Солнечная энергетика (рынок России)

Солнечная энергетика (рынок России)

Использование солнечной энергии для обеспечения жизненных потребностей в 21 веке является актуальным вопросом не только для корпораций, но и для населения. Теперь использование солнечных батарей для получения экологической электроэнергии привлекает много людей своей доступностью, автономностью, неиссякаемостью и минимальными вложениями. Теперь эти явления настолько привычны и обыденны, что уже давно прочно обосновались в нашу каждодневную жизнь.

Данный источник электроэнергии используется для освещения, функционирования бытовых электроприборов и отопления. Уличные фонари на солнечных батареях используются повсеместно в городской черте, на дачных участках и территориях загородных коттеджей.

Содержание

Принцип работы солнечной батареи

Устройство предназначено для непосредственного преобразования лучей солнца в электричество. Этот действие называется фотоэлектрическим эффектом. Полупроводники (кремневые пластины), которые используются для изготовления элементов, обладают положительными и отрицательными заряженными электронами и состоят их двух слоев n-слой (-) и р-слой (+). Излишние электроны под воздействием солнечного света выбиваются из слоев и занимают пустые места в другом слое. Это заставляет свободные электроны постоянно двигаться, переходя из одной пластины в другую вырабатывая электричество, которое накапливается в аккумуляторе.

Как работает солнечная батарея, во многом зависит от ее устройства. Первоначально фотоэлементы изготавливались из кремния. Они и сейчас очень популярны, но поскольку процесс очистки кремния достаточно трудоемок и затратен, разрабатываются модели с альтернативными фотоэлементами из соединений кадмия, меди, галлия и индия, но они менее производительны.

КПД солнечных батарей с развитием технологий вырос. На сегодняшний день это показатель возрос от одного процента, который регистрировался в начале столетия, до более двадцати процентов. Это позволяет в наши дни использовать панели не только для обеспечения бытовых нужд, но и производственных.

Технические характеристики

Устройство солнечной батареи довольно простое, и состоит из нескольких компонентов:

  • Непосредственно фотоэлементы / солнечная панель;
  • Инвертор, преобразовывающий постоянный ток в переменный;
  • Контроллер уровня заряда аккумулятора.

Аккумуляторы для солнечных батарей купить следует с учетом необходимых функций. Они накапливают и отдают электроэнергию. Запасание и расход происходит в течение всего дня, а ночью накопленный заряд только расходуется. Таким образом, происходит постоянное и непрерывное снабжение энергией.

Чрезмерная зарядка и разрядка батареи укорачивает ее эксплуатационный срок. Контроллер заряда солнечной батареи автоматически приостанавливают накопление энергии в аккумуляторе, когда он достиг максимальных параметров, и отключают нагрузку устройства при сильной разрядке.

(Tesla Powerwall — аккумулятор для солнечных панелей на 7 КВт — и домашняя зарядка для электромобилей)

Сетевой инвертор для солнечных батарей является самым важным элементом конструкции. Он преобразовывает полученную от солнечных лучей энергию в переменный ток различной мощности. Являясь синхронным преобразователем, он совмещает выходное напряжение электрического тока по частоте и фазе со стационарной сетью.

Фотоэлементы могут соединяться как последовательно, так и параллельно. Последний вариант увеличивает параметры мощности, напряжения и тока и позволяет устройству работать, даже если один элемент потеряет функциональность. Комбинированные модели изготовлены с использованием обеих схем. Эксплуатационный срок пластин около 25 лет.

Принцип работы

Элементы солнечных батарей представляют собой пластинки из кремния толщиной 0,3 мм. Со стороны, на которую попадает свет, в пластину добавлен бор. Это приводит к появлению избыточного количества свободных электронов. С обратной стороны добавлен фосфор, что приводит к образованию «дырок». Граница между ними называется p-n переход. При попадании света на пластину, он «выбивает» электроны на обратную сторону. Так появляется разность потенциалов. Вне зависимости от размера элемента, одна ячейка развивает напряжение 0,7 В. Для увеличения напряжения, их соединяют последовательно, а для повышения силы тока – параллельно.

Мнение эксперта Алексей Бартош Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники. Задать вопрос эксперту В некоторых конструкциях, для увеличения мощности, над элементами устанавливались линзы или использовалась система зеркал. С уменьшением стоимости батарей такие устройства стали неактуальными.

Максимальный КПД панели, а, следовательно, и мощность, достигается при падении света под углом 90 градусов. В некоторых стационарных устройствах батарея поворачивается вслед за солнцем, но это сильно удорожает и утяжеляет конструкцию.

Преимущества и недостатки

Основные преимущества солнечных батарей:

  • солнечная энергия абсолютно бесплатная;
  • позволяют получать экологически чистую электроэнергию;
  • быстро окупаются;
  • простая установка и принцип работы.

Недостатки:

  • большая стоимость;
  • для удовлетворения потребностей небольшой семьи в электроэнергии нужна достаточно большая площадь фотоэлементов;
  • эффективность существенно падает в облачную погоду.

Как было сказано раньше, принцип работы заключается в эффекте полупроводников. Кремний является одним из самых эффективных полупроводников, из известных человечеству на данный момент.

При нагревании фотоэлемента (верхней кремниевой пластины блока преобразователя) электроны из атомов кремния высвобождаются, после чего их захватывают атомы нижней пластины. Согласно законам физики, электроны стремятся вернуться в свое первоначальное положение. Соответственно, с нижней пластины электроны двигаются по проводникам (соединительным проводам), отдавая свою энергию на зарядку аккумуляторов и возвращаясь в верхнюю пластину.

Эффективность фотоэлементов, созданных при помощи монокристаллического метода нанесения кремния, является существенно выше, поскольку в такой ситуации кристаллы кремния имеют меньше граней, что позволяет электронам двигаться прямолинейно.

Установка солнечных батарей

Если конструкции будут использоваться для электрообеспечения жилых пространств, то место установки следует выбирать тщательно. Если панели будут загорожены высотными зданиями или деревьями, то трудно будет получить необходимую энергию. Их необходимо разместить там, где поток солнечных лучей максимален, то есть на южную сторону. Конструкцию лучше установить под наклоном, угол которого равен географической широте месторасположения системы.

Солнечные панели должны размещаться таким образом, чтобы хозяин имел возможность периодически очищать поверхность от пыли и грязи или снега, поскольку это приводит к более низкой способности выработки энергии.

Солнечная батарея своими руками

Те, кто хочет сэкономить, задумываются, как сделать солнечную батарею в домашних условиях самостоятельно, чтобы она обладала необходимыми эксплуатационными параметрами и полностью обеспечивала энергетические потребност. Это особенно актуально для мест отдаленных от главных артерий цивилизации.

Солнечные батареи своими руками в домашних условиях изготавливаются из соответствующих элементов, которые можно купить в открытом доступе в специализированных компаниях или через интернет магазины. Если кремниевые пластины должны приобретаться у производителей, то остальные элементы, такие как лента, рамка, пленка, стекло, припой и прочее можно вполне обнаружить и дома в хозяйстве.

Солнечная батарея своими руками из подручных средств изготавливается некоторыми умельцами из медных листов, зажимов, мощных электроплит, соли и из других материалов. Такие кустарные устройства не смогут полностью обеспечить необходимой электроэнергией и могут использоваться лишь в небольших масштабах.

Лучше всего солнечные батареи купить у производителя, поскольку они обладают гарантией и необходимыми функциональными и эксплуатационными параметрами, и, значит, не подведут. Производство солнечных батарей базируется на применении новейших технологий, которые постоянно развиваются, предлагая более усовершенствованные модели. В зависимости от размеров устройств, они могут использовать для различных целей в местах, где нет снабжения электроэнергией. Они встречаются на калькуляторах, часах, различных мобильных устройствах.

Так, например, рюкзак с солнечной батареей будет незаменимым помощником тех, кто любит путешествовать с комфортом. Он накопит достаточно энергии, чтобы зарядить фонарик для освещения туристической палатки или чтобы во время похода заряжать необходимые гаджеты. Судя по отзывам, солнечные батареи используются часто и с удовольствием для удовлетворения разнообразных нужд не только на природе, но и в быту.

Современные устройства со встроенными солнечными модулями

  • Power bank с солнечной батареей – внешний накопитель с фотоэлементами для преобразования солнечных лучей в заряд аккумулятора. Он обладает несколькими портами и предназначен для зарядки смартфонов или планшетов. Это незаменимое устройство для тех кто, много времени тратят в дороге и пользуются гаджетами. Устройство, зависимо от модели может дополняться различными функциями, как, к примеру, фонариком.
  • Робот конструктор – наборы с различными элементами, из которых можно собрать несколько конструкций, которые двигаются автономно. Это лучшая игрушка для любознательных детей. Робот конструктор на солнечной батарее купить интересно будет не только малышам, но и вполне взрослым дяденькам, поскольку захватывающим является не только движение робота, но и сам процесс сборки.

  • Уличные садовые светильники на солнечных батареях – идеальное решение для сада, огорода или приусадебного участка. Благодаря накопленному заряду они будут светиться всю ночь. Для этого не нужно прокладывать специальную проводку. Их можно брать с собой на рыбалку или семейный поход. Чрезвычайная мобильность, компактность и удобство делают фонари самыми востребованными изделиями на солнечных батареях.

Возможности эксплуатации настолько разнообразны, а технологии так быстро развивается, что скоро солнечные модули охватят все сферы жизни современного человека.

Эффективность солнечных батарей зимой

Несмотря на то что зимой солнце поднимается ниже, поток света уменьшается незначительно, особенно после выпадения снега.

Основных причин, по которым солнечные элементы зимой менее эффективны три:

  • Меняется угол падения лучей. Для того чтобы сохранять мощность, угол наклона батареи необходимо менять хотя бы раз в сезон, а лучше каждый месяц.
  • Снег, особенно влажный, налипает на поверхность устройства. Его необходимо убирать сразу после выпадения.
  • Зимой меньше продолжительность светлого времени суток, а также больше пасмурных дней. Изменить это невозможно, поэтому приходится рассчитывать мощность батареи по зимнему минимуму.

2019

«Хевел» построила СЭС на железнодорожной станции в Ставрополье

17 декабря 2019 года группа компаний «Хевел» сообщила о выполнении поставки оборудования и монтажа солнечной электростанции мощностью 30,7 кВт для электроснабжения железнодорожной станции Светлоград в Ставропольском крае. Подробнее .

В Калмыкии завершено строительство подстанций Малодербетовская и Яшкульская для солнечных электростанций

13 декабря 2019 года компания РОТЕК сообщила, что её специалисты завершили строительство и сдали заказчику два объекта сетевой инфраструктуры на юге России: повышающие подстанции ПС 10/110 кВ «Малодербетовская» и «Яшкульская». Они предназначены для выдачи мощности двух солнечных электростанций общей мощностью 120 МВт, возводимых компанией Хевел. Подробнее .

«Хевел» ввела в эксплуатацию Хоринскую СЭС в Бурятии мощностью 15 МВт

9 декабря 2019 года компания Hevel solar сообщила, что в Хоринском районе Республики Бурятия введена в эксплуатацию солнечная электростанция (СЭС) мощностью 15 МВт. Открытие солнечной электростанции состоялось в рамках рабочей поездки Главы Республики Бурятия Алексея Цыденова в Хоринский район. Подробнее .

«Хевел» ввела в эксплуатацию Лиманскую СЭС в Астраханской области мощностью 30 МВт

3 декабря 2019 года группа компаний «Хевел» сообщила о том, что ввела в эксплуатацию солнечную электростанцию в Астраханской области – Лиманскую СЭС мощностью 30 МВт. Станция с 1 декабря 2019 года начала отпуск электроэнергии в сеть. Подробнее .

«Росэлектроника» вывела на рынок многофункциональную автономную станцию с солнечными батареями

8 ноября 2019 года холдинг «Росэлектроника» Госкорпорации Ростех сообщил, что выводит на рынок многофункциональную автономную станцию, оснащенную солнечными батареями и мощной аккумуляторной батареей. Накопленной солнечной энергии устройству достаточно как для освещения улиц в темное время суток, так и для круглосуточной зарядки мобильных устройств и организации точки Wi-Fi доступа. Подробнее .

Реализация более 7 тыс. солнечных модулей «Хевел» за 6 месяцев в 33 российских регионах

1 ноября 2019 года группа компаний «Хевел» проанализировала данные о регионах, в которые были осуществлены поставки собственных солнечных модулей за 6 месяцев 2019 года с апреля по сентябрь. Всего за указанный период было реализовано более 7000 солнечных модулей «Хевел» в 33 российских регионах.

На основании этих данных был составлен рейтинг топ-15 регионов, в которых частная солнечная энергетика развивается наиболее активно. Подробнее .

«Росэлектроника» поставила солнечные батареи в Республику Тыва

Холдинг «Росэлектроника» Госкорпорации Ростех 31 октября 2019 года сообщил о поставке фотоэлектрических солнечных модулей отечественного производства на базе кристаллического кремния в Республику Тыва. Батареи обладают высокой прочностью для защиты от повреждений при воздействии града, снега, льда и ветра.

За счет низкого содержания оксидов железа, специального рельефа поверхности и высокой теплопроводности покрытия солнечные модули, разработанные Рязанским заводом металлокерамических приборов (входит в «Росэлектронику»), обеспечивают повышенную выработку энергии. Мощность каждого солнечного модуля – 270 Вт.

Солнечные батареи высокой мощности могут применяться для освещения дорог и пешеходных переходов, строительства крупных сетевых станций, создания охранных и навигационных систем, в сельском хозяйстве для организации работ систем орошения и водоснабжения, а также электропитания ограждений.

Специальные разъемы и кабели позволяют легко монтировать модули, что сокращает затраты при установке, а также обеспечивает повышенную безопасность при эксплуатации.

Использование «зеленой» энергетики – мировой тренд при создании «умных» городов. И с каждым годом область применения солнечных батарей стремительно растет. Емкость российского рынка составляет 600 МВт – это около 30 млрд рублей, а к 2022 году в связи с реализацией нацпроектов по модернизации городской среды она увеличится до 1 330 МВт – 66,5 млрд рублей. Помимо серийных изделий, мы готовы выпускать модули по индивидуальным проектам заказчиков, – рассказали в «Росэлектронике».

Ввод в эксплуатацию солнечной электростанции на территории «Омского НПЗ»

На территории Омского НПЗ «Газпром нефть» при участии группы компаний «Хевел» введена в эксплуатацию первая в регионе солнечная электростанция мощностью 1 МВт. Объект генерации состоит из 2,5 тысяч солнечных модулей, установленных на незадействованных в производственных процессах площадях, а также на кровле и фасадах зданий, сообщили в «Хевел» 21 октября 2019 года. Подробнее .

Производство заводом «Хевел» 62 МВт солнечных модулей за третий квартал

Завод по производству солнечных модулей группы компаний «Хевел» за третий квартал 2019 года выпустил около 185 тысяч гетероструктурных солнечных модулей общей мощностью 62 МВт, что на 25% больше, чем за аналогичный период прошлого года. Всего за 9 месяцев 2019 года произведено более 496 тысяч солнечных модулей общей мощностью 160 МВт, сообщили в «Хевел» 17 октября 2019 года. Подробнее .

Запуск программы электроснабжения бурятских фермеров с помощью солнечной энергии

12 сентября 2019 года компания Hevel сообщила, что правительство Республики Бурятия запустило программу электроснабжения фермерских хозяйств за счет технологий солнечной энергетики. Механизм поддержки предусматривает выделение фермерам субсидий на покупку энергетического оборудования, необходимого для ведения хозяйственной деятельности. Субсидии покрывают 95% расходов на энергоустановку и не включают налоговые выплаты. Оставшиеся 5% стоимости оплачивает фермер. Подробнее .

В Республике Калмыкия введена в эксплуатацию первая в регионе солнечная электростанция

В Черноземельском районе Республики Калмыкия введена в эксплуатацию первая в регионе солнечная электростанция. Об этом 21 августа 2019 года сообщила компания Hevel, построившая солнечную электростанцию.Подробнее .

Выпуск заводом «Хевел» 311 тыс. солнечных модулей мощностью 98 МВт

19 июля 2019 года группа компаний «Хевел» сообщила о том, что в первом полугодии 2019 года завод по производству солнечных модулей выпустил более 311 тысяч высокоэффективных гетероструктурных солнечных модулей общей мощностью 98,2 МВт, что на 18% больше чем за аналогичный период прошлого года. Подробнее .

Елшанская солнечная электростанция мощностью 25 МВт введена в эксплуатацию

В Оренбургской области введена в эксплуатацию Елшанская СЭС мощностью 25 МВт. C 1 июля 2019 года станция начала отпуск электроэнергии в сеть, сообщили в компании «Хевел». Подробнее .

«Хевел» увеличила годовой объем выпуска солнечных модулей в Новочебоксарске до 260 МВт

Группа компаний «Хевел» 24 июня 2019 года объявила о завершении модернизации производственных мощностей на заводе в Новочебоксарске. Годовой объем выпуска гетероструктурных солнечных модулей увеличен со 160 до 260 МВт, что позволило на 50% обеспечить текущие потребности российского рынка солнечной энергетики. Также с этого дня завод начал производить двухсторонние солнечные ячейки и модули, мощность фронтальной стороны которых достигает 380 Вт. Подробнее .

«Хевел» построит в Башкирии солнечную электростанцию с накопителем энергии

25 апреля 2019 года группа компаний «Хевел» сообщила, что до конца 2019 года построит в России гибридную солнечную электростанцию с промышленными накопителями энергии. Солнечная генерация общей мощностью 10 МВт будет расположена в Бурзянском районе Республики Башкортостан. Подробнее .

В Ульяновской области построят завод по производству солнечных панелей

В январе во время рабочего визита в Китай делегация с губернатором Ульяновской области посетила предприятие технологического партнера австрийской компании Green Source для ознакомления с продукцией компании и обсуждения предстоящего строительства завода по производству солнечных панелей на территории Ульяновской области. Договоренность о строительстве такого завода была достигнута с австрийскими компаниями еще в прошлом году.

«В конце 2018 года мы договорились с австрийскими компаниями о строительстве в Ульяновской области предприятия по производству фотоэлектрических модулей для солнечных электростанций с использованием перспективной технологии», — сообщил губернатор Морозов 19 января на своей странице в фейсбуке.


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *