Производство промышленных солнечных батарей

Технология изготовления солнечных панелей.

Всё большей популярности набирает потребление энергии солнца, что неизменно влечет за собой увеличение спроса на оборудование, которое преобразует солнечное излучение в электроэнергию. Самым распространенным методом получения таковой считается фотовольтаика. Разумеется, одной из причин есть то, что производство солнечных батарей базируется на использовании кремния. Этот химический элемент – второй по численности на земном шаре.

Сейчас на рынке солнечных батарей функционируют огромные мировые компании, которые имеют многомиллионные обороты и многолетний опыт. Технологии, положенные в основу производства, из года в год совершенствуются. Вы с легкостью найдете солнечную батарею, которая вам нужна. Будь то устройство для автомобиля, микрокалькулятора или освещения дома. Если приобрести одиночный фотоэлемент, вы заметите, что у них очень маленькая мощность. Потому чаще их соединяют в солнечный модуль. Давайте разбираться, как.

Технология изготовления солнечных панелей.

Она делится на этапы, разберем каждый из них:

Конечно же, первое, с чего начинается абсолютно любое производство, и не только солнечных панелей, это с подготовки сырья (материала). Как говорилось ранее, в основном панели делают из кремния, а если быть точнее, то из кварцевого песка определенной породы. Технология подготовки материала включает два процесса:

1. Высокотемпературное плавление.
2. Синтез с добавлением разнообразных химических элементов.

После прохождения этих процессов можно достигнуть очищения кремния до 99,99 %.

Чаще всего для производства солнечных панелей берут поликристаллический или монокристаллический кремний. И хоть технология производства у них разная, тем не менее получение поликристаллического кремния считается более экономной. Поэтому, выбираю солнечную батарею из такого сырья, вы заплатите за нее меньше.

После очистки кремния, его режут тонкими пластинами, которые потом пройдут тестирование. Производится оно путем замера электропараметров с помощью световой вспышки ксеноновой лампы очень высокой мощности. По окончанию испытаний пластин, их отправляют на следующий этап.

• На втором этапе пластины спаивают в секции, после чего из них формируют блоки на стекле. Чтобы перенести эти секции на стекло, используются держатели из вакуума. С их помощью исключается механическое воздействие на готовый солнечный элемент. Обычно секции состоят из 10 элементов, а блоки из 4 секций, реже – из 6.
• Блоки, которые получили на втором этапе, ламинируются с помощью этиленвинилацетатной пленки и специального защитного покрытия. Компьютерное управление позволяет проследить за температурой, давлением и уровнем вакуума, а также запрограммировать условия для ламинирования.
• Это последний этап производства солнечных панелей. Заключается он в монтировании алюминиевой рамы и соединительной коробки. Специальный клей-герметик обеспечивает надежное соединение модуля и коробки. Потом солнечные батареи тестируют, измеряя ток короткого замыкания, напряжение точки максимальной мощности и напряжение холостого хода.

Оборудование для производства солнечных батарей.

В производстве солнечных панелей используют только лучшее оборудование. Благодаря высокому качеству оборудования достигается минимальная погрешность при тестировании и измерении показателей. Также это гарантирует более длительный срок эксплуатации, что в свою очередь снижает затраты на покупку нового оборудования. Низкое же качество влечет за собой нарушения в технологии производства.

Основное оборудование, которое используют при изготовлении солнечных панелей:

• Инструмент для резки ячеек. Ячейки режутся с помощью волоконного лазера. Размеры можно задать с помощью различных программ.
• Ламинатор. Название говорит само за себя.С его помощью ламинируют солнечные элементы. Имеет специальные контроллеры для поддержки выбранных параметров. Ламинаторы работают в двух режимах: ручном и автоматизированном.
• Столик для перемещения. Очень сложно обойтись без данного предмета. Именно на нем производят такие операции, как обрезка краев, укладка соединительной коробки и многие другие. Столешница имеет закрепленные шарики, с помощью которого можно открыть и переместить модуль, не боясь его повредить.
• Машинка для очистки стекла. Ее используют при очистке стеклянных подложек. Стекло сначала очищают при помощи моющего средства, позже ополаскивают деионизированной водой два раза. Уже после подложки сушатся с помощью холодного и горячего воздуха.

Производители солнечных батарей.

Изготовление солнечных панелей из кремния – довольно перспективный и прибыльный бизнес. Спрос на солнечные панели растет каждый год. Соответственно, растут объемы продаж.

Безусловно, первое место по производству солнечных батарей занимают китайцы. Их главный козырь – очень низкая стоимость. Естественно, многие компании по всему миру не выдерживают напора и конкуренции китайских компаний. Это стало следствием закрытия, например, четырех немецких брендов за последние пару лет. Это такие гиганты, как Solon, Solarhybrid, Q-Cells и SolarMillennium. Вслед за ними закрыла свой филиал в Германии американская компания FirstSolar, а вслед за ней и компании Siemens, Bosch. И это неудивительно. Китайские солнечные панели стоят в два раза дешевле своих заграничных аналогов.

Топ компаний-производителей солнечных панелей:

• YingliGreenEnergy. YGE за время своего существования установила солнечных батарей больше, чем на 2 ГВт.
• FirstSolar. Несмотря на то, что компании пришлось закрыть свой завод в Германии, она не сдала свои позиции в топе. Профилем ее являются тонкопленочные панели, которых они выпустили более, чем на 4 ГВт.
• SuntechPower Ко. Производитель выпустил на рынок около 13 миллионов батарей.

Российские популярные производители батарей:

• Завод «Солнечный ветер».
• Завод «Хевел».
• Завод «Телеком-СТВ».
• «Рязанский завод металлокерамических приборов».
• «Термотрон-завод».

Страны СНГ также не пасут задних. Например, в Астане тоже запустили завод, выпускающий солнечные батареи из кремния. Для Казахстана это пионер в подобной отрасли. В качестве материалов там планируется использование кремния, которое находится в Казахстане. Оборудование, закупленное для производства, отвечает всем стандартам и отличается высоким качеством.

Высокие темпы строительства заводов свидетельствуют о высоком спросе на солнечные батареи. Потому в ближайшем будущем можно ожидать повсеместное использования солнечных модулей. И это, однозначно, положительно повлияет на нашу атмосферу, избавив ее от загрязнений и истощений запасов топлива.

Источник

Солнечные батареи для промышленных объектов

Бесперебойное обеспечение энергией крупного предприятия – процесс, от которого зависит безошибочность циклов производства и, в конечном итоге, полученная прибыль. С распространением альтернативной энергетики для этого все чаще используют промышленные солнечные батареи.

Преимущества

Для крупных промышленных объектов расположение на своей территории источников электроэнергии, использующих излучение Солнца, выгодно по многим причинам.

Во-первых, это позволяет избежать сбоев в производстве, возникающих из-за исчезновения энергии в основной сети. Так как сейчас многие циклы автоматизированы и контролируются искусственным интеллектом, внезапное исчезновение питания может принести заводу огромные убытки.

До повсеместного распространения промышленных солнечных батарей в качестве запасного источника энергии устанавливали дизельные генераторы. Но с момента отключения основной сети до запуска генератора проходит около минуты. А это неприемлемо при современных циклах производства. Поэтому использование установок, которые преобразуют солнечный свет, является более надежным.

Кроме того, в большинстве случаев на производственном объекте есть довольно большая и никак не используемая крыша. Монтаж на ней конструкции, которая улавливает и перерабатывает излучение Солнца, – хороший вариант эксплуатации этой поверхности.

Установка солнечных батарей – самый выгодный способ получения необходимой энергии для владельцев фермерских хозяйств и прочих бизнес-объектов, значительно удаленных от общей сети. Размещение и приобретение комплекта для переработки света Солнца обойдется дешевле, чем прокладка новой линии электропередачи.

Недостатки

Самый главный недостаток у альтернативной энергетики, использующей солнечную радиацию, — зависимость от погодных условий . Если производство находится в регионе с небольшим количеством солнечных дней, то удовлетворить все его потребности только с помощью излучения Солнца будет весьма проблематично. Также нужно учитывать, что батареи будут бесполезны, если установить их в затененном месте.

Области использования

Солнечные батареи можно встретить в самых разных отраслях деятельности. В России самым заметным является их использование на метеостанциях в рамках программы по их модернизации.

К альтернативной энергетике обращаются и автозаправочные станции, крупные и мелкие фермерские хозяйства, очистные сооружения.

Увидеть солнечные панели различного типа в последнее время можно и возле железных и автомобильных дорог.

Солнечные электростанции

С тех пор, как использование излучения Солнца для получения электроэнергии стало широко распространенным, появились и солнечные электростанции. Под этим термином понимают не только установки, преобразующие излучение, но и другие устройства, вырабатывающие электричество при помощи солнечной радиации.

Существует несколько видов СЭС:

• Башенного типа. Состоят из нескольких зеркал, отражающих лучи Солнца в темного цвета башню, наполненную водой. Полученный пар доставляют в резервуар турбогенератора. Таким образом, станция работает так же, как и обычная тепловая, но без использования топлива.
• Тарельчатого типа. Принцип работы такой же, что и у башенной. Конструкция позволяет создавать один или несколько модулей, которые можно эксплуатировать как последовательно, так и одновременно.
• Фотоэлектрические. Принцип работы системы тот же, что и у частных установок.
• На основе параболических концентраторов , представляющих собой парабоцилиндрическое зеркало. К каждому из них прикреплена трубка, так, чтобы находиться в фокусе отражаемых лучей. По трубке течет теплоноситель, который впоследствии нагревает воду.
• Аэростатные. Преобразователи установлены на дирижабле, находящемся на высоте более 20 км. Таким образом работа станции не зависит от атмосферных явлений.
• Солнечно-вакуумные. Вырабатывают энергию, создавая воздушный поток между нагретым участком воздуха у земли и более холодным участком, находящимся выше.
• Комбинированные солнечные электростанции могут сочетать как несколько установок различного типа, так и систему, вырабатывающую электроэнергию, с установкой для нагрева воды, например.

Солнечные электростанции уже доказали свою полезность, будучи установлены в различных местах земного шара. Самая крупная из них находится в США в штате Калифорния. Она способна производить 392 МВт. Больше всего солнечно-тепловые электростанции распространены в США.

Логика развития технологий убедительно доказывает, что внедрение промышленных и частных солнечных батарей – шаг в будущее, обеспечивающий более ответственное отношение к невозобновляемым природным ресурсам. Используя излучение Солнца, человечество снижает риск развития энергетического кризиса. И одновременно приближается к технологиям, не зависящим от постоянного наличия большого количества материального топлива.

Источник

Производство солнечных батарей в России: заводы и предприятия

1. «Hevel» (Новочебоксарск)

По объемам продаж и узнаваемости безусловным лидером является бренд «Хевел» одноименной отечественной компании. Такая популярность вполне объяснима, поскольку у истоков производства этих солнечных батарей в России стояли два инновационных концерна – «Renova» и «Роснано».

Еще в далеком 2015 монокристаллические панели бренда обладали невероятным по тем временам КПД 21,5% и входили в пятерку мировых лидеров по удельной мощности. Батареи первой линейки – ГК-300, ГК-310 и ГК-315 – успешно продаются и сегодня.

Сейчас производство солнечных батарей «Хевел» в России осуществляют те же заводы в Чувашии, но уже на инновационных линиях швейцарской «Qericon Solar» по гетероструктурной технологии.

Микроморфная структура таких батарей является революционной даже по западным меркам, и обеспечивает фотовольтаике:

• высокую эффективность при больших углах падения лучей и рассеянном освещении;
• температурную устойчивость генерации в диапазоне от -50°C до +85°C с усредненным КПД более 20%;
• минимальную деградацию ячеек в течении 25 лет эксплуатации.

Специалисты называют компанию «Hevel» наиболее конкурентоспособным российским брендом в сфере предложения фотоэлектрического оборудования для наземных и кровельных СЭС.

2. НПП «Квант» (Москва)

Московский завод «Квант» занимался фотовольтаикой еще со времен СССР, поскольку работал на советский космос. Российские солнечные панели именно этого предприятия устанавливались на спутники, корабли «Союз», а позднее на модули МКС.

Сохранилось данное направление деятельности и сегодня. Основной продукцией, теперь уже для «Роскосмоса», служат тонкопленочные арсенид-галлиевые панели. Их высокая стоимость окупается сверхнадёжностью и КПД выше 30%. В случае применения в «наземной» промышленности, а не в экстремальных условиях космоса, фотовольтаика AsGa способна прослужить до 40 лет.

Выпускает «Квант» и обычные батареи Mono-Si и Poli-Si на базе кремния, включая оригинальные двухсторонние варианты. Наибольшей популярностью пользуется серия КСМ. Эти солнечные панели российского производства обладают:

• мощностью от 80 до 300 ватт (в зависимости от модели);
• конструктивным исполнением из 36 или 72 ячеек;
• классом защиты TUV: IP66;
• массой от 8,5 до 24 кг;
• КПД до 19,5%.

Важным достоинством продукции бренда является использование исключительно российских материалов и технологий.

3. ЗАО «Телеком-СТВ» (Зеленоград)

Высокотехнологичное производство солнечных батарей в России налажено и в Зеленограде. Заводы предприятия «Телеком СТВ», а также его дочки «SolarInTech» выпускают продукцию, обладающую впечатляющим рядом важных достоинств:

• максимальным в российской сфере производства фотовольтаики числом научных патентов;
• коэффициентом полезного действия панелей до 24%;
• европейским качеством модулей при цене на 25-30% ниже, чем у аналогов;
• широчайшим спектром моделей – только в популярной линейке ТСМ их насчитывается двенадцать, мощностью от 15 до 300 ватт;
• демократичной стоимостью от 3500 рублей на наиболее бюджетные варианты.

Около 80% ассортимента составляют модули на базе монокристаллических ячеек, в остальных 20% используют поликристаллы.

«Телеком СТВ» не только выпускает конкурентоспособные солнечные панели российского производства, но и специализируется на установке СЭС различной производительности «под ключ».

4. «ЗМКП» (Рязань)

Долгие годы предприятие специализировалось на изготовлении компактных мобильных солнечных батарей мощностью от 3 до 100 Вт. Позднее в ассортименте завода появилось сопутствующее оборудование для гелио электростанций – инверторы и контроллеры заряда. А в последние годы рязанское руководство приняло решение о производстве полноценных модулей средней мощности.

Ими стали сертифицированные по международным стандартам и отечественным ГОСТам 8 линеек солнечных панелей с мощностями от 63 Вт до 325 Вт. Модели двух из них, RZMP 18 и RZMP 36 (63-150 Вт), используются в переносных автономных солнечных фотоэлектрических системах, системах освещения и полива.

Более мощные и габаритные солнечные батареи ЗМКП в России устанавливаются на стационарных СЭС.

К этой группе фотоэлектрических батарей относятся модели:

Диапазон мощности, Вт

5. АО «Сатурн» (Краснодар)

Поликристаллические рязанские солнечные панели полностью адаптированы под климат России, и эффективно работают в диапазоне температур от -40°C до +85°C.

Широко представлено производство солнечных батарей в России и в Краснодаре. Один из явно выраженных местных лидеров, «Сатурн», свои первые гелио модули выпустил в далеком 1971 году. Причем на базе исключительно собственных технологий.

Столь ранние годы старта производства объясняются просто – завод работал на советскую «оборонку», создавая высокоэффективные панели на редкоземельных элементах. Сегодня это направление также задействовано, поскольку арсенид-галлиевые модули в определенных сферах продолжают пользоваться спросом.

Тем не менее, основным направлением деятельности этого уникального российского предприятия продолжает оставаться работа на отечественный космос. На этом рынке они успешно конкурируют с лидером представленного рейтинга, московским НПП «Квант».

Вот лишь основной перечень космических программ, в которых используются солнечные панели российского производства краснодарского завода:

• многоступенчатые носители «Молния», «Гонец-Д», «Ресурс-ДК»;
• орбитальные комплексы «Спектр», «Электро-Л», «Экран», ГЛОНАСС», «Орбком»;
• специализированные космические аппараты «Резонанс», «Интергелиозонд»;
• предназначенные для работы в дальнем космосе, от лунной орбиты и дальше, «Луна-Ресурс», «Луна Глоб», «Экзомарс» и прочие.

ПАО «Сатурн» эксплуатирует две основные фотоэлектрические технологии – кремниевую и редкоземельную.

В кремниевых батареях используются монокристаллы сверхвысокой степени очистки с дополнительным легированием бромом. В редкоземельных вариантах предпочтение отдается сочетаниям таких полупроводников, как галлий и индий. Многокаскадные солнечные панели российского производства чередуют компонующиеся методом MOCVD эпитаксиального наращивания слои:

• фосфида индия/галлия GaInP;
• арсенида галлия GaAs;
• гетероструктурного межслойного перехода p-типа Ge.

Цена на солнечные панели российского производства завода «Сатурн» договорная.

Главными достоинствами батарей от АО «Сатурн» являются:

• ресурсоемкость и удельная производительность, в определенных условиях функционирования в космическом пространстве превосходящие зарубежные аналоги;
• использование в конструкции уникальных патентованных технологий;
• возможность изготовления на каркасных основах любого вида – сплошная металлическая поверхность, «соты», пленка, тонкие струны, сетка.

При работе на ГСО (геостационарной орбите) краснодарские батареи служат до 15 лет, обеспечивая КПД до 28-28,5%.

Краткие выводы по обзору

Сравнительно скромное представительство на рынке российских солнечных панелей и заводов по их производству обусловлено двумя причинами. Первая – низкий спрос на PV продукцию в целом (альтернативная энергетика в России пока составляет всего 1% общей генерации страны). Вторая – невнятная политика государственной поддержки данной отрасли. Однако общемировой тренд перехода на «чистую энергию» и быстрое падение себестоимости оборудования, вероятно, приведет к изменению ситуации уже в самом ближайшем будущем.

Источник