1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10/10 10,00оценок: 1

Российские солнечные панели. Технологии и перспективы

Тема в разделе "Возобновляемые источники электроэнергии", создана пользователем AlexSpb1, 09.09.15.

  1. AlexSpb1
    Регистрация:
    13.02.11
    Сообщения:
    601
    Благодарности:
    251

    AlexSpb1

    Живу здесь

    AlexSpb1

    Живу здесь

    Регистрация:
    13.02.11
    Сообщения:
    601
    Благодарности:
    251
    Адрес:
    Санкт-Петербург
    Российские солнечные панели. Технологии и перспективы
    Перепост
    В 2016 году в России заработает производство солнечных панелей на полупроводниковых гетероструктурах. Разработчики обещают, что КПД таких панелей будет в два раза выше существующих, а стоимость – в два раза меньше. В разработке концепции принимал участие сам Жорес Иванович Алфёров, российский лауреат Нобелевской премии по физике, полученной за разработку полупроводниковых гетероструктур.

    «Изобретение Жореса Ивановича станет основой второго поколения научно-исследовательских опытно-конструкторских работ для массового производства российских солнечных батарей,- рассказал Евгений Теруков, заведующий лабораторией физико-химических свойств полупроводников Физико-технического института им. А. Ф. Йоффе (ФТИ РАН), заместитель генерального директора Научно-технического центра тонкопленочных технологий в энергетике. — Это стало возможно благодаря тому, что Китай обвалил рынок кремния — важнейшего компонента полупроводниковых гетероструктур. Он подешевел с 200 до 20 долларов, сравнявшись со стоимостью стекла».

    По словам Терукова, при текущих технологиях изготовления солнечных панелей тонкий слой кремния наносится на стеклянную подложку. КПД получающейся панели составляет 10-12%, и при сроке службы в 20-25 лет и гарантии в 20 лет она окупается за 10-12 лет. Если заменить стекло на кристаллический кремний с применением полупроводниковых гетероструктур Алферова, то стоимость изготовления панели уменьшается вдвое, а КПД – вдвое увеличивается. В итоге экономическая эффективность панели возрастает в 4 раза.
    Новые солнечные батареи предполагается использовать для создания автономных систем энергоснабжения мощностью от 100 кВт в местах, удаленных от электросетей — в Сибири, на Алтае, на Дальнем Востоке, а также для создания солнечных электростанций с мощностью от 10 МВт в тех же регионах, а также на Кавказе и в Крыму, — сообщил Теруков.

    Академик Алфёров вернулся в экспериментальную физику и, в частности, занимается совершенствованием солнечных батарей. Кроме Нобелевской премии, он обладает внушительным количеством наград. В частности, в 1996 году он получил премию имени А. Ф. Иоффе за цикл работ «Фотоэлектрические преобразователи солнечного излучения на основе гетероструктур».

    «Практическая цель наших исследований — повышение эффективности солнечных батарей и новые принципы реализации интегральных схем», — рассказал Алфёров. — КПД солнечных батарей растёт, уже через 10-15 лет фотоэлектроэнергетика станет очень экономически выгодной, а к середине XXI века может вытеснить энергию от горения углеводородов и атомную энергетику".
    http://geektimes.ru/post/262124/
     
    AlexSpb1 , 09.09.15
    #1 + Цитировать
  2. Solarbat
    Регистрация:
    06.10.13
    Сообщения:
    2.211
    Благодарности:
    586

    Solarbat

    Живу здесь

    Solarbat

    Живу здесь

    Регистрация:
    06.10.13
    Сообщения:
    2.211
    Благодарности:
    586
    Адрес:
    Москва
    Если заменить стекло на кристаллический кремний с применением полупроводниковых гетероструктур Алферова, то стоимость изготовления панели уменьшается вдвое, а КПД – вдвое увеличивается. В итоге экономическая эффективность панели возрастает в 4 раза.

    :)
    какое нехорошее стекло
     
    Solarbat , 09.09.15
    #2 + Цитировать
  3. Николай 1
    Регистрация:
    14.10.09
    Сообщения:
    2.307
    Благодарности:
    913

    Николай 1

    ГЕНЕРАТОР ИДЕЙ

    Николай 1

    ГЕНЕРАТОР ИДЕЙ

    Регистрация:
    14.10.09
    Сообщения:
    2.307
    Благодарности:
    913
    Адрес:
    Москва
    Ну что ж, ждем появления таких панелей на рынке.
    Лично я уже давно переориентировался на солнце, жду прорыва в увеличении КПД панелей.
     
    Николай 1 , 09.09.15
    #3 + Цитировать
  4. Евгений163
    Регистрация:
    12.01.12
    Сообщения:
    1.537
    Благодарности:
    448

    Евгений163

    Живу здесь

    Евгений163

    Живу здесь

    Регистрация:
    12.01.12
    Сообщения:
    1.537
    Благодарности:
    448
    Адрес:
    Тольятти
    Ну так:
    :aga:
     
    Евгений163 , 09.09.15
    #4 + Цитировать
  5. Arsenal&Natalya
    Регистрация:
    10.05.08
    Сообщения:
    3.394
    Благодарности:
    7.843

    Arsenal&Natalya

    Неофиты ;)

    Arsenal&Natalya

    Неофиты ;)

    Регистрация:
    10.05.08
    Сообщения:
    3.394
    Благодарности:
    7.843
    Адрес:
    поселок Жизнь
    На Солнце в Москве?
    Уж лучше в Лондоне тогда. Там солнечных дней больше чем у нас.
     
    Arsenal&Natalya , 09.09.15
    #5 + Цитировать
  6. Николай 1
    Регистрация:
    14.10.09
    Сообщения:
    2.307
    Благодарности:
    913

    Николай 1

    ГЕНЕРАТОР ИДЕЙ

    Николай 1

    ГЕНЕРАТОР ИДЕЙ

    Регистрация:
    14.10.09
    Сообщения:
    2.307
    Благодарности:
    913
    Адрес:
    Москва
    А Вы живете в Лондоне, да?
     
    Николай 1 , 09.09.15
    #6 + Цитировать
  7. Arsenal&Natalya
    Регистрация:
    10.05.08
    Сообщения:
    3.394
    Благодарности:
    7.843

    Arsenal&Natalya

    Неофиты ;)

    Arsenal&Natalya

    Неофиты ;)

    Регистрация:
    10.05.08
    Сообщения:
    3.394
    Благодарности:
    7.843
    Адрес:
    поселок Жизнь
    Я нет, моя дочь да.
    А разве это как-то относится к теме интенсивности солнечной энергии в Москве и ближайших окрестностях?
    Я высказал свое мнение об утопичности значимого практического использования СЭ в нашем регионе в подавляющее к-во дней года.
     
    Arsenal&Natalya , 09.09.15
    #7 + Цитировать
  8. Arsenal&Natalya
    Регистрация:
    10.05.08
    Сообщения:
    3.394
    Благодарности:
    7.843

    Arsenal&Natalya

    Неофиты ;)

    Arsenal&Natalya

    Неофиты ;)

    Регистрация:
    10.05.08
    Сообщения:
    3.394
    Благодарности:
    7.843
    Адрес:
    поселок Жизнь
    Вряд ли полная брехня, Алферов, например, очень многим занимается - это правда. А что построят - будем поглядеть.
    Есть у меня чуйка, что пока будут строить, в других лабраториях и компнаия кое-что еще придумают, поэффективнее. Имею в виду, эффективней Siemens с их подтвержденными испытаниями 41,6%:

    Тогда вопрос: 24% больше 41%?
    А 41,4% от Fraunhofer (Германия)? и проект в стартапе уже.
    А 24,7% от Панасоник, причем давно серийных ?
    Кому интересно, дальше сам найдет по теме.

    Нисколько не принижаю имя самого Алферова, т. к. очень его уважаю, но вот журналистам надо было б погуглить тему перед тем, как писать о небывало сверхвысоких показателях КПД планирующихся к выпуску СБ.

    И, наконец, наш век - это век технологий.
    А с 3D-принтированием и роботизацией тем более.
    Как у нас в России с роботизацией дела обстоят в сравнении с теми же японцами или немцами, кто в курсе? Есть чем импортозаместить?

    Поэтому я скептически отношусь и к теме, в смысле к востребованности СБ на преимущественной части нашей необъятной, и к реализации самого проекта.
     
    Arsenal&Natalya , 10.09.15
    #8 + Цитировать
  9. Solarbat
    Регистрация:
    06.10.13
    Сообщения:
    2.211
    Благодарности:
    586

    Solarbat

    Живу здесь

    Solarbat

    Живу здесь

    Регистрация:
    06.10.13
    Сообщения:
    2.211
    Благодарности:
    586
    Адрес:
    Москва
    :)
    Да, может быть, кремний-то в Китае за счёт субсидий правительства и "подешевел с 200 долларов до 20", но Алфёров же вроде бы свои гетероструктуры делал на арсенид-галии и пр., это они вроде бы добавляли слоёному пирогу новых запрещённых зон.
    И, соответственно, стоимости изделиям.

    Я пока не въехал, причём тут кремний и стекло. Пойду вздремну, видать, устал.
     
    Solarbat , 10.09.15
    #9 + Цитировать
  10. Weis
    Регистрация:
    14.06.10
    Сообщения:
    4.119
    Благодарности:
    2.433

    Weis

    Живу здесь

    Weis

    Живу здесь

    Регистрация:
    14.06.10
    Сообщения:
    4.119
    Благодарности:
    2.433
    Адрес:
    Санкт-Петербург
    О как! А я дурак 4 года использовал и не знал про "утопичность":aga:
    Столь безапелляционные суждения требуют обоснования.
     
    Weis , 10.09.15
    #10 + Цитировать
  11. Arsenal&Natalya
    Регистрация:
    10.05.08
    Сообщения:
    3.394
    Благодарности:
    7.843

    Arsenal&Natalya

    Неофиты ;)

    Arsenal&Natalya

    Неофиты ;)

    Регистрация:
    10.05.08
    Сообщения:
    3.394
    Благодарности:
    7.843
    Адрес:
    поселок Жизнь
    Элементарно. В моем сообщении подчеркнуто слово "значимого ". Я не отрицаю, что какую-то энергию можно снять и в Мурманске. Но она несопоставима, например, с климатическими возможностями Казахстана, Узбекистана, Ирана и прочих солнечных регионов.
    А значит, в наших широтах окупаемость инвестиций столь незначительна, что о значимом эффекте от владения для наших сумрачных мест говорить не приходится. Разве что если без внешней электроэнергии существовать приходится и ужиматься в каждом ватте. Тогда и СБ, и ветряки, и что угодно рассматривается не как коммерчески выгодный проект, а средство выживания.
    Естественно, есть небольшие региональные возможности у близких к Казахстану областей, у Краснодара с Ростовом, у Алтая. Но для нас (Москва, Питер и подобных нам регионов) эффективнсоть инвестиций крайне низкая.
     
    Arsenal&Natalya , 11.09.15
    #11 + Цитировать
  12. al200014
    Регистрация:
    19.02.14
    Сообщения:
    1.798
    Благодарности:
    257

    al200014

    Живу здесь

    al200014

    Заблокирован

    Живу здесь

    Регистрация:
    19.02.14
    Сообщения:
    1.798
    Благодарности:
    257
    Адрес:
    Перу
    Вообще-то суть этого проекта состоит в следующем. (Если я не путаю, по памяти)

    Как, не имея монокристаллических панелей (производства),
    получить

    (на базе существующей цепочки аморфников (новочебоксарск) и новой "добавки" (гидрогенизированый кремний)
    нечто,


    напоминающее МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКУЮ СП.

    А лучше - превосходящую (МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКУЮ СП)

    Специально выделил логические фазы разными цветами.

    В шутливом смысле слова (не воспринимать буквально) - как вырастить гибрид арбуза и мухи.
    В силу того, что это будет очень удобно. Взял в руки арбуз, полоснул по нему ножем, а семечки оттуда
    фур-фур-фур - сами (как мухи) вылетели ...

    Словом, выглядит (на первый взгляд) все как у алхимиков с философским камнем по превращению ВСЕГО в золото.

    В одном уверенность есть. В менеджерском. Проект запрограммирован на успех.

    PS. Алферов и Физтех сейчас как бы немного разные ипостаси, к слову сказать.
     
    al200014 , 14.09.15
    #12 + Цитировать
  13. Leo2
    Регистрация:
    02.06.08
    Сообщения:
    4.234
    Благодарности:
    2.088

    Leo2

    солнечный энергетик

    Leo2

    солнечный энергетик

    Регистрация:
    02.06.08
    Сообщения:
    4.234
    Благодарности:
    2.088
    Адрес:
    Москва
    А точнее, как "убив" все существовавшие в России производства монокристаллических панелей" и далее по тексту.

    Технологии наземного кристалла в России заморожены с конца 90-х. Весь мир ушел так далеко вперед, что уже не догнать. А гетероструктуры во всем мире на стадии лабораторий, поэтому здесь Алферов хоть видимость как-то может создать "передовых технологий".
     
    Последнее редактирование модератором: 21.09.15
    Leo2 , 16.09.15
    #13 + Цитировать
  14. Zzzzyll
    Регистрация:
    18.09.11
    Сообщения:
    1.094
    Благодарности:
    566

    Zzzzyll

    Живу здесь

    Zzzzyll

    Живу здесь

    Регистрация:
    18.09.11
    Сообщения:
    1.094
    Благодарности:
    566
    Адрес:
    Таллинн
    Опять в тему набежали всепросральщики и организовали политический митинг? :)

    Докладываю уважаемому собранию, :) имея представление о из первых рук.

    Уважаемый Leo2 неправ насчёт гетероструктур и неких "лабораторий": никаких мутных чудес в гетероструктурах нет, в контексте это всего лишь значит, что система сложная, состоит из слоёв полупроводника, а не из одного слоя.
    Да, обычная нанотехнология, коей в нынче повсюду, начиная с ЖК-экрана, в который Вы сейчас смотрите.
    В СБ до сих пор, правда, гетероструктуры использовались на прямозонных ПП, в основном - арсениде галлия и производных. Стоимость там, реально, заоблачная (зато абсолютный рекорд по КПД - в лаборатории до 45%). Боинг Спектролаб такие делает для космоса (до 3 слоёв).
    Ещё были патентованные попытки товарищей из Мицубиси организовать гетероструктуру из aSi-слоёв поверх монокристалла (диффузией водорода и плазменным травлением с рекристаллизацией).
    На этом всё.

    Тут история была такая: всем известные товарищи в 2008 году купили у швейцарской "Эрликон" линию по производству аSi-батарей. Тогда плёнки были в большой моде, а кремний был дорогой, поэтому тонкоплёночные технологии (требующие резко меньшего расхода кремния) сильно рулили. Несмотря на КПД 8%, цена на Вт была даже меньше, чем у поликристалла.
    Потом, как все помним, цена на кремний солнечного качества резко упала, и по цене за ватт стал рулить поликристалл.

    Беда в том, что линия была уже куплена (а запущена она вообще только этой весной). Для наших эффективных менеджеров, успешных предпринимателей и гениальных бизнесменов оказалось вновинку то, что хайтек производство даже имея деньги и купив готовую линию организовать тяжелее, чем нефтью барыжить.
    Короче, сейчас, в 2015-м году на рынке уже совсем иная ситуация, и аSi не очень рулит, и окупаться будет долго.

    Поэтому некоторые очень толковые (тут без иронии) товарищи ещё 5 лет назад подсуетились и предложили на том же оборудовании наносить aSi и микроморфный слой поверх кристаллических элементов - поликристалла или монокристалла, что лучше по экономике (и попросили докупить им маломощное, 500кВт/год, производство чисто для науки). И делать то же, что товарищи из Мицубиси (благо патенты истекли), но по другой технологической схеме: производство нормальных аморфных СБ-то - уже куплено, и не нужно извращаться как японцы, превращая верхний слой монокристалла в aSi.
    Более того, швейцарское оборудование (изначально созданное для тонких извращений) позволяет наносить продвинутые микроморфные слои и широко играть параметрами зоны, что японцам с их "дубовым" способом поверхностного наводораживания/плавления было нереально.
    То есть: берём (покупаем на стороне) напиленый для СБ кремний (он же нынче дешёвый! :)), наносим поверх него микроморфный/аморфный слой, в том же вакууме напыляем контакты и т. п. (всё это по штатной технологии и уже имеющемся оборудовании), накрываем (опять же, всё имеется) стеклом, и - вуаля!

    Аморфный слой с широкой запрещённой зоной жрёт более синий свет и заодно обеспечивает эффективный (с малым отражением) вход света в кристалл, а монокристалл эффективно "доедает" более красную компоненту.

    Вместо 8% КПД на том же оборудовании и с той же производительностью имеем 20-25% КПД. До 30 в пределе (если ещё водородом поиграть). Гибрид монокристалла с плёнками - отличный КПД, пологую температурную кривую, и неплохую работу на острых углах и/или рассеянном свете - чисто бонусом, как следствие аморфного слоя.
    Поскольку в штуках производительность та же, а КПД почти втрое выше, мощность линии в ваттах/год растёт соотвественно, втрое. При тех же вложениях и тех же накладных расходах. Неплохо, да?

    А дополнительных расходов - только покупной напиленый кремний в качестве подложки вместо стекла.
    Цена на ватт падает, олигархи пляшут.

    В теории так.

    Что получится на практике - будем посмотреть.
     
    Последнее редактирование: 17.09.15
    Zzzzyll , 17.09.15
    #14 + Цитировать
  15. Solarbat
    Регистрация:
    06.10.13
    Сообщения:
    2.211
    Благодарности:
    586

    Solarbat

    Живу здесь

    Solarbat

    Живу здесь

    Регистрация:
    06.10.13
    Сообщения:
    2.211
    Благодарности:
    586
    Адрес:
    Москва
    :super:, здорово объяснили.

    Интересно оценить разницу в стоимости.
    Сколько стоило стекло в подложках у Хевела и почём можно покупать напиленный кремний той же площади, что и лист подложечного стекла. И почём, в итоге, может получиться стоимость Вт.
    Кремний сзади, наверно, нужно защищать дополнительной ПЭТ, как в стандартных модулях.

    А ещё интересно сравнить стоимость электроэнергии в Китае и у нас, ведь пилить кремний можно и у нас на станках.
     
    Последнее редактирование: 17.09.15
    Solarbat , 17.09.15
    #15 + Цитировать