Солнечные батареи для промышленного предприятия. Промышленные солнечные батареиПромышленные солнечные батареи и электростанцииБесперебойное 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. ПреимуществаДля 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. НедостаткиСамый 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 использованияСолнечные 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 электростанцииС 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:
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. batteryk.com Солнечные батареи промышленного назначения —Дата публикации: 22 июля 2014 Как всем известно, солнечные батареи представляют собой фотоэлектрические элементы, которые под воздействием солнечных лучей генерируют электрическую энергию. И не важно, где используются эти панели, на приусадебном участке или крупном предприятии, принцип их работы не изменится, различие между ними состоит лишь в размере и количестве вырабатываемого электричества, то есть для работы предприятий необходимы более мощные солнечные батареи.
Стоит отметить, что многие мировые производители специализируются именно на промышленных энергетических системах, наиболее известные из них Naps Systems Oy и Kyocera Solar. Объясняется это нехваткой основных источников энергии (газ, нефть, уголь), особенно заметно это в Испании, Германии, США, Объединенных Арабских Эмиратах – в странах, где солнечная энергетика уже давно развивается стремительными темпами. В России же на сегодняшний день солнечные батареи скорее редкость, чем правило, но продвижения все же есть, и очень даже заметные. В чем выгода использования?
Области распространения солнечных батарейВ России наибольшее распространение солнечные батареи получили в малом бизнесе, например, в фермерских хозяйствах. Причина этого заключается в удаленности от центральной энергосети, ведь зачастую предпринимателям гораздо выгоднее установить фотоэлектрические батареи, чем прокладывать линии электропередач. Если же рассматривать крупные промышленные энергетические системы в России, то наиболее ярким примером выступают метеостанции, которые в рамках реализации проекта «Модернизация и техническое перевооружение сети метеостанций РФ» оснащаются солнечными панелями производства Naps Systems Oy. Помимо прочего солнечные батареи можно встретить:
Как Вы видите, солнечные батареи могут эффективно использоваться в различных областях, но, несмотря на это, говорить о повсеместном использовании альтернативных источников энергии на крупных предприятиях пока еще рано. Как дела обстоят в других странах…?Швеция, Финляндия, Италия, Греция, Германия, Австрия – вот лишь некоторые из стран, которые активно пользуются энергией солнца и экономят при этом немалые деньги. К примеру, в Хельсинки на заводе АВВ солнечная энергосистема мощностью 181 кВт используется для зарядки батареи грузоподъемников, а в Италии солнечные панели разместились на крышах промышленных складов. Но лидирующие позиции занимает все-таки Германия. Немцы с их врожденной бережливостью экономят каждый Ватт. Примером может служить так называемое пассивное офисное здание nZEB, все его инженерные системы работают за счет энергии, генерируемой установленными на крыше солнечными батареями. Как Вы уже поняли в Европе и США солнечные батареи уже давно в массовом использовании, а вот страны Средней Азии или наши соседи – дело другое. У кого-то альтернативная энергетика находится в самом зародыше, а у кого-то есть неплохие продвижения в этой области. Так, в Узбекистане проводится широкая программа по переходу крупных хозяйственных объединений и промышленных предприятий на солнечные батареи и коллекторы с целью снижения расхода первичных топливно-энергетических ресурсов. По официальным данным за 2013 год в республике было введено в эксплуатацию 29 солнечных коллекторов и 9 фотоэлектрических станций, в нынешнем же году ведутся работы по запуску еще 88 солнечных коллекторов и 60 фотоэлектрических станций. Но это лишь «капля в море», ведь для масштабного перехода на альтернативные источники энергии требуются более высокие мощности. Хотя начало положено, а это главное! Есть чем похвастаться и Украине. Не зря говорят: «Худа без добра не бывает», «сработала» эта поговорка и в отношении наших соседей. Регулярные перебои с другими видами топлива подвигли украинское правительство к широкому внедрению фотоэлектрических панелей в массы. Помимо крупных заводов, производящих солнечные батареи, велика доля и их использования. Например, в Одессе многие санатории, предприятия общественного питания, здравницы уже давно перешли на энергию Солнца. Чем не повод для гордости?! Мировая практика показывает, что солнечные батареи нужно рассматривать не как коротко срочный проект, о котором скоро все забудут, а наоборот, как передовые технологии, за которыми будущее. Полезные ископаемые истощаются с каждым днем, не за горами то время, когда они иссякнут полностью, и тогда останется надежда лишь на солнце. Так зачем ждать этого времени, стоит задуматься о проблемах топливного кризиса уже сейчас. Статью подготовила Абдуллина Регина Рижская солнечная электростанция вырабатывает электричество для нужд завода: altenergiya.ru Промышленные солнечные батареи – один из способов экономии на электроэнергииСодержание:
Солнечные батареи плотно вошли в повседневную жизнь многих людей на планете. Начиная от самых маленьких светильников в своем дворе и заканчивая стационарными установками обеспечивающими целое здание альтернативной электроэнергией, солнечные батареи можно увидеть практически в каждом городе. Вызывая немало споров на заре своего становления, солнечная энергетика на сегодняшний момент становится объектом пристального внимания со стороны крупного и мелкого производства. Как превратить расходы в чистую прибыль?Абсолютно любое предприятие не может функционировать без электроэнергии. Причем потребление в промышленных масштабах просто огромно. Никакие потребления жилого дома и близко не может сравниться с показателями промышленности. Поэтому статья расходов на электричество и выводиться отдельно, чтобы подчеркнуть необходимость экономии и энергосбережения. Если представить, что эти немалые денежные расходы можно не просто откинуть, а записать в прибыль и поднять экономические показатели, то за воплощение этой идеи многие предприниматели и владельцы предприятий отдали бы не малые деньги. Раньше солнечные батареи не имели нужных мощностей, что бы хотя бы близко заменить привычное энергоснабжение, теперь же такие установки имеются, и идея замены стандартной электроэнергии все чаще всплывают спорах об экономии. Промышленные альтернативные солнечные батареиПолезность, целесообразность и экономическая эффективность применения световых источников в частном строительстве заставило некоторые сферы промышленности начать относиться к альтернативной энергетике более серьезно. В частности, солнечные батареи обеспечивающие целое строение достаточным объемом электроэнергии, вполне могут подойти и небольшим производственным объектам, не использующим в арсенале своего производства серьезное энергоемкое оборудование. Особенно выгодно использовать солнечные батареи в промышленности крайнего севера и просто отдаленных и труднодоступных уголках земли. Устройство электрических сетей и коммуникаций достаточно трудоемкий процесс даже в обычных городских условиях. Что же говорить про северную часть страны. Читайте также: Экономическая эффективность применения световой энергетикиБез сомнения, стоимость автономного комплекса, который использует промышленные световые батареи значительно ниже затрат на привычное подведение всех необходимых человеку коммуникаций. Солнечные батареи для производства по своему устройству ничем не отличаются от стандартных установок. Единственное отличие это размеры самих панелей и емкость аккумуляторных батарей. Для того чтобы производство могло функционировать необходим немалый объем электричества и подаваться он должен в нужных объемах, и что самое главное своевременно. Именно поэтому солнечные батареи для подобных объектов имеют значительно большие размеры, и накапливающие устройства подбираются с тем учетом, чтоб потянуть все производство в периоды слабой освещенности, будь то темное время суток или просто пасмурное время года. Неоспоримые плюсы перехода на автономную энергиюОсновное преимущество обустройства отдаленных объектов промышленности в наличии обширного свободного места. Как все знают, световые панели требуют наличия достаточной площади для установки необходимого количества панелей. Поэтому такой проблемы вдали от цивилизации и мегаполисов не существует. Солнечные батареи можно разместить прямо на земле, на площадке, которую даже нет необходимости выравнивать. К тому же подобное расположение позволит очень эффективно и без лишних затрат обслуживать солнечные батареи, так как не придется работать на высоте с опасностью для жизни или здоровья. Уход за рабочей поверхностью батареи очень важен, так как при ненадлежащей очистке произойдет снижение выработки тока, что крайне нежелательно. Подводные камни или повод задуматьсяЕдинственным серьезным недостатком можно считать КПД выработки электрического тока. Купить и установить комплект, обеспечив свое предприятие электричеством, не так просто как может показаться на первый взгляд. Одной установки будет недостаточно. Необходимо как минимум продумать средства максимальной экономии электричества в рамках отдельного предприятия. В данной работе мелочей не будет, поэтому придется учитывать все, начиная от лампочек и датчиков движения и заканчивая подбором или заменой энергоемкого оборудования на менее затратное. Не исключен такой вариант, что переход на солнечные батареи может потребовать полного переоснащения предприятия. Каждый случай индивидуален и нет стандартной схемы. Каждый для себя сам решает как именно сэкономить, от чего отказаться, а что заменить. Провести такой труд может оказаться не под силу любому предпринимателю или владельцу завода. Но если все сделать с умом и учесть каждую мелочь, в конечном итоге можно значительно сэкономить на расходах, и тем самым увеличить экономическую эффективность своего предприятия. Подписаться на рассылку Подписатьсяekobatarei.ru Солнечные батареи для промышленного предприятия | ЭлектроАСДата: 28 июня, 2016 | Рубрика: Прочая ИнформацияМетки: Солнечные батареи Этот материал подготовлен специалистами компании "ЭлектроАС". Нужен электромонтаж или электроизмерения? Звоните нам!Промышленное предприятие непрерывно сталкивается с необходимостью обеспечения бесперебойного энергоснабжения для своих производственных процессов. В первую очередь это связано с тем, что постоянная работа большинства этапов изготовления продукции является залогом низкой себестоимости производства, а соответственно и конкурентоспособности компании. Для этого раньше применялся автономный электрогенератор дизельный. Но сейчас многие потребители не приемлют даже секундного прерывания питания, так как процессы производства построены на базе сложных контроллеров и систем автоматики. Поэтому для такого предприятия нельзя просто купить дизельный генератор, так как время его запуска может составлять от тридцати секунд до одной минуты. За это время собьётся сложная программа или выйдет из строя дорогостоящий процессор, и электроэнергия, которую начнёт вырабатывать дизельная электростанция, уже не позволит возобновить работу предприятия. Для таких случаев чаще всего применяют блок бесперебойного питания. Дело в том, что ИБП поставляется в комплекте с аккумуляторными батареями, которые накапливают в себе электроэнергию из сети. Когда пропало основное энергоснабжение, устройство бесперебойного питания автоматически начинает обеспечивать нагрузку электроэнергией от батарей. Если на объекте есть дизель генератор, то можно купить бесперебойный источник питания с аккумуляторами, которые рассчитаны только на время запуска автономной электростанции. Если генератор дизельный отсутствует, то необходимо купить ИБП в комплекте с батареями, которые позволят предприятию работать в промежутке краткосрочного отключения электроэнергии, а при длительных исчезновениях сети, позволят безопасно остановить производство. На сегодняшний день предлагаются различные системы бесперебойного питания, построенные на базе разных топологий и архитектур. Подробная информация необходимая для изучения, перед тем как купить источник бесперебойного питания (посмотреть можно по ссылке http://vinur.com.ua/products/ups/). Устройство бесперебойного питания при этом может быть как моноблочным, так и модульным. Обе архитектуры имеют свои плюсы и минусы, которые определяют, какой блок бесперебойного питания лучше применять в каком случае. Модульный трехфазный ИБП обеспечивает гибкость и масштабируемость при эксплуатации, а также позволяет более плавно осуществлять затраты на всю систему. Однако в последнее время для предприятий всё большую популярность набирают солнечные батареи. В первую очередь это коснулось частных лиц, так как сейчас солнечные батареи для дома стали экономически целесообразными. Это произошло за счёт введения «зелёного» тарифа, который позволяет частному лицу продавать электроэнергию, которую производит солнечная электростанция. Поэтому только за последний год, всё больше людей приняло решение купить солнечные батареи (посмотреть можно по ссылке http://vinur.com.ua/products/solnechnie-batarei/) для дома. Фотоэлектрические панели предоставляют своим владельцам реальную экономию при оплате за электроэнергию. Но солнечные электростанции являются актуальными не только для дома, но и для промышленного предприятия. Дело в том, что крупная организация имеет большие площади крыши, которые пустуют, и на которые можно установить фотоэлектрические модули. К тому же такие компании имеют готовые точки подключения большой мощности, благодаря чему солнечная батарея может быть с лёгкостью включена в существующую сеть. Конечно процедура получения «зелёного» тарифа для юридических лиц намного сложнее, чем для частных домов. Но если солнечная электростанция построена предприятием, то оплату произведённой энергии она получает в полном объёме, а не только по разнице между произведённой и потреблённой энергией, как в случае с физическими лицами. Это значительно сокращает срок реальной окупаемости решения и становиться весомым аргументом для того, чтобы купить солнечную батарею. По последним подсчётам сетевая солнечная электростанция обойдётся в среднем в 1,1 евро за один Вт установленной мощности. Для промышленного предприятия данная стоимость может быть снижена благодаря тому, что нет необходимости обустраивать дорогостоящую точку подключения с трансформаторами и высоковольтными ячейками. Примером может послужить компания CUMMINS, на крыше завода которой в Китае установлена солнечная батарея суммарной мощностью 3600кВт. Фотоэлектрические панели позволят сократить не только затраты предприятия на электроэнергию, но и уменьшит выбросы CO2 на тринадцать процентов. В нашей стране примеру CUMMINS активно следуют некоторые сети автозаправочных станций, которые устанавливают не только солнечные электростанции, но и гелиосистемы для нагрева воды. Такой подход говорит о далеко идущих планах владельцев данных компаний в вопросах повышения энергоэффективности и снижения зависимости от внешних коммуникаций. Основным элементом построения систем, независимых от государственных монополий, становятся солнечные батареи и фотоэлектрические модули. elektroas.ru Компании-производители и поставщики солнечных батарей«Научно-производственное объединение «СинтезПродукт» при разработке использует новейшие технологии и инновационные решения, позволяющие выпускать экологически безопасный и технологически максимально современный продукт. Одним из важнейший направлений работы нашей компании является производство теплоносителя «МС ЭКО Сила Солнца». Адрес:г. Тула, ул. Люлина, д.6 А. Сайт: http://www.sintezpro.ru Телефон:+7 (4872) 704 400+7 (960) 601-26-26 Компания Инфра-Т специализируется на продаже, монтаже и сервисном обслуживании солнечных электростанций в Краснодарском крае. Мы предлагаем солнечные электростанции от 4 кВт для автономного, резервного и бесперебойного электроснабжения дома. Адрес:г. Сочи, ул. Труда, 27А, офис 6 Сайт: http://infra-t.ru Телефон:+7 (928) 233-07-87+7 (928) 452-23-52 Первая основанная в России компания по производству тонкоплёночных фотопреобразовательных модулей. Организована в 2009 году. Своим главным производственным направлением считает создание высокотехнической отрасли солнечной энергетики, достойно конкурирующей с традиционными источниками энергии. Адрес:Москва, Красная Пресня, д. 22 Сайт: http://www.hevelsolar.com/ Разрабатывает и производит автономные источники питания. Занимается строительством домов, благоустроенных независимым энергообеспечением (как по запатентованной, так и по собственной технологии). Поставляет энергооборудование, изготовленное на заводе Solara в городе Висмаре (Германия). Адрес:Москва, Нагорная, 20, корп.1 Сайт: http://solarps.ru/ Телефон:8-925-0110-9258-909-978-4086 Организована в 1992 году специалистами по фотоэнергетике. С момента основания компания преимущественно специализировалась на изготовлении и реализации солнечных модулей и фотоэлементов. До 2008 года сбыт продукции осуществлялся в ряд европейских стран. Также коллектив Solar Wind дополнительно принимал участие в проектировании и строительстве энергостанций на солнечных батареях. Адрес:Краснодар, ул. Московская, 48 Сайт: http://solwind.ru/ Является последователем предприятия ВНИИТ (основателя производства фотоэлектрических девайсов в Советском Союзе), которое впоследствии было преобразовано в предприятие «Квант» (официальный сайт — npp-kvant.ru). Адрес:Москва, ул. Васильцовский Стан 5, корп. 1 Сайт: http://unisolex.com/ Телефон:+7 (499) 647 40 02+7 (916) 124 40 75 Адрес:Тольятти, ул. Комсомольская, 93/38 Сайт: http://www.solar-tlt.ru/ Телефон:8 (8482) 22-91-408 (8482) 22-30-338 (8482) 22-30-34 Зарегистрирована в Германии. Занимается проектированием, изготовлением и реализацией тепловых насосов и солнечных батарей. Предлагает своим клиентам комплексные решения для обеспечения жилых, научных и производственных помещений (частных домов, коттеджей, дач, офисов, админцентров, учебных заведений, с/х объектов, больниц) автономными источниками электроэнергии. Адрес:Москва, Высоковольтный проезд, 1 корпус 8 Сайт: http://weswen.ru/ Телефон:+7 499 340-42-51+7 499 347-67-59 Фирма реализует готовые солнечные электростанции и их отдельные комплектующие. Продажа осуществляется в режиме онлайн, в интернет-магазине sunnycom.ru. В ассортименте солнечные панели, автоматические выключатели тока, контроллеры заряда, инверторы и другие товары по выгодным ценам (непосредственно от производителя, без поставщиков-посредников). Адрес:Владивосток, ул. Фонтанная,35, офис 5 Сайт: http://sunnycom.ru/ Была основана в апреле 1992 года как внедренческое, научно-производственное предприятие с юридическим статусом ТОО (позже переоформлено в ООО). С 1992 по 1999 год компания специализировалась на разработке схемотехники, производстве и реализации программаторов и компьютеров (Sinclair-совместимые модели Pentagon и ATM-turbo), конверторов и другой электронной продукции. Адрес:Москва, ул. Кольская, дом 7, стр. 6, комната 2 Сайт: http://www.invertor.ru Выполняет расчёт и монтаж блоков бесперебойного питания и энергосистем, работающих на альтернативной энергетике. Применяет индивидуальный подход к каждому техническому заданию, в соответствии с экплуатационными требованиями, особенностями географического ландшафта и климатическими условиями, архитектурой объекта и бюджетом проекта. Комплектует, устанавливает, настраивает и обслуживает энергосистемы. Адрес:Санкт-Петербург, проспект Тореза, 98, корпус 1, офис 228 Сайт: http://tsolar.ru Компания занимается реализацией инновационных проектов в отрасли альтернативной энергетики. Апробирует, внедряет и популяризует передовые технологии ВИЭ. Активно развивается на отечественном рынке энергетических решений с 2009 года. Адрес:Белгород, проспект Славы, 28 Сайт: http://www.altenergo.su/ Торгово-производственное предприятие. Динамично развивается на российском энергетическом рынке. Специализируется на разработке по индивидуальным проектам электростанций и тепловых систем, функционирующих на возобновляемых источниках энергии. Адрес:Москва, Красногорский район, коттеджный поселок Эдем, квартал 2, дом 11 Сайт: http://www.solarroof.ru/ Длительное время сотрудничает с китайскими производителями спецтехники. Составляет ассортимент своей продукции исключительно из инновационных, актуальных решений, имеющих международные сертификаты качества и адаптацию к климатическим условиям регионов России. Адрес:Благовещенск, Театральная улица, д. 215 Сайт: http://stk-solar.ru/ Телефон:8 (4162) 42-20-228 (914) 042-60-92 Проектирует, реализует и монтирует установки резервного и автономного энергообеспечения для промышленных предприятий среднего и малого бизнеса, загородных домов, дач и коттеджей. Предоставляет комплексную услугу запуска автономной энергосистемы. Адрес:Москва, 10-я Парковая, 18 Сайт: http://www.solarhome.ru/ Телефон:+7 (499) 748 90 64+7 (499) 748 90 72 Производственная группа, состоящая из 5 предприятий, функционирующих в различных направлениях и имеющих разные формы собственности. EDS Grouр осуществляет дистрибуцию, производство и продажу энергооборудования, проектирование энергетических систем. А также инвестирует новые проекты в отрасли энергетики. Предоставляет услуги монтажа и сервисного обслуживания энергетических установок. Адрес:Омск, проспект Карла Маркса 41/1 Сайт: http://energy-ds.ru Телефон:8 (800) 700 60 66(3812) 47-81-88 Отдел продаж(3812) 63-36-46 Отдел продаж Фирма не ограничивается продажей комплектующих, а решает конкретные задачи энергоснабжения заказчика. Предоставляет подробные технические консультации, осуществляет грамотный подбор энергосистемы в соответствии с индивидуальными пользовательскими требованиями и условиями эксплуатации. Адрес:Москва, ул. Металлургов 60, к2, кв16 Сайт: http://www.sev.ru/ Телефон:+7 (925) 507-91-04+7 (495) 507-91-04 Официальный представитель компании Bosch Thermotechnology GmbH в России. История Buderus берёт своё начало в 1731 году. В те давние времена бренд занимался производством и переработкой чугуна, а также поставкой чугунных комплектующих для очагов и печей. Адрес:Химки, Вашутинское шоссе, д. 24 Сайт: http://www.buderus.ru/ Фирма специализируется на производстве источников альтернативной энергии с 2007 года. В своём активе имеет множество эффективных технологий и паттентов, солидный опыт в проектировании и установке энергосистем. Адрес:Анапа, Супсехское шоссе, д.1 Сайт: http://www.альтэнергия.рф Занимается установкой и обслуживанием экологических энергосистем, предназначенных для комбинированного и автономного электроснабжения и обогрева различных объектов. Адрес:Артем, пл. Ленина д 5/1 Сайт: http://svetdv.ru solarb.ru Полимерные солнечные батареи: принцип работы, преимуществаРазвивающаяся бурными темпами солнечная фотовольтаика дала мощный импульс появлению совершенно новых направлений во всех областях, связанных с фотоэлектрическим преобразованием. Это коснулось и физики полупроводников, и нанотехнологий, и органической химии, и охраны окружающей среды, и еще многих областей науки и техники, казалось бы, никаким образом не связанных с этой проблемой. Одной из главных задач всех научных изысканий является замена кремния - основного материала для производства солнечных батарей - на нечто такое, что было бы легко изготавливаемым в промышленных количествах, не загрязняло бы окружающую среду ни при производстве, ни при эксплуатации, давало бы достаточно высокую эффективность преобразования солнечной энергии в энергию электрическую. Запасы кремния на нашей планете неисчерпаемы: земная кора на 20% состоит из кремния. Но получение чистого кремния для солнечных батарей – очень трудоемкий процесс, который, к тому же, не безвреден в экологическом плане. И вот в результате многолетних исследований появились полимерные солнечные батареи – гелиевые ячейки, состоящие из органических материалов, то есть из углеводородных соединений. Эффективность некоторых солнечных ячеек, изготовленных в специальных лабораториях по оригинальной технологии, полученная с одного квадратного сантиметра площади ячейки, составляла порядка 12%, что значительно ниже эффективности кремниевых батарей. Тем не менее работы по совершенствованию самих полимерных ячеек и повышению их эффективности продолжаются во всем мире. МатериалыОсновой для материала, из которого изготавливаются солнечные ячейки такого типа, являются углеводородные соединения со специфической электронной структурой, отлично сопрягаемой с π-электронной системой, придающей соответствующим материалам определенные качества аморфных полупроводников. Типичными представителями органических полупроводников являются сопрягаемые полимеры и низкомолекулярные соединения, а также специально синтезированные гибридные структуры, такие как фталоцианин меди. Первый органический фотоэлемент был получен в 1985 году американским исследователем Чинг В Таном. Он состоял из фталоцианина меди и подготовленной соответствующим образом производной PTCDA (перилен-3,4,9,10-тетракарбон-3,4,9,10-диангидрид). Структура однослойного солнечного элемента Первая полимерная солнечная ячейка представляла собой двухслойный элемент и была получена на базе сопряженной π-электронной системы (донор электронов) и фуллерена (акцептор электронов), причем слой фуллерена наносился после того, как был полностью сформирован слой донора. В этих солнечных ячейках слой, реагирующий на световое излучение, состоит из сопряженных углеводородов, которые переходят в активное состояние при облучении их светом. Это активное состояние характеризуется появлением избытка свободных электронов и дырок в паре слоев донор-акцептор, которые, собственно, и создают разность потенциалов между электродами. С технологической точки зрения полимерные солнечные ячейки привлекают своей низкой затратностью при массовом производстве гибких элементов фотовольтаики со сравнительно простой структурой. Подобные технологии являются своего рода переходной фазой перед производством более сложных многослойных систем. Принцип работыНаиболее эффективные образцы полимерных солнечных элементов созданы с использованием так называемой донорно-акцепторной системы, то есть на оптимальном сочетании различных полупроводниковых материалов, которые при облучении их светом показывают чрезвычайно быстрый трансферт (менее одной пикосекунды) носителя от донора к акцептору (например, тонкие пленки сопряженных полимеров и фуллеренов). Такие донорно-акцепторные пары отличаются друг от друга смещенными позициями электрохимических потенциалов, а именно высшей занятой молекулярной орбиталью и низшей незанятой молекулярной орбиталью. Эти орбитали в некотором роде сопоставимы с зонной схемой неорганических полупроводников. Структура многослойного солнечного элемента После поглощения фотонов, энергия которых позволяет преодолевать барьер между высшей и низшей орбиталями, возникают так называемые экситоны (электростатически связанные пары положительных и отрицательных зарядов), разделяющиеся в течение короткого времени в граничной донорно-акцепторной зоне. После разделения происходит селективный перенос заряда в два полупроводника. Носители зарядов двигаются неупорядоченно и изменяют свое положение в полупроводнике «скачками», так как это обусловлено наличием множества энергетических барьеров. Носители наталкиваются на множество фазовых и молекулярных барьеров, которые имеются во внутренней структуре полупроводника, в конечном счете происходит рекомбинация, что приводит к потере очередных двух носителей заряда. В полимерном солнечном элементе имеется поглощающий слой (полученный на стадии жидкой фазы или методом вакуумного напыления), состоящий из равнообъемной смеси органических полупроводников донорного и акцепторного типов. Этот слой наносится на прозрачный электрод и дает возможность пропустить практически весь получаемый свет, чтобы максимизировать полезное действие фотонов в активном слое. В то же время этот слой должен иметь как можно низкое сопротивление. Важнейшим качеством полимерного солнечного элемента является та рабочая функция, которая определяет, с каким из двух полупроводников предпочитает обмениваться зарядом носитель (отрицательным или положительным - соответственно, электронным или дырочным). На противоположную сторону поглощающего слоя напыляется металлический электрод, на который стекаются носители заряда, исходящие от прозрачного электрода. Неиспользованный свет, отраженный от металлического электрода, увеличивает выход электричества, так как при повторном прохождении поглощающего слоя фотоны могут активировать не активированные ранее носители. Кроме того, толщина поглощающего слоя между прозрачным и металлическим электродами может быть оптимизирована для получения максимального эффекта поглощения света в определенной области спектра. Полимерный солнечный модуль Напряжение на клеммах полимерной солнечной ячейки определяется в значительной степени функциональными особенностями каждого из электродов. Чтобы получить высокое значение эффективности фотоэлектрического преобразования, поглощающий слой полимерного полупроводника должен иметь максимально возможную подвижность носителей заряда обоих знаков для того, чтобы они могли быть физически разделены после поглощения настолько быстро, насколько это возможно. Соответственно будет обеспечено и быстрое попадание носителей на соответствующий электрод. В настоящее время полимерные полупроводники имеют сравнительно низкую подвижность носителей заряда. Оптимальная толщина поглощающего слоя находится в пределах до нескольких сотен нанометров. Преимущества и недостатки полимерных солнечных батарейПотенциальными преимуществами полимерных солнечных батарей в сравнении с обычными кремниевыми являются:
Недостатки:
Научные исследования и эксперименты продолжаются, и нет сомнений в том, что все проблемы, связанные с полимерными солнечными батареями, будут решены. solarb.ru Какие есть виды солнечных батарейНа сегодняшний день существуют разные виды солнечных батарей, но все они имеют общую особенность, которая заключается в отсутствии механических подвижных узлов и расходных материалов. Это обеспечивает максимально длительный срок работы таким панелям, который составляет от 25 до 35 лет. 0.1. Вакуумные солнечные батареиВ наши дни солнечная энергия – это прекрасная альтернатива традиционным источникам электричества, которое получается при помощи привычных методов (гидроэлектростанции, атомные ЭС, а также тепловые ЭС). На сегодняшний день превращение солнечного света в электроэнергию, ее дальнейшее накопление и применение для питания всевозможных электроприборов пользуется широким распространением и эти показателя постоянно растут. Использование данного вида энергии возможно благодаря использованию солнечных батарей. При этом солнечные батареи не нуждаются в постоянном техническом обслуживании и работают максимально стабильно и надежно. Модульность солнечных батарей обеспечивает возможность собрать установки любой мощности и использовать их в самых разных отраслях народного хозяйства и промышленности. Промышленные солнечные батареи могут изготавливаться из разных материалов, в зависимости от условий эксплуатации и особенностей месторасположения. 1. Современные солнечные батареи и их видыСуществующие на сегодняшний день солнечные батареи разделяются на три основных вида:
2. Монокристаллические солнечные батареиКак показывает практика, данный вид солнечных батарей пользуется наибольшим распространением. Такие панели собираются в одну конструкцию, состоящую из огромного количества силиконовых ячеек (количество ячеек в одном блоке батареи составляет 36 единиц). Эти ячейки собираются в прочном и весьма надежном корпусе из стеклопластика. Корпус создает максимальную защиту конструкции от влаги и пыли, при этом такие панели могут быть использованы, даже на флоте. Превращение солнечного света в электричество в таких батареях осуществляется при помощи фотоэлектрического эффекта. Монокристаллические солнечные панели имеют отличия от других видов, которые заключаются в легкости и компактности, а также возможностью небольшого изгиба, благодаря чему их можно устанавливать на неровные поверхности. Данные батареи пользуются преимуществом в тех местах, где нет возможности установить оптимальный угол наклона. Область их применение весьма обширна. Они способны обеспечивать электроснабжение для самых разнообразных электроприборов, при этом такие панели используются как на флоте, так и на суше и даже в космосе. Однако такие панели имеют и свои недостатки. В случае, даже небольшой облачности, мощность установки существенно снижается (до 70%), а в случае сильного затемнения батарей, в условиях сильной облачности, их работа практически полностью блокируется. 3. Производство солнечных батарей: Видео4. Поликристаллические солнечные батареиВместе с монокристаллическими солнечными панелями изготавливаются и поликристаллические батареи. Они имеют некоторые отличия в своей конструкции. В их состав входят поликристаллические кремниевые ячейки, которые имеют ярко выраженный синий цвет. Такие панели имею существенно более низкую стоимость, в отличие от монокристаллических батарей. При этом они менее критичны к освещенности поверхности. По этой причине бытовые солнечные батареи, в подавляющем большинстве случаев, являются именно поликристаллическими. Область таких панелей крайне обширна. Они используются для обеспечения уличного освещения, для питания самого разнообразного оборудования, которое используется в здравоохранении, и так далее. Возможности применения поликристаллических солнечных батарей не имеет границ. 5. Тонкопленочные солнечные батареиДанный вид солнечных панелей является самым дешевым, из-за чего они пользуются наибольшим спросом среди потребителей. Благодаря конструктивным особенностям, а также инновационным технологиям изготовления тонкопленочные панели получают все большее распространение в области промышленного применения в системе получения дешевой электроэнергии. Особенность данного вида солнечных батарей заключается в том, что они не нуждаются в установке с идеальным углом попадания света на рабочую поверхность. Они вполне способны успешно монтироваться в самых разнообразных местах, наиболее удобных для пользователя. Пленочные солнечные батареи весьма не прихотливы в обслуживании, а потеря мощности, даже в условиях сильного затемнения, облачности и запыленности, составляет 10-15%. Однако даже такие батареи имеют свой недостаток. Он заключается в большой рабочей площади, которая в 2,5 раза превышает вышеуказанные виды солнечных панелей. Благодаря этому, в быту такие батареи используются крайне редко. Их применение наиболее распространено в более масштабных системах получения электроэнергии. 6. Портативные солнечные батареиВ наше время солнечные батареи пользуются огромным распространением в самых разнообразных сферах применения. Так, весьма распространенной является мобильная солнечная батарея. В первую очередь они предназначены для обеспечения зарядки аккумуляторов различных мобильных устройств. Изготавливаются походные солнечные батареи на основе аморфного кремния. Это гибкие солнечные батареи, которые отличаются практичностью, надежностью и прочностью. Они являются идеальным выбором для изготовления портативного зарядного устройства, работающего от солнечного света. Преимущества таких устройств в путешествиях и поездках весьма очевидны. 7. Солнечные батареи, работающие ночью7.1. Гибкие солнечные батареиКак не парадоксально это звучит, но на сегодняшний день существуют солнечные батареи, которые работают ночью. Это массивы очень маленьких антенн, способных воспринимать инфракрасный спектр солнечного излучения. Исследования показывают, что данные антенны могут воспринимать до 84% фотонов. При этом ученые провели расчеты уровня КПД, который в данном случае составил 46%, что является крайне высоким показателем. Принцип работы таких массивов заключается в том, что электромагнитные волны возбуждают антенны. Это в свою очередь порождает переменный ток, который впоследствии может использоваться для питания электроприборов. Главный недостаток этой технологии заключается в том, что сами антенны должны иметь крайне маленькие размеры – от нескольких миллиметров, до пары сотен нанометров. Еще один недостаток технологии – это слишком высокая частота переменного тока, которую необходимо выпрямить. Проблема состоит в том, что современные диоды не способны работать с такими частотами. Однако на сегодняшний день эти проблемы решены, хоть и остаются все еще не доступными для простых пользователей. 8. Вакуумные солнечные батареиВакуумная солнечная батарея – это коллектор, который работает по принципу термоса. Он состоит из двух трубок. Между трубками находится вакуум. Снаружи устанавливается трубка большего диаметра, изготовленная из стекла, а внутри располагается герметичная трубка из меди. Внутри медной трубки циркулирует жидкость. Благодаря высокой теплопроводности меди и вакууму вода в системе закипает при температуре +30⁰С. При кипении вода превращается в пар и поднимается вверх, контактируя с тепловым приемником тепла, изготовленным из меди, отдавая ему свое тепло. Далее теплоприемник отдает положительную температуру теплоносителю. После этого, остывшая вода конденсируется и опускается вниз. Далее цикл начинается сначала. Главная особенность таких систем заключается в легкости и удобстве сервисного обслуживания. При этом, в случае выхода из строя одного коллектора, нет необходимости в демонтаже оставшихся вакуумных солнечных батарей. Вполне достаточно просто заменить неисправный коллектор новым. Уровень КПД таких систем достигает 76%. www.techno-guide.ru |