Обзор российского производства солнечных панелей

Из всех известных человеку альтернативных источников энергии самыми востребованными на сегодняшний день являются солнечные батареи, коллектор и другие устройства, работающие от энергии солнца. Альтернативная энергетика развивается очень активно во всём мире и в России начинаются определённые подвижки в этом направлении. В европейских странах на домах можно часто видеть солнечные коллекторы и панели. У нас их используют единицы, даже в южных регионах. При этом есть несколько крупных и мелких российских производителей панелей для гелиосистем. Всё больше людей интересуются тем, где можно купить гелиопанели и сколько они позволяют они вырабатывают электроэнергии. При этом колебания курса валют поднимают спрос на солнечные панели российского производства. С китайским производством по себестоимости соревноваться сложно. Но по сравнению с европейскими гелиосистемами, продукция российского производства выигрывает в цене. Сегодня мы посмотрим, какие в России есть предприятия по выпуску солнечных панелей.

В последние десятилетия солнечная энергетика ускорила своё развитие. С 1990 по 2010 год объём производства солнечных панелей вырос в несколько сотен раз. В ближайшие десять лет использование энергии солнца вырастет в 5 раз по сравнению с сегодняшними показателями. Но при этом доля гелиосистем в общей энергетике пока ещё небольшая (примерно 5%). Между тем, солнечные панели используются для получения энергии в различных космических программах. В тех регионах планеты, где высокая солнечная инсоляция, появляются новые солнечные электростанций. Постепенно они наращивают свою мощность и уже могут обеспечивать электричеством небольшие населённые пункты.

Солнечные панели являются одним из двух вариантов преобразования . Они преобразуют её в электричество. Второй вариант преобразования – это коллекторы, которые собирают солнечное тепло. Вместе с использованием солнечных панелей увеличивается использование экономичных осветительных приборов. В основном осветительных приборов на светодиодах. Кроме солнечных электростанций и батарей для выработки электричества в частных домах, панели также применяются в различных бытовых приборах. Это калькуляторы, автомобили, автономные светильники и так далее. Подробнее можете прочитать по указанной ссылке.

Отношение государственной власти к солнечной энергетике также меняется. Устанавливаются льготы для тех, кто использует альтернативные источники энергии. Кстати, к возобновляемым источникам энергии относятся гидроэлектростанции. К сожалению, части они тоже наносят вред окружающей среде.

Как дела с альтернативной энергетикой в России?

Гидроэлектростанции в России вырабатывают 15% всей электроэнергии, а остальные альтернативные источники имеют долю менее 1%. При этом у нас в стране есть довольно крупные производства солнечных панелей. На них выпускаются солнечные модули для различных устройств. Выпускаются одно и двухсторонние панели, складные, гибкие, тонкоплёночные.

В основном все российские производства солнечных батарей выпускают панели с КПД до 20%. Но некоторые фирмы в небольших объёмах выпускают солнечные модули с большим КПД. Подробнее о читайте по указанной ссылке. В большинстве случаев КПД выпускаемых на сегодняшний день панелей составляет 12─17 процентов.

Российские производители солнечных батарей

Ниже представлен перечень компаний, которые выпускают солнечные панели российского производства. Данные были взяты из открытых источников. Вполне возможно, что некоторые из них меняли названия или реорганизовывались. Если вы нашли неправильную информацию, просьба отписать в комментариях к статье. Цены на продукцию приводятся примерные и на момент прочтения вами статьи могут отличаться.

ЗАО «Телеком-СТВ»

Российская компания ЗАО «Телеком-СТВ» находится в Зеленограде. Стоимость панелей в среднем составляет около 6 тысяч рублей за панель мощностью 100 ватт. Это дешевле немецких аналогов примерно на треть. Заявленный КПД составляет около 20 процентов. На этом производстве используется технология выпуска пластин кремния и создания панелей на их основе.

Один из наиболее популярных продуктов компании имеет в названии ТСМ. Маркировка различных моделей зависит от ёмкости, значения которой лежат в интервале 15─230 ватт. К примеру, ТСМ-110А – это панель мощностью 115 ватт. Солнечные панели в основном выпускаются из монокристаллических фотоэлементов, но также используются и поликристаллы.

Производство в Зеленограде было основано в 1991 году. За эти годы предприятие «Телеком-СТВ» накопило богатый опыт в производстве солнечных панелей.

Рязанский завод металлокерамических приборов начал свою работу ещё в 1963 году. В начале «нулевых» российское предприятие переходит на ISO 9001. Это международная система контроля качества. На производстве выпускаются солнечные панели по нормам ГОСТ 12.2.007─75.

Предприятие предлагает достаточно широкий ассортимент продукции:

• Фотоэлектрические солнечные панели;
• Контроллеры, инверторы для гелио систем;
• Монокристаллические модули мощностью от 8 до 100 ватт. Они используются для обеспечения электричеством жилых домов, освещения улиц, для зарядки аккумуляторов автомобилей, питания радиотехники;
• Панели небольшой ёмкости. Их мощность от 3,5 до 5 ватт. Используются в мобильных гаджетах, power bank и прочей портативной электронике.

В качестве примера продукции ЗМКП можно привести солнечные панели RZMP. Они имеют разную мощность и КПД 12─17%. Эти панели делают путём последовательного соединения фотоэлементов и наклеивания их на основу из алюминия. Модели RZMP используются в системах энергоснабжения частных домов и отдельных помещений. Модели мощностью примерно 240 ватт стоят примерно 14─15 тысяч рублей.

Технология этого российского производства включает в себя строгий контроль качества на предмет соответствия сертификатам.

Производство батарей Hevel в Новочебоксарске

Это инновационное российское производство в Чувашии было организовано компанией Hevel. Здесь выпускаются тонкоплёночные микроморфные батареи. Эта разновидность панелей может улавливать рассеянное освещение более эффективно, чем фотоэлементы на моно и поликристаллах. Кроме того, такие батареи производства Hevel имеют небольшую толщину и эстетичны внешний вид. Их часто устанавливают на фасадах домов для обеспечения их резервным источника электроэнергии.

Среди продуктов производства можно привести пример популярной панели под названием Hevel Solar HVL. Она имеет мощность 100─105 ватт. Цены на солнечные панели начинаются от 9 тысяч рублей. На производстве выпускаются модули из поликристаллических фотоэлементов. У них ниже стоимость и КПД. В компании Hevel рекомендуют использовать их для использования в гелиосистемах для частных домов в регионах, где больше 300 солнечных дней в году.

Альтернативная энергетика во всем мире развивается стремительными темпами, вот только Россия достаточно сильно отстает от большинства европейских стран в этом вопросе. Если в Германии, Норвегии, Швеции солнечные батареи можно встретить практически на каждом жилом доме, то в России их используют единицы. Но, несмотря на это, в нашей стране существует несколько достаточно крупных заводов, которые производят панели, работающие благодаря энергии солнца.

Конечно, с китайскими производителями наши не сравняться. Их продукция одна из самых доступных, их солнечные батареи заполнили все мировые рынки, и в России, и в Европе. Но это ни в коем случае не должно останавливать наших соотечественников от поддержки российского производителя.

Завод СБ в Зеленограде

В городе Зеленограде за производство СБ отвечает завод «Телеком-СТВ». Основали это предприятие сотрудники предприятий микроэлектроники в 1991 году. Большой научный, производственный и образовательный опыт работы сотрудников «Телеком-СТВ» позволяет им решать любые проблемы, возникающие в процессе их деятельности.

На сегодняшний день к основным видам деятельности «Телеком-СТВ» относится:

• Производство фотоэлементов и батарей на их основе.
• Разработка оборудования, предназначенного для изготовления солнечных модулей.
• Разработка и поставка автономных систем энергоснабжения и другие.

В городе Зеленограде функционирует предприятие компании Светорезерв, образованной в г. Москва в 2003 году. Одна из основных целей предприятия – широкое распространение уличного освещения с использованием солнечных батарей и светодиодных технологий. Ее штат состоит из высококвалифицированных инженеров-разработчиков, сотрудничающих с ведущими научно-исследовательскими центрами в России и за рубежом. Это помогает им изготавливать продукцию, удовлетворяющую высокие требования заказчиков.

Завод СБ в Рязани

Рязанский завод металлокерамических приборов существует уже с сентября 1963 года. Ассортимент его продукции очень разнообразен:

• Контроллеры и инверторы для солнечных систем.
• Монокристаллические модули мощность 8-100 Вт. Для систем энергообеспечения в жилых домах, для уличного освещения, автомобильных аккумуляторов, различной радиотехники, заправочных станций и других объектов.
• Миниатюрные панели мощностью 3,5-5 Вт. Применяются для мобильных телефонов, солнечных вентиляторов и других портативных устройств.
• Фотоэлектрические системы (постоянного и переменного тока).

Рязанский ЗМКП предлагает населению достаточно доступную продукция. Солнечная батарея мощностью в 120 ВТ обойдется примерно в 20 тыс. рублей. И что самое главное технология производства систематически проходит инспекционный контроль, и ее качество подтверждается соответствующими сертификатами.

Завод СБ в Новочебоксарске

Один из крупнейших производителей СБ в России ООО «Хевел» планирует вывести отечественные солнечные батареи на международный рынок. Эта компания специализируется на производстве тонкопленочных модулей, завод располагается в Новочебоксарске. Годовой объем производства составляет более одного млн. панелей ежегодно.
Основана компания «Хевел» была в 2009 году. Ее учредителями выступают ГК «Ренова», которой принадлежит 51% акций, и «РОСНАНО» с 49%. Помимо выпуска СБ, компания специализируется на строительстве «под ключ» электростанций, производстве вспомогательного оборудования и т.д.

На Новочебоксарском заводе используется одна из передовых технологий производства СБ с использованием аморфного кремния, принадлежащая швейцарской компании Oerlikon Solar. А совместно с Физико-техническим институтом им. Иоффе «Хевел» основал Научно-технический центр в Санкт-Петербурге, который стал участником проекта «Сколково». Будем надеяться, что нанотехнологии помогут компании сделать производимые ею солнечные панели доступными каждому.

Завод СБ в Краснодаре

Производство солнечных батарей в Краснодаре представлено компаниями «Солнечный ветер» и «Сатурн». Причем «Солнечный ветер» одно из немногих предприятий, изготавливающий помимо модулей еще и оборудование для производства батарей. Его продукция установлена на базовой станции «ВымпелКома» и МТС, где позволила сократить затраты на топливо в 4 раза.

ОАО «Сатурн» при производстве СБ использует следующие виды каркасов:

• сетчатые;
• пленочные;
• металлические;
• струнные.

Изготавливаемая ими продукция показала хорошие результаты в космическом пространстве и на земле. Плюс ко всему они запатентовали свою собственную технологию производства фотоэлементов из кремния. А для увеличения КПД батарей используют германиевые подложки и многопереходные арсенид-геливые элементы. Всего за время своей деятельности компания выпустила более 1200 панелей общей площадью около 20 тыс. кв.м.

Более полный перечень фирм, изготавливающих и поставляющих оборудование и изделия для солнечной энергетики, вы найдете в нашем .

Получается, что в России дела с альтернативной энергетикой обстоят не так ужасающе, как кажется на первый взгляд. Российские производители СБ стремятся развивать свою деятельность, вкладывают большие суммы денег в разработку новых технологий и материалов. Хочется верить, что в скором будущем все это даст свои плоды, которыми смогут пользоваться не только «сильные мира сего», но и широкие массы.

Статью подготовила Абдуллина Регина

На видео Рязанский завод металлокерамических приборов:

Неизменный рост потребления энергии солнечного света способствует увеличению спроса на оборудование, с помощью которого эту энергию можно накапливать и использовать для дальнейших нужд. Наиболее популярным способом получения электроэнергии является солнечная фотовольтаика. В первую очередь объясняется это тем, что производство солнечных батарей основано на использовании кремния – химического элемента, занимающего второе место по содержанию в земной коре.

Рынок солнечных батарей на сегодняшний день представляют крупнейшие мировые компании с многомиллионными оборотами и многолетним опытом. В основе производства солнечных панелей лежат различные технологии, которые постоянно совершенствуются. В зависимости от ваших нужд вы можете найти солнечные батареи, размеры которых позволяют встроить их в микрокалькулятор, или панели, которые без проблем разместятся на крыше здания или автомобиля. Как правило, одиночные фотоэлементы вырабатывают очень небольшое количество мощности, поэтому используются технологии, позволяющие соединять их в так называемые солнечные модули. О том, кто и как это делает и пойдет речь дальше.

Технологический процесс изготовления солнечных панелей

1 этап

Первое с чего начинается любое производство, в том числе и производство солнечных батарей – это подготовка сырья. Как мы уже упоминали выше, основным сырьем в данном случае служит кремний, а точнее кварцевый песок определенных пород. Технология подготовки сырья состоит из 2 процессов:

1. Этап высокотемпературного плавления.
2. Этап синтеза, сопровождающийся добавлением различных химических веществ.

Путем этих процессов достигают максимальной степени очистки кремния до 99,99%. Для изготовления солнечных батарей чаще всего используют монокристаллический и поликристаллический кремний. Технологии их производства различны, но процесс получения поликристаллического кремния менее затратный. Поэтому солнечные батареи, изготовленные из этого вида кремния, обходятся потребителям дешевле.

После того, как кремний прошел очистку, его разрезают на тонкие пластины, которые, в свою очередь, тщательно тестируют, производя замер электрических параметров посредством световых вспышек ксеноновых ламп высокой мощности. После проведенных испытаний пластины сортируют и отправляют на следующий этап производства.

2 этап

Второй этап технологии представляет собой процесс пайки пластин в секции, с последующим формированием из этих секций блоков на стекле. Для переноса готовых секций на поверхность стекла используют вакуумные держатели. Это необходимо для того, чтобы исключить возможность механического воздействия на готовые солнечные элементы. Секции, как правило, формируют из 9 или 10 солнечных элементов, а блоки – из 4 или 6 секций.

3 этап

3 этап – это этап ламинирования. Спаянные блоки фотоэлектрических пластин ламинируют этиленвинилацетатной пленкой и специальным защитным покрытием. Использование компьютерного управления позволяет следить за уровнем температуры, вакуума и давления. А также программировать требуемые условия ламинирования в случае использования разных материалов.

4 этап

На последнем этапе изготовления блоков солнечных батарей монтируется алюминиевая рама и соединительная коробка. Для надежного соединения коробки и модуля используется специальный герметик-клей. После чего солнечные батареи проходят тестирование, где измеряют показатели тока короткого замыкания, тока и напряжения точки максимальной мощности и напряжения холостого хода. Для получения необходимых значений силы тока и напряжения возможно объединение не только солнечных элементов, но и готовых солнечных блоков между собой.

Какое оборудование необходимо?

При производстве солнечных панелей необходимо использовать только качественное оборудование. Это обеспечивает минимальные погрешности при измерении различных показателей в процессе тестирования солнечных элементов и состоящих из них блоков. Надежность оборудования предполагает более долгий срок эксплуатации, следовательно, минимизируются расходы на замену вышедшего из строя оборудования. При низком качестве возможны нарушения технологии изготовления.

Основное оборудование, используемое в процессе производства солнечных панелей:

Кто поставляет нам солнечные батареи?

Солнечные панели – дело очень перспективное, а главное прибыльное. Количество покупаемых солнечных батарей увеличивается с каждым годом. Что обеспечивает постоянный рост объемов продаж, в котором заинтересован любой завод по производству солнечных батарей, а их по всему миру немало.

На первом месте стоят, конечно, китайские компании. Низкая стоимость солнечных батарей, которые китайцы экспортируют по всему миру, привела к появлению множества проблем у других крупнейших компаний. За последние 2-3 года о закрытии производства солнечных панелей объявили, по меньшей мере, 4 немецких бренда. Началось все с банкротства компании Solon, после которой закрылись Solarhybrid, Q-Cells и Solar Millennium. Американская компания First Solar также заявила о закрытии своего завода во Франкфурте-на-Одере. Свое производство панелей свернули и такие гиганты как Siemens и Bosch. Хотя, учитывая, что китайские солнечные батареи стоят, к примеру, почти в 2 раза дешевле немецких аналогов, удивляться здесь нечему.

Первые места в топе компаний, производящих солнечные панели, занимают:

• Yingli Green Energy (YGE) является ведущим производителем солнечных батарей. За 2012 год ее прибыль составила более 120 млн. $. Всего она установила солнечных модулей более чем на 2 ГВт. Среди ее продукции панели из монокристаллического кремния мощностью 245-265 Вт и поликристаллические кремниевые батареи мощностью 175-290 Вт.
• First Solar. Хоть эта компания и закрыла свой завод в Германии, в числе крупнейших она все-таки осталась. Ее профиль – это тонкопленочные панели, мощность которых за 2012 год составила около 3,8 ГВт.
• Suntech Power Ко. Производственные мощности этого китайского гиганта составляют примерно 1800 МВт в год. Около 13 млн солнечных батарей в 80 странах мира – это результат труда этой компании.

Среди российских заводов следует выделить:

• «Солнечный ветер»
• ООО «Хевел» в Новочебоксарске
• «Телеком-СТВ» в Зеленограде
• ОАО «Рязанский завод металлокерамических приборов»
• ЗАО «Термотрон-завод» и другие.

Более полный перечень фирм, изготавливающих и поставляющих оборудование и изделия для солнечной энергетики, вы найдете в нашем .

Не отстают и страны СНГ. Так, например, завод по производству солнечных батарей еще в прошлом году был запущен в Астане. Это первое предприятия подобного рода в Казахстане. В качестве сырья планируется использовать 100% казахского кремния, а оборудование, установленное на заводе, отвечает всем последним требованиям и полностью автоматизировано. Запуск аналогичного завода есть и в планах у Узбекистана. Инициатором строительства выступила крупнейшая китайская компания Suntech Power Holdings Co, такое же предложение поступило и от российского нефтяного гиганта «ЛУКОЙЛ».

При таких темпах строительства, следует ожидать повсеместного использования солнечных модулей. Но это и неплохо. Экологичный энергетический источник, дающий бесплатную энергию, сможет решить множество проблем, связанных с загрязнением окружающей среды и истощением запасов природного топлива.

Статью подготовила Абдуллина Регина

Видео о процессе изготовления солнечных панелей:

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.

Альтернативные источники энергии все больше завоевывают отечественный рынок. Объясняется это высокими ценами на электричество, поставляемое по центральным сетям, а еще частыми скачками напряжения в них и даже отключением. Чтобы сделать свой дом полностью автономным многие выбирают солнечные панели производства Россия. Почему выбор падает именно на эти устройства? Возможно потому, что отечественная продукция является одной из самых дешевых на рынке.

Где применяются солнечные преобразователи

С каждым годом сфера их использования становится все шире. Если первоначально они использовались для обеспечения энергией жилых помещений, то сегодня находят применение повсеместно.

Смотрим видео, область применения и как работает солнечная панель:

Наиболее часто можно увидеть отечественные солнечные панели в удаленных районах, где нет централизованного электроснабжения. Именно в таких населенных пунктах нужны надежные и в то же время рентабельные источники энергии. Они с успехом применяются для:

• Индивидуальных строений;
• Небольших предприятий;
• На сельскохозяйственных объектах.

Что же касается крупных населенных пунктов, то в них уже давно используются солнечные батареи. Они обеспечивают энергией жилые здания, офисы, промышленные предприятия. Чаще всего им отводится роль резервных источников энергии. Поэтому производство солнечных панелей в России развивается достаточно быстро.

Самым главным достоинством таких установок является их абсолютная экологическая чистота. Только фотоэлектрические системы способны обеспечивать человека чистой энергией и не наносят вреда окружающей среде, как тепловые электростанции.

Секреты производства

Основным компонентом устройства служат кремниевые фотопреобразователи или пластины. Они бывают двух типов:

• Монокристаллические;
• Мультикристаллические.

Первые изготавливаются путем нарезки из одного кристалла пластин конкретных размеров. Обычно он представляет собой слиток, из него вырезаются псевдоквадратные детали. Такая форма выбрана не случайно. Они обеспечивают более плотное заполнение поверхности устройства.

Мультикристаллические пластины выполняют в виде правильных квадратов.

Но как же работают солнечные батареи российского производства? Прежде чем рассматривать принцип работы следует уяснить, что основу кристаллических пластин составляет p-n переход. Его главное свойство – это возможность перемещения носителей в одном направлении. На этом принципе базируется работа фотоэлектрических элементов. Солнечные лучи падая на панель приводят к образованию электронов и дырок. И пропуская лучи p-n переход разделяет их. После этого они передаются во внешнюю цепь, создавая тем самым напряжение на нагрузке.

Далее пластины проходят плазмохимическое травление. Оно заключается в следующем. В каждом элементе есть лицевая и рабочая сторона. На первой находится токосъемная решетка, а на второй – сплошной контакт. Но поскольку n-слой имеет большое количество примесей, то он является хорошим проводником тока. Причем в процессе изготовления пластины он образуется на торцах пластины по периметру тыльной стороны. Это часто приводит к электрическому замыканию, избежать его появления можно при его физическом удалении. Для этого потребуется лазер или травление. Последний способ считается наиболее рациональным.

Смотрим видео, этапы изготовления:

Производители солнечных пластин учли и тот факт, что использование текстуры позволяет снизить отражение до 11%. При этом на поверхность деталей наносится специальное покрытие.

Далее следуют процессы лицевой и тыльной металлизации. Первый способ предполагает выполнение лицевого контакта в виде решетки и расположение его на рабочей стороне солнечной пластины. Однако высокая стоимость этого процесса привела к выполнению металлизации с использованием пасты, содержащей в своем составе шарики из металла, флюс и специальные добавки.

После выполнения всех необходимых этапов создания солнечных батарей они подвергаются обязательному тестированию с проверкой их параметров.

Обзор российских производителей фотоэлектрических элементов

ООО Хевел, проект реализован в г. АНапа

Комплектующие для солнечных систем выпускаются многими компаниями. Среди отечественных предприятий наибольшим спросом пользуется продукция выпускаемая:

• Заводом в Рязани;
• ООО Хевел в Новочебоксарске;
• Компаниями Сатурн и Солнечный ветер Краснодара.

В ассортимент рязанского предприятия, работающего с 1963 года, входят различные элементы, необходимые для создания таких систем:

• Инверторы;
• Контроллеры;
• Монокристаллические модули;
• Крохотные панели для портативных устройств.

Вся продукция предприятия отличается высоким качеством и надежностью, а кроме того имеет приемлемые цены. Например, солнечная панель российского производства в 120 Вт будет иметь цену около 20 тысяч рублей. Производимые на заводе изделия проходят обязательный контроль, а их качество подтверждено соответствующими сертификатами.

Смотрим видео о продукции компании Солнечный Ветер:

Крупнейшее производство солнечных батарей находится в Новочебоксарске. Эта компания не только поставляет свою продукцию на отечественные рынки, но и планирует выход с ней на мировой уровень. Основной специализацией компании является изготовление тонкопленочных модулей. Причем для их производства используются передовые технологии, запатентованные швейцарской компанией Solar.

Реализованные проекты, компанией Солнечный Ветер

Несмотря на свой еще достаточно молодой возраст предприятие Хевел успело зарекомендовать себя как надежного производителя, у которого можно купить солнечные панели производства Россия.

В Краснодаре производство освоили две компании Солнечный ветер и Сатурн. Они выпускают не только сами модули, но и оборудование для их производства. Продукция предприятия Солнечный ветер установлена на базовой станции МТС, где сумела доказать свои уникальные возможности.

Компания Сатурн также занимается производством солнечных батарей. Причем для этого здесь используются различные виды каркасов:

1. Сетчатый;
2. Из пленки;
3. Струнный.

Фотоэлементы из кремния, играющие ключевую роль в солнечных панелях, производятся на предприятии по собственной технологии. При этом продукция компании выпускается с использованием германиевых подложек и многопереходных элементов, что позволило увеличить КПД батарей.

Заключение

Исходя только из вышеизложенных фактов можно сказать, что у альтернативной энергетики большое будущее. И даже в России она постепенно становится популярной не только у владельцев загородного жилья, но и в промышленном секторе. Благодаря стремлению отечественных компаний к развитию собственной деятельности, связанной с разработкой прогрессивных технологий, новых материалов, солнечные батареи становятся все более популярным и доступными для широкого круга потребителей.