Archives

Солнечная энергетика

Индустрия за 2017 год

31.01.2019

на 98 ГВт

выросла мощность промышленых СЭС по сравнению с 2016 годом в мире

2017 год был знаковым для солнечной энергетики, общая мощность установленных солнечных батарей приблизилась к отметке в 100 ГВт. Для сравнения мощность всех электростанций Украины составляет 53 ГВт. По количеству введенных новых мощностей солнечные электростанции заняли первое место не только среди альтернативных источников энергии, но и среди традиционных, работающих на ископаемом топливе. Каждый час в мире устанавливается около 40 000 солнечных панелей.

Общий объем и годовой прирост мощности за 2007-2017 солнечных электростанций в мире

Около половины всех солнечных панелей в мире установили в Китае. Общая мощность установленных в Китае СЭС (солнечных электростанций) составила 53 ГВт, для сравнения в 2016 году во всем мире всего было установлено 51 ГВт солнечных батарей.

на 40%

выросла мощность промышленых СЭС по сравнению с 2016 годом в Украине

В Украине согласно официальной информации с сайта НКРЭКУ общая мощность промышленных солнечных электростанций введенных в эксплуатацию в 2017 году составила 211 МВт. На фоне мировой индустрии цифра не впечатляет, но для Украины это очень неплохой результат. Общая мощность всех установленных солнечных электростанций составляет 741 МВт на конец 2017 года. В сравнении с 2016 годом мощность промышленных СЭС выросла на 40%.

Динамика увеличения количества солнечных электростанций частных домохозяйств

Рынок домашних электростанций тоже показал отличную динамику роста. Около 2000 частных домохозяйств перешли на чистую солнечную энергию. Это действительно впечатляющий результат учитывая, что всего по данным Государственного Агентства по Энергоэффективности на конец 2017 года в Украине насчитывается около 3000 домашних солнечных электростанций. Рост рынка составил рекордные 200%, а общая мощность домашних СЭС достигла 51 МВт.

2000

частных домов в Украине перешли на солнечную энергию

Напоминаем что зеленый тариф в Украине остается самым высоким в Европе и для станций подключенных до конца 2019 года будет составлять 0.18 EUR за 1 кВт отданной в сеть электроэнергии.


монокристалл против поликристалла

Солнечные батареи: монокристалл или поликристалл

Детальный обзор технологий производства и критерии выбора солнечных батарей

31.05.2018
Приобретая солнечные батареи, в первую очередь надо определиться изделия какого типа вы хотите купить. Важно учесть все достоинства и недостатки той или иной модификации, их характеристики. По большому счету практически все современные солнечные батареи изготавливаются из кремния. В кристаллической форме кремний имеет темно-серый цвет и немного блестит, в аморфной форме это порошок коричневого цвета. Именно из кремния производятся практически все солнечные батареи, это основное сырье. Сегодня можно встретить два основных типа солнечных батарей, это: батареи с монокристаллической структурой кремния и изделия с поликристаллической структурой. При этом основные производственные мощности направлены на изготовления панелей с монокристаллической структурой. К какому типу отнести панели зависит от степени чистоты используемого кремния. Степень чистоты – это степень упорядоченности молекул в кристаллической решетки кремния. Чем выше упорядоченность, тем более эффективно поглощается солнечная энергия, тем выше производительность самого устройства. Кристаллический кремний это основной материал для производства всех фотоэлектрических, а от того какая структура у панели, монокристаллическая или поликристаллическая зависит производительность батареи. Разберем более подробно, что собой представляет поли – и монокристаллический кремний, но для начала более подробно разберем производственные процессы. Монокристаллические и поликристаллических солнечные батареи

Процесс производства кремния для солнечной энергетики

Панели состоят из фотоэлектрических ячеек. Процесс производства которых, начинается с извлечения кремния из песка или кварца. На первом этапе получают так называемый металлический кремний. Из кварца SiO2 путем плавления с использованием углерода в электродуговой печи получают металлический кремний с чистотой 99%. Для изготовления солнечных ячеек необходим кремний с чистотой 99.9999%. Процесс очищения протекает внутри больших вакуумных камер, а кремний осаждается на тонкие поликремниевые стержни для получения высокочистых поликристаллических стержней диаметром 150-200 мм. Этот процесс был впервые разработан Siemens в 60-х годах и часто упоминается как процесс Siemens. Для достижения такой чистоты необходимо большое количество энергии, процесс также сопровождается большим количеством отходов, на каждую тонну чистого кремния приходится 4 тонны отходов. Заготовка из чистого кремния разбивается на отдельные кристаллы. Что касается производства кремния с поликристаллической и монокристаллической структурой, то это два совершенно непохожих на себя процесса. Монокристаллический кремний выращивается из небольшого затравочного кристалла, который медленно вытягивается из расплава поликремния в цилиндрический слиток (ingot). Такой процесс требует больших энергетических и временных затрат. Однако, получаемый материал обладает целым рядом свойств и характеристик, которые никак не получить при производстве материала с поликристаллической структурой:
  • Высокий КПД полученного материала.
  • Низкая деградация за счет использования высококачественного кремния (high grade silicon).
  • Более высокий температурный коэффициент.
  • При рассеянном освещении выработка панели в среднем будет лучше.
  • Полученный материал это более крепкие ячейки меньше трескаются при производстве.
Что касается производства поликристаллического кремния, то его получают путем плавления в прямоугольной форме, таким образом, заготовка состоит из отдельных кристаллов кремния. На следующем этапе заготовка разрезается с использованием многопроволочной пилы на тонкие пластины (wafers). После некоторой обработки и нанесения металлических проводников получается фотоэлектрическая ячейка (pv cell), после этого заготовки разрезаются.

Достоинства и недостатки поли- и монокристаллических моделей солнечных батарей

Основные достоинства монокристаллического кремния были описаны выше, кроме того солнечные панели из данного материала имеют максимальные эксплуатационные сроки (могут служить более 25 лет). Кроме того более высокое соотношение мощности к площади солнечной панели позволяет производить панели меньшего размера (чем у аналогов), но при этом они будут поддерживать заданное значение энергии. Что касается недостатков, то единственным их недостатком является только высокая стоимость. Поликристаллические солнечные панели – это дешевизна, простота производства, меньшее количество отходов и брака при их изготовлении. Однако, недостатки тоже имеются, это:
  • Более низкая производительность, в среднем они производят на 5% меньше энергии.
  • Для производства одного и того же количества энергии (если сравнивать с монокристаллами) приходиться делать панели большего размера, а это дополнительные пространственные площади.
  • Батареи такого типа хуже реагируют на высокие температуры. Повешенные температуры ухудшают производительность и снижают сроки эксплуатации батарей.
  • Неоднородность внешнего вида также является, пусть и незначительным, но минусом. У таких панелей менее привлекательные эстетические свойства.
Как видите, и поли- и монокристаллические панели имеют как плюсы, так и минусы. Поэтому перед покупкой надо учесть все характеристики, свойства и факторы, исходить из требований и возможностей размещения на конкретном объекте.

“Зеленый тариф” в Украине

Законодательство

24.03.2017

В газете “Голос Украины” от 15.07.2015 был опубликован Закон Украины № 514-VIII «Про внесення змін до деяких законів України щодо забезпечення конкурентних умов виробництва електроенергії з альтернативних джерел енергії».

Данный закон вносит изменения в закон Украины “Про электроэнергетику” и другие законы касающеюся функционирования зеленого тарифа. Основные положения данного законы в рассмотрим более детально.

Во первых данный закон обязывает компании поставщики электроэнергии (облэнерго) выкупать у частных домохозяйств энергию произведенную солнечными батареями по “зеленому тарифу”. Отдельно в документе указано что мощность установленных солнечных батарей не должна превышать 30 кВт. Этим законом разрешается также продажа в сеть электроэнергии выработанной с помощью ветрогенератора установленного на территории частного домохозяйства.

Отдельно стоит отметить что максимальная мощность энергогенерирующей установки на солнечных батареях или мощность ветрогенератора, не должна превышать мощности разрешенной для потребления по договору с вашей энергокомпанией.

Размер зеленого тарифа для частных домохозяйств устанавливается данным законом на уровне 0,18 EUR за кВт*ч для энергии выработанной солнечными батареями и 0,10 EUR за кВт*ч для ветрогенераторов. Такие ставка зеленого тарифа будет действовать для установок введенных в эксплуатацию в 2015 году.

 Ввод в эксплуатациюСолнцеВетер
2015 год0,18 EUR за кВт*ч0.10 EUR за кВт.*ч
2016 год0,17 EUR за кВт*ч0.09 EUR за кВт.*ч

 

Ставка зеленого тарифа для частных домохозяйств

Очень важно что данный закон закрепляет величину зеленого тарифа в EUR до 2030 года и обязывает облэнерго  выкупать у частных домохозяйтсв электроэнергию по “зеленому тарифу”.

Данной закон также вводит повышающие коэффициенты к “зеленому тарифу” в случае использовании оборудования украинского производства. Эта норма данного закона не распространяется на установки для частных домохозяйств.

Детальный порядок подключения частных установок на солнечных батареях к “зеленому тарифу” определяется постановой “Національної комісії, що здійснює державне регулювання у сферах енергетики та комунальних послуг (НКРЕКП)”.

№ 170 от 27.02.2014.

Именно НКРЕКП устанавливает ежемесячно ставку “зеленого тарифа”, а также пересчитывает “зеленый тариф” по текущему курсу EUR.


Солнечные батареи. Теория

Теория солнечных элементов объясняет процессы преобразования фотонов в электрический ток

29.07.2015
Теория солнечных элементов объясняет процессы преобразования фотонов в электрический ток при встрече с соответствующим полупроводником. Простое объяснение.
  1. Фотоны солнечного света ударяются об солнечную панель и поглощаются полупроводниковым материалом таким как силикон.
  2. Электроны (негативно заряженные частицы) выбиваются фотонами из своих атомов, и двигаясь по материалу создают электрический ток. Благодаря особой конструкции солнечных ячеек электроны могут двигаться только в одном направлении.
  3. Массив солнечных ячеек объединенных в солнечные панели создает постоянный электрический ток.
statia_3

Основным полупроводником использующимся для изготовления солнечных панелей является кремний.  Атом кремния обладает четырьмя электронами в валентной зоне (электроны которые могут покинуть свой атом) В кристаллической решетке атом кремния окружен четырьмя соседними атомами. Связь между атомами формируется из двух электронов по одному от каждого атома и такая связь называется ковалентной. Таким образом каждый атом связан с соседними атомами восемью электронами.

Добавление примесей

Для увеличение количества электронов проводимости в кристаллическую решетку кремния добавляют атомы фосфора содержащие в валентной зоне пять электронов, четверо формируют прочные ковалентные связи с атомами кремния, а пятый остается свободным и может участвовать в проводимости. Такой материал называется проводником n – типа, так как основными носителями заряда в нем являются отрицательно заряженные электроны.

В материале p – типа наоборот основными носителями заряда являются “дырки”. Кол-во которых увеличено за счет добавления атомов бора в кремниевую кристаллическую решетку. Атомы бора содержат только три электрона в валентной зоне, следовательно электронов не достаточно для формирования четырех ковалентный связей, в результате появляется “дырка”.