На Земле растет спрос на солнечную энергетику

6 Янв

Никакое другое направление в энергетике не развивается сегодня столь бурными темпами, как солнечная энергетика. Могут ли солнечные батареи стать серьезной альтернативой ТЭЦ, работающим на угле, и атомным электростанциям?

Шесть десятилетий прошло с тех пор, как началось производство кремниевых солнечных батарей. Однако, как утверждают эксперты, такие модули и сегодня могут соперничать с солнечными панелями, произведенными на основе других элементов, поскольку при всех своих недостатках они превосходят конкурентов по целому ряду показателей.

Планы Илона Маска

В США «зеленая эпоха» может начаться на западе штата Нью-Йорк – в регионе, где сосредоточено много наносящих ущерб окружающей среде промышленных предприятий. По крайней мере, таковы планы Илона Маска — культового канадско-американского инженера, предпринимателя, изобретателя и инвестора, основавшего компанию Tesla Motors. Обладающий миллиардным состоянием бизнесмен хочет сделать так, чтобы электромобили, на производство которых ориентирован созданный и возглавляемый им концерн, постепенно вытеснили с рынка машины с бензиновыми двигателями.

Однако действительно эффективным с экологической точки зрения электрокар может быть лишь в том случае, если потребляемое им электричество производится не на угольной или атомной электростанции, а поступает из возобновляемых источников – например, от солнечной батареи. И поэтому Илон Маск намечает крупные инвестиции в проекты, связанные с солнечной энергетикой. Он собирается запустить предприятие, на котором планируется выпускать до десяти тысяч солнечных панелей в день. На американском континенте столько солнечных модулей не производит ни один другой аналогичный завод.

Стандартная солнечная панель, какие можно увидеть на крышах домов в Германии, конвертирует в электричество 16-18 процентов энергии Солнца. Эффективность солнечных модулей, сходящих с конвейеров энергетической компании Solarcity, в совет директоров которой Маск также входит, — около 22 процентов. Этот рекорд перекрывает (правда, лишь на доли процента) только один производитель в мире – японская корпорация Panasonic.

Самый популярный элемент

Никакая другая энерготехника не производится сегодня столь бурными темпами, как солнечные фотовольтаические панели и преобразователи. Конкуренция на этом рынке жесткая. В таких условиях производители делают ставку на выпуск эффективных и мощных панелей, способных улавливать солнечную энергию даже в пасмурную погоду и нагревать большие площади. За последние 60 лет КПД таких фотоэлементов увеличился втрое.

Батареи, основой которым служит кремний, являются сегодня самыми популярными. Причина проста: этого элемента на Земле много, добыча его относительно недорога, но у кремниевых солнечных панелей есть и недостатки: КПД их относительно невысок. В качестве альтернативы кремнию производители солнечных батарей пытались использовать такие полупроводники, как теллурид кадмия или халкопирит, которые способны поглощать больше света, чем кремний. К тому же, производство ячеек из них можно осуществлять при относительно низких температурах. Кроме того, смонтированная на основе теллурида кадмия или халкопирита солнечная панель значительно тоньше кремниевой пластины. Тем не менее, конкуренции с кремнием эти элементы не выдержали.

Немцы настроены оптимистично

В настоящее время большинство производителей солнечных батарей переходят на выпуск сверхтонких модулей из монокристаллического кремния с применением технологии PERC (Passivated Emitter Rear Cell– пассивация тыльной поверхности), разработкой которых ученые занимались на протяжении более двух десятилетий. Среди их достоинств – высокая эффективность (почти 22 процента) и малый расход кремния (толщина пассивирующего слоя из оксида алюминия и кремния составляет одну десятитысячную миллиметра). В число компаний, выпускающих такие пластины, входит боннский концерн SolarWorld– один из крупнейших производителей солнечных батарей в Германии.

Минувшей осенью в Германии было представлено еще одно новшество: кремниевая ячейка для солнечной батареи, разработанная немецким ученым Мартином Хермле (Martin Hermle). Толщина пассивирующего слоя составляет в ней лишь две миллионных миллиметра. А КПД превышает 25 процентов. Причем немецкие эксперты считают, что и это далеко не предел. По их оценкам, теоретически эффективность солнечных модулей можно довести даже до 29 процентов. Что сделает их, естественно, более привлекательными.

По материалам: DW