620?540?43	4,05	от 6575
ТСМ-80А	80	773?676?43	6,7	от 8500
ТСМ-80B	80	773?676?43	6,7	от 9000
ТСМ-95А	98	1183?563?43	7,9	от 10750
ТСМ-95В	98	1183?563?43	7,9	от 11000
ТСМ-110А	115	1050?665?43	8,8	от 12500
ТСМ-110В	115	1050?665?43	8,8	от 12800
…	..	…	…	…
ТСМ-270А	270	1633?996?43	18,5	от 23370

Основной тип производимых солнечных панелей - монокристаллические, хотя каждая модель также может быть представлена в виде мульти (поли-) кристаллической. Каждый вид имеет свои преимущества и недостатки. Рассмотрим в таблице плюсы и минусы каждого типа панелей ЗАО «Телеком-СТВ».

Выбор, конечно ограничивается возможностями бюджета, поэтому продолжим обзор других недорогих и надежных устройств от российских производителей.

2. Hevel – завод в Чувашии

Компания «Хевел» открыла инновационную фабрику по производству микроморфных тонкопленочных батарей. Считается, что такие солнечные модули более эффективно улавливают лучи рассеянной энергии в сравнении с моно или поли кристаллами из кремния. Еще одним преимуществом пленочных батарей Hevel можно считать их малую толщину и привлекательный внешний вид. Поэтому их часто используют для облицовки фасадов зданий в качестве резервного источника электричества.

Какую батарею от Hevel можно посмотреть для примера? Вот таблица с параметрами наиболее популярного модуля Hevel Solar HVL – солнечная панель 100 Ватт (максимальной мощностью до 105 Вт):

Стоимость панели Hevel начинается от 9000 рублей. Но, даже в погожий день с 1 квадратного метра батареи получается всего 125 Ватт. Этого достаточно для 3 часов работы 1 ноутбука, не более. Поэтому необходим расчет, сколько нужно Ватт для функционирования всей системы:

При потреблении 10 кВт в день нужно иметь эти 10 кВт в резерве. 10000/125*9000= 720 000 рублей – приблизительно нужно вложить в покупку.

В ассортименте представлены также поликристаллические панели Хевел, цена их ниже, КПД также понижен, их рекомендуют для загородных домов и территорий, где количество солнечных дней в году превышает 300.

3. Рязанский ЗМКП

Рязанский завод металлокерамических приборов функционирует с 1963 года, однако с 2002 года перешел на систему международного контроля качества ISO 9001 и выпускает солнечные панели строго в соответствии с ее требованиями и ГОСТ 12.2.007-75. В прейскуранте компании можно найти 2 актуальные модели RZMP мощностью 130 и 220 Ватт. Их КПД варьируется от 12 до 17,1%. Наносятся солнечные элементы на окрашенную алюминиевую основу методом последовательного соединения. Вот их сравнительные характеристики:

RZMP 130-Т подходит для автономного снабжения отдельных помещений, бытовых приборов (например, нагревательный котел). Более мощная модель от 220 до 240 Вт ресурсом покупается чаще для резервного снабжения всего дома. Ее стоимость варьируется от 13 200 руб до 14 400 руб за модуль.

4. Краснодарский «Сатурн»

Панели кубанского производства выпускаются с 1971 года, за этот период предприятие выпустило более 20 000 квадратных метров продукции. «Сатурн» используют две собственно освоенных технологии производства – на основе монокристаллического выращенного кремния или арсенид-галлиевые с германиевой подложкой. Последние показывают максимально высокие характеристики и используются для снабжения ответственных объектов (АЗС, предприятия непрерывного цикла и т.д.)

Оба типа модулей можно выполнить на любом каркасе, от сетки и пленки до металлических (из анодированного алюминия) и струнных типов. Фотоэлектрические преобразователи могут быть:

• с полированной поверхностью;
• со встроенными диодами;
• с алюминиевым зеркалом.

Вот основные энергетические характеристики ФЭП «Сатурн», в зависимости от типа:

Эти характеристики актуальны для носителей любых размеров: на предприятии «Сатурн» можно заказать как сборные модули на крышу коттеджа, так и миниатюрные солнечные панели для датчиков, преобразователей, изделий электротехники, а также аккумуляторные батареи. По прайсам вас сориентируют только в отделе продаж..

5. Solar Wind («Солнечный ветер»)

Это предприятие расположено в Украине. В России существует аналогичное предприятие, которое выступает скорее в роли инвестора и реализатора. Solarwind выпускают солнечные модули мощностью от 1 до 15 кВт/час. В зависимости от назначения и мощности в модуль может входить от пары до нескольких десятков батарей. Так, солнечная батарея 1000 Вт включает 5 модулей, один контроллер заряда на 30 А, аккумулятор 150 А/ч – 2 штуки в наборе и инвертор 1200 В. Срок службы батареи составляет до 18 лет.

Совет: если вы покупаете оборудование Solar Wind для круглогодичного обеспечения жилого дома энергией, стоит брать не менее 10 кВт/ч.

Чтобы получить представление о возможностях фотоэлектрических систем «Солнечный Ветер» (Украина) мощностью от 1000 до 15 000 Ватт, предлагаем сравнительную таблицу из расчета 1 день потребления.

Мощность модуля	1 кВт/ч	3 кВт/ч	5 кВт/ч	10 кВт/ч	15 кВт/ч
Пример снабжения питанием различных систем (суммарно)
Лампочка (энергосберегающая, при работе 4 часа в день)	4 штуки по 11 Вт	10 штук мощностью 15 Вт каждая	10 штук мощностью 20 Вт каждая	20шт/20Вт	40шт/20Вт
Кондиционер	Не хватит	Не хватит	Не хватит	1 час в день	3 часа в день
Ноутбук питанием 40 Вт/ч	4 часа	4 часа	4 часа	4 часа	4 часа
ТВ	50Вт/ч 3ч/день	50Вт/ч 4ч/день	150Вт/ч 4ч/день	150Вт/ч 3ч/день	150Вт/ч 4ч/день
Антенна спутникового ТВ, 20 Вт/ч	3ч/день	4ч/день	4ч/день	3ч/день	3ч/день
Холодильник	Не хватит	100Вт/ч 24ч/день	10Вт/ч 24ч/день	150Вт/ч 24ч/день	150Вт 24ч/день
Стиральная машина	Не хватит	900Вт/ч 40м/день	900Вт/ч 1ч/день	1500Вт/ч 1ч/день	1500Вт/ч 1ч/день
Пылесос, 900 Вт/ч	Не хватит	Не хватит	2 раза в неделю по 1 часу	2 раза в неделю по 1 часу	2 раза в неделю по 1 часу

6. Солнечные батареи «Квант»

Первыми НПП «Квант» предложили производство кремниевых солнечных батарей с 2-сторонней чувствительностью, а также монокристаллы арсенида галлия. Наиболее популярной моделью сегодня выступает Квант КСМ и ее модификация КСМ-180П. Стоимость такой батареи не превышает 18 000 рублей, срок службы достигает 40 лет.

Однако приведем характеристики всех модулей. Их можно заказать как в моно, так и в поликристалической вариации. Удельная энергетическая характеристика выше у монокристаллических панелей и достигает 200 Вт/кв. м. По сравнению с зарубежными аналогами, «Квант» оптимален за счет низкой цены и относительно небольшого уменьшения КПД на протяжении всего срока службы.

Характеристика	КСМ-80	КСМ-90	КСМ-100	КСМ-180	КСМ-190	КСМ-205
Мощность номинальная, Вт	80-85	90-95	98-103	180-185	190-195	205-210
Ток короткого замыкания, А	5,4-5,6	5,5-5,7	5,8-5,9	5,4-5,6	5,5-5,9	5,6-6,1
Напряжение холостого хода, В	21,2-21,5	22,2-22,4	22,8-23,0	34,8-36,6	35,1-37,2	35,9-37,8
Кол-во солнечных элементов	36	36	36	72	72	72
Габариты, мм	1210х547х35	1210х547х35	1210х547х35	1586х806х35	1586х806х35	1586х806х35
Коммутационная коробка, TUV	IP66	IP66	IP66	IP66	IP66	IP66
Масса, кг	8,5	8,5	8,5	16	16	16
КПД, %	17,5	18,3	18,7	17,8	18,4	19,0

7. Sun Power портативные солнечные панели

Эта компания расположена в Украине и большей частью прославилась выпускаемыми перевозными солнечными комплексами. С их помощью можно получить электричество даже в походных условиях. Эти комплексы отличаются своей мобильностью, небольшими размерами и портативностью. Имеют выход USB и обладают мощностью до 500 Вт.

Другие характеристики портативных панелей Sun Power:

• срок службы солнечных панелей до 30 лет;
• имеет международную сертификацию CE RoHC;
• новое поколение панелей может быть также интегрировано в фасад или крышу без потери эстетики.

Удобно использовать подобные решения в автономном освещении биллбордов, дорог и участков, питании кемпингов и трейлеров, яхт и катеров.

8. «Квазар» - еще один украинский производитель

Компания выпускает широкий ассортимент фотовольтаического оборудования, в том числе солнечные панели и зарядные устройства. Солнечные батареи Kvazar изготавливаются из кремниевых кристаллов, выращенных на предприятии и имеют усиленную алюминиевую базу. Гарантия качества, которая выдается производителем немного настораживает – всего 10 лет. Однако электролюминесцентные и другие лабораторные тестирования подтверждают более длительный срок службы - до 25 лет.

Наш выбор: панели - KV175-200/24 M (монокристаллические), KV220-255M (также моно), KV210-240Р (вариант поли), в маркировке цифры указывают на мощность устройства.

Цена батарей от 13 000 рублей (приблизительно) за 150 Вт. Кроме гелиопанелей Kvazar выпускают фотоэлектрические преобразователи ячейками от 4 на 4 до 6 на 6 дюймов с КПД до 18,7%.

9. ООО «Витасвет»

Московское предприятие ООО «Витасвет» выпускает одну базовую модель SSI-LS200 P3 в 4-х вариациях мощности: от 225 до 240 Вт. Каждый модуль состоит из 60 кремниевых пластин типа мультикристалл и крепится на алюминиевый профиль. Вот их основные параметры, полученные при испытаниях в нормальных условиях 800 Вт/кв.м:

Тип батареи/параметр	225 Вт	230 Вт	235 Вт	240 Вт
Макс. напряжение, В	29,6	29,7	29,8	30,2
Ток короткого замыкания, А	8,1	8,34	8,41	8,44
КПД, %	13,5	13,8	14,1	14,5

Стоимость 12 800 рублей за панель мощностью 240 Вт.

10. Завод «Термотрон» (г. Брянск)

Предприятие производит автономные системы уличного освещения на солнечных батареях и мини-автономные солнечные станции. Первые поставляются на базе серийных модулей с высокой столбовой опорой. Особенности автономных систем уличного освещения от «Термотрон»:

• Эксплуатируются в диапазоне от -40 до +50 градусов по Цельсию;
• Имеют угол раскрытия луча 135 на 90 градусов;
• Поставляются с гарантированным ресурсом работы 12 лет в городских условиях;
• Имеют высоту опоры от 6 до 11 метров;
• Имеют мощность от 30 до 160 Вт на выбор.

Автономная станция «ЭКОТЕРМ*», выпускаемая заводом, будет интересна владельцам загородных домов и участков. Ее применяют также на фермах, телефонных станциях, для оснащения сельских школ, больниц, магазинов.

*Работает от дизель-генератора 14,5 кВт. Цена вырабатываемой энергии при количестве 18 фотоперерабатывающих элементов 5,12 руб/кВт, срок окупаемости до 5 лет (цену уточнять у производителя).

Заключение

Мы провели обзор нескольких ведущих предприятий так называемой фотоэнергетики России и Украины, который, надеемся, даст первичное представление о целесообразности применения солнечных батарей и позволит принять верное решение. Это не все бренды, однако наиболее популярные и доступные в продаже таковы.

Солнечная панель или другими словами солнечная батарея, это устройство, предназначенное для преобразования солнечной энергии в электрическую.

Альтернативные источники энергии получают все более широкое применение в повседневной жизни людей, а энергия солнца – это не только безопасный, но и бесконечный поставщик света и тепла на ближайшие тысячелетия.

Для получения электрической энергии при помощи солнечных батарей не требуется больших капитальных затрат, поэтому данный способ получил широкое распространение в различных отраслях промышленности, сельском хозяйстве и в индивидуальном использовании. Данные устройства выпускают как зарубежные производители, так и отечественные компании.

Отечественные производители солнечных панелей

Солнечная панель – это определенное количество кремниевых фото-ячеек, соединенных между собой и помещенных в единый корпус. Фото-ячейки бываю трех видов: из поликристаллов, монокристаллов и с напылением из кремния. Использование того или другого вида фото-ячеек влияет на КПД установки и ее стоимость.

На российском рынке независимых источников энергии прочное место заняли отечественные производители солнечных панелей. Рассмотрим некоторых из них.

Компания ЗАО «Телеком – СТВ»

Данная компания г. Зеленограда имеет патент на изготовление кремниевых пластин диаметром до 15 мм, и модулей на их основе.

Панели ЗАО «Телеком – СТВ» маркируются как ТСМ, и различаются по:

• мощности: от 18 до 270 Вт;
• габаритам: от 430х232 до 1633х966, при неизменной толщине – 43 мм;
• весу: от 1,45 до 18,5 кг;
• стоимости: от 3500,00 до 23400,00 рублей.

Основной тип панелей – монокристаллические.

Компания «Хевел»

ООО «Хевел» г. Новочебоксарск, Республика Чувашия выпускает тонкопленочные панели, обладающие малой толщиной и оригинальным дизайном.

С 2017 года производство компании переформатировалось на выпуск гетеро-структурных солнечных модулей мощностью 300 Вт, с техническими показателями:

• напряжение: 38,9 – 43,2 В;
• габариты: 1656х991 мм.

Ранее в ассортимент компании вошли солнечные панели с маркировкой Hevel Solar HVL со следующими характеристиками:

1. мощность – 100 Вт;
2. номинальное напряжение – 12/24/48 В;
3. габариты: 1300х1100 мм, при толщине 6,8 мм;
4. вес – 26 кг;
5. стоимость – от 9000,00 рублей.

«Рязанский завод металлокерамических приборов» («РЗМК»)

Предприятие, работающее на рынке коммутационной аппаратуры, герконов, в том числе выпускает и солнечные модули с маркировкой RZMP и характеристиками:

• мощность: 105 – 275 Вт;
• напряжение: 16,9 – 31,27 В;
• КПД: 13 – 16,9 %;
• габариты: 1640х980 и 1490х670 мм, при толщине 36,0 мм;
• вес: 14,6 – 21,5 кг;
• стоимость: от 7500,00 до 16800,00 рублей.

ПАО «Сатурн»

Краснодарское предприятие выпускает панели на основе монокристаллического кремния и арсенид-галлиевые с германиевой подложкой. Условия эксплуатации аппаратов компании ПАО «Сатурн»: от сложных, в условиях нашей планеты, до возможности использования в космическом пространстве.

В ассортименте компании:

1. панель СБ КА «Спектр-Р» — на основе кремния;
2. панель СБ КА «Ресурс ДК» — на основе кремния;
3. панель СБ КА «ГЛОНАСС» — на основе кремния и арсенид-галлия;
4. панель СБ КА «Orbcomm» — на основе арсенид-галлия;
5. модули СБ КА.

НПП «Квант»

Московское предприятие выпускает солнечные панели под маркировкой КСМ и характеристиками:

• мощность: от 80 до 210 Вт;
• напряжение: от 21,5 до 37,8 В;
• габариты: от 1210х547 до 1586х806 мм, при толщине 35 мм;
• масса: от 8,5 до 16,0 кг.

ООО «Витасвет»

Московское предприятие выпускает панели на основе кремниевых пластин типа мульти-кристалл, с
маркировкой SSI-LS200 P3, которые различаются по:

• мощности: от225 до 240 Вт;
• напряжению: от 29,6 от 30,2 В;
• КПД: от 13,5 до 14,5 %.

ООО «Солнечный ветер»

Краснодарское предприятие выпускает панели на основе монокристаллического кремния.

• Мощность: от 5,0 до 200 Вт;
• Напряжение: 12/20/24 В;
• КПД: от 12 до 20 %.

Из приведенных выше параметров и характеристик видно, что отечественные производители солнечных батарей успешно работают на рынке по производству техники, связанной с получением электрической энергии из возобновляемых источников.

Импортные производители солнечных панелей

Зарубежными конкурентами отечественных производителей в сегменте солнечных панелей и модулей являются:

Китайские компании:

И еще целый ряд компаний различных по мощности и количеству выпускаемой продукции.

Компании из США:

1. «First Solar» — выпускает только тонкопленочные панели;
2. «Sun Power» — одним из направлений деятельности этой компании является производство солнечных модулей.

Компании из Японии:

1. «Sanyo» — первая компания, принявшая соглашение об ответственности производителей солнечных батарей;
2. «Kyocera Solar» — выпускаемые агрегаты не нуждаются в дополнительном обслуживании. Надежность работы гарантирована производителем.

Немецкая «Sharp» — качественный продукт этой компании завоевал отечественный рынок.

Канадская компания «Canadian Solar» выпускает широкий ассортимент продукции, имеет производственные мощности в Канаде и Китае.

Норвежская компания «Renewable Energy Corporation» производит поликристаллический кремний и пластины на его основе. Производство переведено в Сингапур.

Как видно из перечня, наибольшее количество компаний, занимающихся производством солнечных панелей, находится в Китае. Это обусловлено более низкой себестоимостью продукции, выпускаемой в этой стране, что соответственно повышает ее конкурентоспособность. По этой же причине компании, расположенные в странах Европы и Америки, переводят свои производственные мощности в Китай и прочие страны Юго-восточной Азии.

Средние цены на продукцию

В настоящее время не составит труда найти организацию, которая занимается реализацией солнечных панелей. Это может быть крупная торговая сеть в области электротехники, дилеры крупных фирм производителей этой продукции, или интернет-магазины, в которых также можно выбрать необходимый товар.

Когда все критерии выбора панелей определены, остается решить, в каком ценовом сегменте следует выбрать интересующий нас товар. Изначально понятно, что покупая отечественные панели, можно планировать затраты. В варианте использования зарубежных аналогов, их стоимость привязана к курсу доллара, поэтому цена может меняться, что затрудняет долгосрочное планирование.

Как уже было написано выше, солнечные панели российских компаний, в зависимости от мощности и вида фото-элементов, распределяются в диапазоне от 2000,00 до 30000,00 рублей. Аналогичные по характеристикам панели конкурентов будут стоить от 2000,00 до 50000,00 рублей.

Подводя итог, можно сказать, что за альтернативными источниками электрической энергии будущее, а разнообразие продукции, и постоянно продолжающийся поиск новых материалов и технологий, позволяют выбрать солнечную панель требуемых параметров и характеристик.

В России помогает минимизировать негатив в области потребления энергоресурсов.

Забота об охране среды обитания и рациональном использовании невозобновляемых ресурсов привела человечество к созданию альтернативных источников энергии.

Солнечное спасение

Люди привыкли жить в комфортных условиях. Радиаторы отопления и светильники в доме, исправно работающий холодильник и телевизор, стиральная машинка и газонокосилка функционируют благодаря использованию электроэнергии, газа и нефти, угля, дров и торфа.

Краткосрочные плюсы использования энергии полезных ископаемых нивелируются минусовым эффектом на десятилетних временных интервалах. Отмечено три негативных фактора при выработке и использовании энергоресурсов:

1. При сжигании топлива образуется полезное тепло и вредные вещества в виде золы, бенз-а-пирена, диоксида серы, азота, углерода. Твёрдые отходы золы используют при зимой. Перечисленные летучие соединения ухудшают качество воздуха, ведут к росту заболеваний.
2. Запасы углеводородов в земле не бесконечны.
3. Стоимость вырабатываемых ресурсов сохраняет тенденцию роста. Наполнение кошельков потребителей не успевает за расходами на оплату коммунальных услуг.

Решение трёх проблем найдено благодаря солнечным батареям российского производства - устройствам аккумуляции энергии Солнца.

Применение альтернативных источников

Граждане России живут в населённых пунктах с отличающейся развитием инфраструктурой. В городах тепловая и электрическая энергия подаются с централизованных сетей ТЭЦ. В малочисленных населённых пунктах теплоснабжение устроено через котельные. В загородных домах и дачах практикуются водогрейные котлы и печи.

Сложно сетями обустроить дачи. Расходы на подведение газопровода и электрического кабеля и на последующую оплату счетов за природный газ и электроэнергию не добавляют позитива. Но разработан способ экономии - солнечные батареи российского производства. Доступные по цене и сподручные в эксплуатации изделия работают на энергии солнца.

СБ известны обывателю три десятка лет. Калькуляторы на гелио-элементах размером в 1 кв. см безотказно ведут расчеты. В космической отрасли на световых источниках устроено электроснабжение орбитальных космических станций.

Для применения СБ важно количество солнечных дней в году на территории установки. Среднестатистические параметры по электроэнергии:

• потребность семьи в месяц - 250 квтч;
• выработка с 1 кв. м СБ - 100 Ватт в час;
• необходимое количество солнечных периодов - 2500 часов.

В России территорий с таким показателем две: возле Благовещенска и между городами Чита и Улан-Уде. На остальном пространстве продолжительность гелио-доступных периодов числится в интервале 1400-2200 часов.

Зная установленную мощность электроприборов в доме, можно рассчитать, солнечные батареи использовать как:

• основной источник энергии;
• резервное устройство на случай аварии в электросетях.

Российские производители учитывают особенности климата, продолжительность светового дня, годовой сезон эксплуатации изделия.

Обзор российских ловцов света

Рассмотрим топ-лист производителей. Перечень построен в произвольном порядке без ранжирования по стоимости продукции.

	Наименование производителя	Место нахождения
	«Хевел» ООО	Чувашия, Новочебоксарск
	«Квант» НПП
	Рязанский ЗМКП	г. Рязань
	«Солнечный ветер»	Краснодар
	«Телеком-СТВ» ЗАО	г. Зеленоград

Гелиоэнергия из Зеленограда

Предприятие «Телеком-СТВ» выпускает изделия под маркой ТСМ с мощностью в интервале 18-270 ватт. Панель мощностью 98 Ватт, размером 1,18*0,56*0,043 метра весит полтора килограмма и стоит 11 тысяч рублей. За час светового дня накапливает энергии, достаточной, чтобы вскипятить 100 литров воды. Объёма вполне хватит для однократного принятия душа трём человекам.

Изделия комплектуют на поликристаллах и монокристаллах. При покупке потребитель оценивает риски эксплуатации. Поэтому акцент на недостатки:

1. Поликристаллы выходят из строя при перегреве; КПД 14% - ниже, чем у моно-конструктива; занимают площадь поверхности больше, чем моно. Но, поликристаллические панели дешевле в полтора раза.
2. Монокристаллы капризны - требуют равнозначного потока света на поверхность конструкции. Производство и стоимость - в полтора раза дороже, чем у поликристаллов. Но, моно занимают в два раза меньше места; КПД достигает 20%; заявленный срок эксплуатации - четверть века.

Несмотря на стоимость одного полотна, сравнимую со средним размером пенсии, продукция нашла собственного потребителя.

Ресурс "Роснано"

Производство солнечных батарей в России сосредоточено в европейской части страны. Размещенный в Чувашии, в городе Новочебоксарске, завод ООО «Хевел» производит микроморфные тонкоплёночные батареи. Габариты 1,30*1,10*0,0063 м за счет мизерной толщины дают шанс использовать резервные источники энергии для облицовки южной стороны здания.

Предприятие ориентировано на строительство сетевых солнечных электростанций. Но и для загородных домов варианты предусмотрены.

Для примера рассмотрим батарею Hevel Solar MCPH P7 L PRAMAC. Номинальная мощность 125 Вт. Предположим, дом потребляет в день 9 киловатт-часов, из расчета 270 кВт*ч в месяц. Необходим резерв мощности 9 кВт.

9 кВт = 9 000 Вт.

9 000: 125 = 72 панели.

У реализаторов продукции компании ООО «Хевел» обозначена цена за один комплект 6 300 рублей.

6 300 * 72 = 453 600 рублей - ориентировочная стоимость гелиосистемы электроснабжения на тонкой плёнке.

Производитель предлагает солнечные районы с количеством 300 ясных дней.

Энергия оборонного комплекса

Рязанский завод металлокерамических приборов решает задачи обеспечения герконами:

• военной, космической и авиационной техники;
• телефонии и вычислительных комплексов;
• датчиков конструкций контроля и охраны.

Продукция подобных предприятий настроена на двойное назначение. В сфере гражданских разработок РЗМКП выпускает солнечные батареи и панели мощностью в диапазоне 240-270 кВт. Параметр достаточен для расположенного в районах со световым периодом 300 суток.

Стоимость гражданской продукции оборонных предприятий в полтора - два раза выше, чем у конкурентов из-за цеховых и общехозяйственных накладных расходов. Производство солнечных батарей в России и для россиян на РЗМКП контролируется и с технической, и с финансовой стороны.

Цена батареи толщиной 3,6 см и габаритами 1,64 * 0,98 метра колеблется в интервале 12 300-16 400 рублей.

Солнечный ветер

При проверке ОГРН на сайте налогового ведомства в реестре ЕГРЮЛ предприятие «Солнечный ветер», Краснодар не обнаружено ни по названию, ни по государственному номеру.

Московские панели

Научно-производственное предприятие «Квант» (г. Москва) разработало и внедрило кремниевые поликристаллические пластины с двумя рабочими поверхностями. Изделия завода маркируются аббревиатурой «КСМ» и «КСМ-П». Срок службы позиционируется продолжительностью 40 лет. При стартовой цене одного комплекта в 18 тысяч рублей потребитель может вложение считать окупаемым.

Перспективы солнечной энергетики

Производство солнечных батарей и панелей выгодно на территориях, где период ясных дней длится 2000-2600 часов. Транспортные расходы до потребителя будут минимальны.

В статье перечислены популярные производители. Кроме указанных, найдены ещё два и одно в Брянске. В Челябинске, уральском городе развитых технологий, производители не обнаружены. Параллель №55 диктует условия бизнесу. На карте солнечного освещения Южный Урал расположен в интервале 1400-1600 часов.

При грамотном размещении производственных мощностей производство солнечных батарей в России выгодно из-за неосвоенного рынка сбыта. Но надо каналы сбыта отладить, вложить средства в популяризацию темы, в рекламу полезного товара. Инвестиции в маркетинг составят сумму, соизмеримую с затратами на ввод завода в эксплуатацию.