Солнечные панели и «батареи»

В таблице представлены данные по электрической мощности, генерируемой солнечными ячейками, изготовленными верхней тройкой мировых производителей в 2006–2007 г. г.

С вводом в строй новой линии для производства больших солнечных панелей, американская компания Applied Materials объявила о практически 20-процентном снижении себестоимости производства солнечных батарей, основанных на фотогальванических элементах.

Тайваньская Mospec Semiconductor, дочерняя компания местного продуктового гиганта President Enterprises, начала строительство собственной фабрики по производству стеклянных подложек для солнечных панелей. Сообщалось, что строительство должно завершиться в конце 2007 года. Как указывают источники, исходя из объемов финансирования, первоначальная мощность фабрики составит порядка 20–25 МВт в год, которая принесет компании порядка 50 миллионов долларов США, что в два раза больше дохода за 2006 год, при этом валовая маржа компании увеличится до 30%. Также известно, что Mospec уже заключила контракты на поставку поликристаллического кремния, с целью уберечь молодое производство от возможных потерь, связанных с дефицитом последнего на рынке.

Компания First Solar Inc. из американского города Феникс, располагающая дизайн-центром в Огайо и фабрикой по производству солнечных батарей в Германии, опубликовала потрясающие финансовые данные за четвертый квартала 2007 года. Чистая прибыль First Solar составила $63 млн — это на 800% больше, чем за аналогичный период 2006 года. Тем временем, общий доход компании увеличился лишь в четыре раза и составил $201 млн. Акции First Solar после таких известий немедленно подскочили на 30% до $230.

При этом финансовый доклад об успехах компании из Феникса прозвучал на фоне взлета стоимости акций большинства игроков рынка солнечной энергии. Рыночная капитализация SunPower Corp., к примеру, сейчас составляет всего $3,2 млрд. Но еще некоторое время назад акции этой компании оценивались в $10,1 млрд, и сейчас они уверенно растут.

В 2007 году в районе залива Сан-Франциско завершается строительство крупнейшего в мире завода по производству солнечных элементов, на которое власти штата ассигновали 100 млн долларов. Ежегодно завод будет производить около 200 миллионов солнечных панелей общей мощностью в 430 мегаватт. Осуществляет строительство Nanosolar — компания, возникшая шесть лет назад по инициативе и на средства поискового интернет-гиганта Google. В компании была разработана новейшая технология производства солнечных батарей, которая основана на использовании особых чернил из наночастиц, нанесенных на тончайшую пластиковую пленку. В планах компании Google инвестирование в солнечную, термальную энергетику, ветро-электростанции и геотермальные станции. Задача компании – снизить стоимость электроэнергии ниже цены угольного киловатт-часа, который стоит 2.5 цента, сказал Билл Вейл, руководитель направлений экологически-чистой энергетики.

Производством солнечных батарей в Украине занимаются только две компании: киевская «Квазар» и севастопольская «Афрос». Таким образом, остальные компании на рынке представлены в качестве дистрибуторов и дилеров. Украинский рынок оборудования по преобразованию энергии солнца условно разделен на четыре сегмента. Первый — это оборудование для нагрева воды (солнечные тепловые коллекторы). Остальные сегменты рынка связаны с фотоэлектрическими системами, вырабатывающими электроэнергию из солнечного света. Их, по словам Сергея Голикова, главного инженера компании «Бизнес Нетворк Солюшн», существует три: оборудование для автономного обеспечения освещения улиц и парков; системы для автономного освещения частных домов, кемпингов, санаториев; оборудование для автономного освещения рекламной продукции — стендов и биллбордов. Всю эту продукцию изготавливает киевское предприятие «Квазар», партнером которого является «Бизнес Нетворк Солюшн».

На конференции Intersolar 2007 компания SunPower Corporation, производитель высокоэффективных солнечных элементов, солнечных панелей и гелиоэнергетических систем представила гелиоэлектрическую установку SunPower Tracker нового поколения, с поворотной системой слежения за оптимальным углом падения солнечных лучей, которая позволяет вырабатывать на 30% электроэнергии больше, чем стационарно установленные солнечные панели. При этом новая гелиоустановка требует меньше площади и меньших затрат при монтаже. Система SunPower Tracker оснащена высокоэффективными солнечными панелями SunPower, поворачивающимися под углом до 25° при отслеживании движения солнца в течение светового дня. В последнее время компания неоднократно заявляла о том, что разработанная ею технология Tracker успешно применяется в ряде гелиоэнергетических проектов по всему миру. Так, компания активно работает в Испании, где установлены или строятся гелиосистемы суммарной мощностью более 61 киловатт. С участием компании SunPower недавно была введена в эксплуатацию гелиоэлектростанция мощностью 2,2 мегаватта в корейском Мунгьенге. Кроме того, технология Tracker используется для установки крупнейшей в стране 15-мегаваттной гелиосистемы на базе ВВС США Nellis в штате Невада.

Огромный приток инвестиций в этот сектор в 2007 г. способствовал быстрому развитию компаний, занимающихся выработкой солнечной энергии. На фоне продолжающих расти цен на газ и нефть, а также из-за опасений относительно глобального потепления особенно быстро развивались JA Solar Holdings Co Ltd, Suntech Power Holdings Co Ltd и SunPower Corp. В итоге, в прошлом году акции этих компаний подскочили до рекордных максимумов, но 2008 г. начался для них со снижения из-за предположений о том, что вступление экономики США в полосу рецессии крайне негативно скажется на всей мировой экономике, передает Reuters.

Аналитик Bank of America Securities Эрик Браун утверждает, что способствовать резкому увеличению поставок будет и появление на мировом рынке солнечной энергетики огромного количества новый компаний, в частности из Китая. По его мнению, цены на солнечные батареи могут упасть к 2009 г. на 15%, что спровоцирует резкое снижение прибылей для компаний этого сектора. Э.Браун отмечает, что на данный момент в самом выгодном положении находятся Yingli Green Energy и First Solar из-за их низкозатратной политики.

Солнечные коллекторы

В 2007 году компания Vacuumschmelze (Германия) представила новое семейство текущих счетчиков для солнечных инверторов. Эти счетчики используются для того, чтобы контролировать мощность переменного тока, генерируемого солнечных системами, при передаче данного тока в федеральную энергосеть. А еще – для того, чтобы измерять составляющую постоянного тока общего количества переменного тока.

Солнечные коллекторы для всей Восточной Сибири производит ООО «Центр энергоэффективных технологий» из Улан-Удэ. Разработка нагревает воду до 600С, а этого хватит только для хозяйственно-бытовых нужд. Для обогрева же помещений этой температуры недостаточно. Средняя стоимость оборудования и его установки в зависимости от нужд составляет от 10 тыс. до 300 тыс. рублей.

На сегодняшний день в мире работает более 2 млн гелиоустановок горячего водоснабжения. Площадь таких солнечных коллекторов в США составляет 10, а в Японии -- 8 млн кубометров. Для сравнения, за последние 15 лет в мире построено свыше 100 тысяч ветроустановок. В большинстве стран приняты законы, создающие льготные условия как для производителей, так и для потребителей альтернативной энергии, что является, по мнению большинства специалистов, определяющим фактором успешного внедрения.

Солнечные водонагреватели

Мировой лидер по производству и применению солнечных водонагревателей — Китай. В 2007 г. Китае солнечными водонагревателями пользовались около 40 млн. семей общей численностью в 150 млн. человек. К 2020 году 300 млн. квадратных метров помещений в Китае будет оборудовано солнечными водонагревателями. Как сообщает газета «Жэньминь жибао», по мере официального вступления в силу Закона КНР о возобновляемых энергетических источниках в стране отмечается быстрое развитие солнечной энергетики. Институт энергетики при Государственном комитете по делам развития и реформ КНР 20 сентября распространил на Всемирной конференции по солнечной энергии-2007 доклад, в котором отмечается, что к 2010 году общая площадь гелионагревателей в Китае достигнет 150 млн кв. метров.

Китайская энергетическая компания «Lino-Paradigma» в г. Цзинань восточной пров. Шаньдун подписала с кубинскими предпринимателями соглашение по экспорту гелиотехнологий. В соответствии с соглашением расположенная в Шаньдуне компания «Lino-Paradigma» построит на Кубе завод по производству водонагревателей на солнечной энергии, производственная мощность которого составит 50 тыс штук в год.

В селе Сарнахпюр (Армения) в 2007 году был отведен участок площадью в 1000 кв.метров под строительство полигона для гелиоустановки DVH-2,3 мощностью в 3,5 кВт для получения бытовой горячей воды и переработки сельхозпродуктов (идея гелиофикации сел Армении принадлежит группе ученых, возглавляемой директором компании »Техностандарт», д. т. н. Вааном Амазаспяном). Как отметил ученый, на повестке дня стоит также вопрос массового производства солнечных водонагревателей мощностью от 50 до 200 кВт для сельских бань, школ и больниц. Большую часть средств (до 80%) перечислит Фонд по энергосбережению и альтернативной энергетике, другие организации. По данным Министерства энергетики Армении, республика обладает огромным ресурсами в сфере гелиоэнергетики. Так, годовой показатель поступления солнечной энергии на 1 кв.м плоской поверхности в Армении составляет 1720 кВт.ч/кв.м, при среднеевропейском показателе 1000 кВт.ч/кв. м. Российская компания »Семерал Энерго» заинтересована в поставках в Армению солнечных батарей и ветрогенераторов.

Стоимость солнечных водонагревательных коллекторов в Украине сегодня 100–170 долл. за квадратный метр. Они разработаны Проблемным институтом нетрадиционных энерготехнологий и инжиниринга. Стоимость импортных высокоэффективных коллекторов, представленных на украинском рынке, — 250–400 долл. за кв. м и больше. Окупаемость оборудования составляет 6–7 лет.

С 1991 г. по разработкам Лаборатории нетрадиционной энергетики Института проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ЛНЭ ИПМТ ДВО РАН) в Приморье изготавливаются и успешно эксплуатируются промышленные солнечные водонагревательные установки различной тепловой мощности.

Как сообщил заведующий лабораторией, доктор технических наук Олег КОВАЛЕВ, разработанные ЛНЭ солнечные водонагревательные установки для горячего водоснабжения (СВНУ) сегодня успешно обслуживают ряд промышленных и жилых объектов на территории Приморья. Общая площадь СВНУ, установленных в крае по проектам лаборатории — 450 кв. метров.

Гелиоэлектростанции

В 2007 году компания Grupo Cobra, входящая в подразделение по оказанию промышленных услуг группы компаний ACS, приступила к строительству гелиотепловой электростанции Extresol-1 в провинции Бадахос, Испания. Строительство предполагается завершить в 2009 году. Финансирование строительства обеспечивает компания Grupo Cobra, которая вложит в проект около 300 млн евро. Гелиоэлектростанция будет иметь 624 солнечных коллектора, которые займут 510.120 м2 на участке общей площадью 225 гектаров. Вырабатываемой станцией энергии будет достаточно для снабжения электричеством 30.000 домашних хозяйств, и ее работа позволит избежать ежегодного выброса в атмосферу около 149.000 тонн углекислого газа. Для проекта Extersol-1 используются цилиндрическо-параболические коллекторы, в которых применяется система накопления солнечной энергии с механизмом слежения за концентрацией солнечного света.

 В 2007 году на юге Испании открыта солнечная фотогальваническая электростанция, которая представляет собой установку, состоящую из 100 тыс. панелей. Занимаемая станцией площадь - 500 тыс кв м, что соответствует площади 70 футбольных полей. Проект в испанской провинции Аликанте реализовала немецкая фирма City Solar. Полная мощность электростанции, которую предполагается достигнуть летом этого года, составит 30 млн кВт/час электроэнергии в год. Этого хватит для снабжения электричеством 12 тыс семей. Авторы проекта, который обошелся в 150 млн евро, выбрали для строительства долину Бенейксама. Она, по их мнению, является идеальным местом для этого объекта, поскольку там бывает не менее 300 солнечных дней в году.

В июне 2007 года в пустыне Невады, близ города Болдер-Сити, была запущена Nevada Solar One — солнечная электростанция на параболических зеркалах, мощностью 64 МВт. Станция будет обеспечивать электроэнергией военно-воздушную базу США Неллис, военные установки в Кларк-Каунти, мировую столицу игорно-развлекательного бизнеса Лас-Вегас, интенсивно развивающийся и круглосуточно потребляющий огромное количество электроэнергии, а заодно и близлежащие районы. Ее построила и будет эксплуатировать компания Acciona Solar Power — дочерняя фирма испанского строительного концерна Acciona. Финансирование в размере 250 млн долларов осуществляли в основном европейские банки, а ключевые технологии предоставила Германия: от Siemens — паровые турбины; от компании Schott — 19 300 особых стеклянных трубок, по которым циркулирует разогреваемая жидкость; от фирмы Flabeg GmbH — высокопрецизионные параболические зеркала из стекла с напылением для концентрации солнечных лучей. Огромный комплекс Nevada Solar One собран на одной обширной территории площадью в 350 квадратных акров, а не разбит на отдельные секции в разных местах, как это практиковалось прежде в США. В ее строительство было вложено $266 млн.

В феврале 2007 года начала работу самая большая электростанция в Восточной Европе, вырабатывающая энергию от солнца. Станция расположена в Бушановичах недалеко от Прахатице, Чехия. Ее солнечные батареи будут вырабатывать в год примерно 600 МВтч электроэнергии в год. Этого достаточно для обеспечения 170–180 хозяйств. Станцию построила компания Korowatt за 85 млн крон, из которых более 29 млн чешских крон выделило министерство промышленности. Себестоимость 1 кВт экологически чистой энергии составит всего 1,47 чешской кроны.

Солнечная электростанция мощностью в 11 мегаватт в марте 2007 года введена в строй в Португалии. Это совместный проект американских компаний GE Energy Financial Services, PowerLight Corporation и португальской энергетической компании Catavento, стоимость которого составила $78.5 млн. Электростанция занимает 60 гектаров земли и находится в 200 километрах от Лиссабона, в Южной Португалии. Это одно из самых солнечных мест на Земле – солнце там светит на протяжении 3300 часов в году. В начале эксплуатации станция будет производить 20 гигаватт в час.

Строительство одной из самых крупных солнечных электростанций в Чехии, видимо, начнется уже в следующем году неподалеку от Глука Угерскоградиштского района и потребует порядка 122 млн. крон. Инвестором является фирма из Нового Йичина FitCraft Production. Это единственный производитель фотовольтовых панелей (солнечных батарей). Проектная мощность станции - 1, 1 МВт. По некоторым данным, самая большая чешская солнечная электростанция ныне работает в Острожской Лготе, ее мощность пока 702 кВт, однако ее владелец, фирма HiTechMediaSystems, планирует увеличить ее до 1, 5 МВт.

Киприотская церковь готова возглавить кампанию экологов и вложить около $240 млн в производство солнечной энергии, - сообщил по местному радио архиепископ Хризостом II (Chryzostom II), сообщает Служба континентов. Солнечная электростанция разместится на церковной территории.

В ближайшие годы электростанции, работающие на энергии солнца, будут строиться в Марокко, Египте, Алжире, Китае, Иране, Саудовской Аравии, Кувейте, США. Одним из крупнейших игроков рынка является Schott AG из Майнца. Эта компания лидирует на мировом рынке производителей трубок-приемников. Schott активно расширяет свои мощности и инвестирует 27 млн евро в новую фабрику в Севилье, которая с 2008 года будет производить трубки мощностью 150—200 МВт.

Компания Ausra, специализирующаяся на производстве солнечных электростанций, заявила о своем намерении построить в ближайшие семь лет электростанции в США, общей мощностью в 2 тыс. мегаватт энергии. Проект поддерживают две крупнейшие энергетические компании страны: PG&E Corp и FPL Corp. Общая стоимость проекта составит не менее $5 млрд. и позволит обеспечить экологически чистой энергией почти миллион домов.

Стоимость проекта солнечной электростанции в Негеве, Израиль, оценивается в 300 миллионов долларов, а мощность будущей электростанции должна составить 250 мегаватт, что равняется 2.5% об общего объема потребляемой израильским хозяйством электроэнергии. Победитель конкурса получит под строительство 4,000 дунамов земли в Негеве бесплатно.

Как сообщает Globes, одна из израильских компаний, занимающихся солнечной энергетикой, — «Солель» — является одной из ведущих в мире и в настоящее время принимает участие в строительстве солнечных электростанций в Испании и Калифорнии. Калифорнийский проект — самый грандиозный по масштабам, его цена достигает 2 миллиардов долларов, а проектная мощность электростанции — 550 мегаватт.

Усилиями местной инженерно-строительной компании »Тонъян» в окрестностях морского порта Мокпхо на юго-западной оконечности Корейского полуострова уже в конце следующего года заработает установка на солнечных элементах. Южная Корея уже приступила к ее строительству. Станция будет способна производить 20 МВт электроэнергии. Срок ее действия составит 40 лет. Возведение этой экологически чистой энергетической установки обойдется в 149 млн долларов.

Создание прототипа будущего острова, работающего как источник альтернативной энергии, 90 метров в диаметре, стоимостью $5 млн, началось в ноябре 2007 года в пустынном районе Аль-Джазира Аль-Хамра в эмирате Рас-эль-Хейма. Уже к концу 2008 года его планируется ввести в эксплуатацию. По результатам работы прототипа будет принято решение о создании полноценной плавучей солнечной электростанции. Также на основе его тестирования определятся и с конечным продуктом – производством водорода или электричества. Воплощение уникальной концепции проходит под руководством швейцарской научно-исследовательской компании Swiss Centre for Electronics and Microtechnology, Inc (CSEM) и полностью финансируется правительством эмирата Рас-Эль-Хейма. Работая по принципу теплового солнечного коллектора, гигантская плавучая тарелка-остров будет собирать солнечные лучи не за счет привычных фотоэлектрических элементов, а направлять их посредством рядов зеркал на водяной трубопровод.

В Научно-производственном объединении »Гюн» («Солнце») подсчитали, что при существующем КПД солнечных фотоэлементов и среднегодовой интенсивности солнечной радиации, а это 600 ватт на квадратный метр, всю электрическую энергию, производимую электростанциями Туркменистана в течение года – около 14 миллиардов кВт/ч, можно получить от одной солнечной фотоэлектрической станции, активной площадью в несколько десятков квадратных километров, сообщает «Туркменистан: золотой век». За 1 квартал 2007 года в питомник «Джейран» в Бухарском вилояте установлены и приведены в действие 2 солнечные фотоэлектростанции мощностью 500 и 100 Вт, 2 солнечных водонагревательных коллектора ёмкостью 250 и 140 литров ; в «Центр изучения флоры и фауны Туркистана» (Заамин) установлены и приведены в действие солнечная фотоэлектростанция мощностью 300 Вт и солнечный водонагревательный коллектор ёмкостью 140 литров . Учитывая характеристики объектов в Гиссарском заповеднике, проведены их электротехнические и тепловые расчеты. Изготовлены и протестированы солнечные фотоэлектростанции, установлены и приведены в действие ФЭС на кордонах «Джопоя» и «Ташкурган» заповедника мощностью 50 Вт и 100 Вт соответственно. Кроме того, в начале октября 2007 года установлен солнечный водонагревательный коллектор ёмкостью 106 литров.

Все больше и больше усилий исследователи фокусируют сейчас на системах «концентрированной солнечной энергии» – сокращенно CSP (concentrated solar power). В системах CSP солнечное излучение концентрируется оптическими деталями на участке, где расположен ресивер. Солнечная энергия затем преобразуется в электрическую. На практике система CSP состоит из четырех основных элементов: солнечного поля, элементов фокусировки лучей, солнечного ресивера и преобразователя.

Первая в Европе коммерческая солнечная электростанция, фокусирующая солнечные лучи, был открыта в Севилье, Испания, в марте 2007 года. Станция получила название Planta Solar 10. 624 больших гелиостата фокусируют солнечные лучи на едином солнечном ресивере высотой 115 метров. Турбина обладает пиковой мощностью в 11 МВт, что означает выработку 23 миллионов киловатт-часов электричества в год. Этого достаточно для снабжения 6 000 жилых домов и экономии 18 000 тонн угля в год. Вторая башня, Planta Solar 20, пока находится на стадии постройки и будет обладать пиковой мощностью в 20 МВт.

Итоги и прогнозы

Суммарные мировые мощности солнечной энергетики составляют более 5 ГВт в год. Лидируют здесь Германия (39% мировых мощностей) и Япония (30%). Исследованиями и разработками в области солнечной энергетики в Германии в той или иной степени занимаются около 160 институтов. Не последнее место занимают США. Там работает 8 крупных солнечных электростанций, выпускаются солнечные фотоэлектрические преобразователи для локального использования. После нескольких лет немецкого доминирования среди мировых производителей солнечных ячеек в 2007 г. первенство перешло к Китаю (Китай в 2007 г. произвел солнечных ячеек общей емкостью 1200 МВт против 875 МВт, сделанных в Германии). Китайская компания-производитель солнечных модулей Suntech увеличила производство на 110%. Этим серьезным скачком Suntech обязана не потребностью таких солнечных стран, как сам Китай, Тайвань или Индия, а значительными продажами в страны Европы и, в основном, в Германию.

Суммарная мировая мощность автономных фотоэлектрических установок достигла 500 МВт. На этом методе основан проект «Тысяча крыш», реализованный в Германии, где 2250 домов были оборудованы фотоэлектрическими установками. В США принята еще более масштабная программа — «Миллион солнечных крыш», которую планируется выполнить до 2010 года. Расходы федерального бюджета на ее реализацию составят $6,3 млрд.

В докладе, подготовленном в США в 2007 году по заказу министерства обороны, содержится призыв к американскому правительству взять на себя бремя лидерства по разработке космических платформ, способных аккумулировать солнечную энергию и передавать ее на Землю, преобразовывая в энергию электрическую.

В целом специалисты Министерства энергетики США полагают, что несмотря на имеющиеся проблемы стоимость солнечной электроэнергии сравняется с обычной не позднее чем через 10 лет. К 2010 г. установленная мощность установок на фотоэлементах достигнет 3,2—3,9 ГВт, а выручка производителей составит 18,6—23,1 млрд $/год. Когда установленные мощности фотоэлементов в мире удваиваются, цена электричества, производимого солнечной энергетикой, падает на 20—30 %.