Российские солнечные панели. Технологии и перспективы

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

- коммерческая часть совсем не обязательно должна быть во всеобщем доступе (скорей - наоборот) - разве не так принято в "цивилизованных странах"?

 

Меня, например, всё ещё интригует заявление в первом сообщении темы, что кг стекла уже равен килограмму поликремния.
Но слиток ведь ещё нужно распилить на пластины, чтобы сделать подложку ... ?
Так сколько стоит подложка?

Поскольку убирается стекло, а, в качестве подложки, ставится поликремниевая пластина, то интересно понять, для начала, хотя бы экономику этой основной замены.

Поскольку мы помним, что чисто аморфные панели дешевле монокристаллических, в производстве, то:
- если, действительно, замена заднего стекла поликремниевой подложкой - не приводит к серьёзному удорожанию модуля, а в то же время -
- приводит к увеличению КПД почти в 2,5 раза, и, соответственно, к уменьшению веса модуля в 4-5 раз и площади (на Вт у. м.) в 2-2,5 раза, то, овчинка явно стоит выделки.

Насчёт того, что солнечная энергетика - разводняк мировой (и особенно для России), это, всё-таки, не совсем так, мне пока представляется, по крайней мере.

Сейчас это смотрится действительно порой странновато и подозрительно, при нынешней-то себестоимости производства фотоэлементов, при их низких как КПД, так и КИУМ в наземных СЭС, но, некоторое развитие отрасли в то же время - идёт и покупателей СП уже много там, где магистральная сеть далеко, а потребители - относительно мелкие (пример, Якутия, или неэлектрифицированные дальние земельные участки вокруг городов, куда дорого вести отдельные ЛЭП и пр.).
Ну или там, где дорого стоит сама магистральная энергия (пример, Германия).

ФЭП в мире - дешевеют, но им (вместе с сопутствующей им силовой электроникой) нужно подешеветь ещё примерно на порядок (по нынешним соотношениям цен к КПД и ко времени работы Солнца, с учётом стоимости трад. топлива и стоимости ГАЭС), чтобы суметь начать конкурентно бороться уже и с традиционной (угольной) энергетикой с её КИУМ и КПД.

Мы, разумеется, помним про КПД когенерационных ТЭЦ до 85%, и про их КИУМ 90-95%, и про запасы угля и газа на планете. И про КПД электрического цикла 55% в современных ТЭС - тоже помним.

 

Достижение в массовом производстве солнечных панелей КПД в 40-50% решит львиную долю энергетических проблем человечества.
Вот поэтому и НАДО вкладывать сюда деньги, чтобы не оказаться безнадежно отставшими.
Думаю, что уже через 10-15 лет цифры, которые сейчас кажутся фантастическими, смогут стать реальностью.

 

Львиную, к сожалению, может не решить, хотя и лишним не будет.
Вообще, есть ощущение, что диверсифицированная по источникам, энергетика будущего будет взаимно дополнять друг друга всеми источниками (как атом дополнил уголь, а газ - атом), а не конкурировать.

Сейчас давайте, тем не менее, просто ради интереса, прикинем окупаемость сетевой СЭС, сейчас в РФ, в честном соревновании с ТЭС, с учётом КИУМ СЭС (14%, а это, в сутки, по среднегодовым, примерно 3,36 часа [3 часа 21 минута] работы на номинале, из 24 часов) и того факта, что в сетевых СЭС донором является традиционная энергетика.

Стоимость 1 квт сетевой СЭС равна 120 000 р. Стоимость 1 квт ТЭС, допустим, примерно столько же. На самом деле квт ТЭС, возможно, стоит чуть меньше, но пусть будет небольшая фора, "экологическая", у СЭС.

Хозяйству, допустим, нужна выработка 8 Мвтч/год.

1 квт у. м. ТЭС выдаст эту выработку за год. И сожгёт газа на 8 000 квтч / 4 = 2 000 кубометров * 5 р. = 10 000 р./год

Для той же выработки нам нужно будет установить неподвижных 8 квт СЭС + опереться на тот факт, что ночью и в пасмурное время нас подстрахуют ТЭС, которые мы должны содержать в полном объёме, даже когда они не выдают нагрузку в сеть, поскольку порой вообще нет солнца.

8 квт у. м. сетевой СЭС будут стоить в итоге 960 000 р., ну а по 10 000 р./год экономии газа на годовой выработке от 8 квт СЭС - они будут в соревновании с газовой ТЭС окупаться 96 лет.
Ну а с когенер. городской газовой ТЭЦ - ещё в 1,5 раза дольше.

Поскольку сравниваемые СЭС и ТЭС - обе сетевые, то мы не учитываем сетевые надбавки - никак.
И не учитываем тот факт, что сетевая ТЭС без сетевой СЭС - проживёт, а вот наоборот, прожить сетевой СЭС без ТЭС (без титанической ГАЭС, котоаря запасёт на зиму энергию солнца) - не получится. Пусть это тоже будет "экологическая" фора в пользу солнечной электростанции.

Если КПД фотоэлементов СЭС мы увеличим вдвое, до 40%, то всё равно окупаемость будет полвека, многовато ещё.

Но тут дорога с "многими полосами в одном направлении".
Кроме повышения КПД, человечество упорно уменьшает стоимость фотоэлектричества и не только за счёт увеличения КПД, но и опережающими динамику КПД темпами, за счёт новых технологий, массовости, автоматизации ...
Есть ещё и дополнительная тенденция - к постепенному удорожанию стоимости углеводородного топлива. Интересно, кстати, оценить это удорожание на 10-20-30-40-летних отрезках времени с учётом инфляции.

России нужно чуть-чуть, особенно на научно-технологическом и опытно-производственных уровнях, участвовать в процессе развития солнечной энергетики, а в идеале и пробовать экспортировать фотоэлементы (или заменять часть импортных), хоть бы она и самая (а по углеводородам, одна из самых) богатая ресурсами страна и, например, бензин в РФ сейчас стоит пока дешевле практически всех стран мира, у нас 18 место из 178 стран.

 

Так от толщины же зависит - от 100мкм до миллиметра применяются (а напилить могут - аж от 10мкм; одна проблемка - с таким хрупким листиком обращаться проблемно). А какую толщину брать - зависит от технологии.
Опять же, где брать, кто пилил, какого качества кремний (по примесям).
Нет конкретных параметров - нет стоимости. Нельзя сказать.

Есть ограничение снизу (из-за того, что кремний - непрямозонный ПП и свет поглощает плохо), тоньше 3-7мкм СБ будет терять уже слишком много "на просвет". Но обращаться с таким листом всё равно почти нереально. И проблема с диффузией замучает быстрее (тонкие СБ будут быстрее деградировать), и дефектов в объеме скорее всего будет больше (соответственно - рекомбинаций и потерь).

 

Есть границы стоимостей и средние толщины.

Возьмём, для примера 0,5 мм.
"Голая" поликр. пластина 156-156 мм. Без токосъёма, без части легирования верхнего слоя.

На условно расчётный 1 кв. метр СП - будет нужно 41 шт. таких пластин.

 

Если кому интересно: спектры поглощения разных материалов.
Просто для наглядности: за счёт чего ожидается выигрыш в КПД в чисто кремниевых гетероструктурах.

 

Год назад было около 0.3 евроцентов (очень ориентировочно, потому что, НЯП, напиленное далеко не возят, выгоднее пилить на месте, чем транспортировать сверххрупкий полуфабрикат и мириться с потерями на перевозке).

 

@Nickd55, количество сообщений набираете? Старайтесь жать кнопку "ответить" один раз, а не после каждой цитаты/ответа.

Судя по цене аморфных модулей, сейчас стекло дороже кремния. Между производителями модулей из кристаллов - бешеная конкуренция, нормы прибыли у производителей минимальны. Тонкую пленку делают всего несколько процентов от объемов, поэтому здесь конкуренции почти нет. Вот они снизили цену до примерно цены рыночной кристаллических модулей - а дальше "ни-ни". Кому нужно тонкопленочные модули - и так купит, выбор на рынке небольшой.
Поэтому получается, что цена модулей зависит не только от цены и количества кремния в этом модуле.

 

Через 10-15 лет? Пока предпосылок нет.
Могу обосновать: от идеи до массового производства в этой (сверхбыстрой) отрасли именно лет 10-15.
Чтобы через 10 лет что-то было в массе, сейчас должны быть идеи, как этого достичь. А их не видно (в журналах по ФТТ не видно, я имею в виду).

А эволюционный путь для нынешних технологий до этих параметров... ну, можно считать закрыт.
Если таковые в массе и появятся, то это будет НЕ кремний. По фундаментальным причинам. 50% КПД у кремния не будет.
Собссно, 40% КПД в лабораториях/для космоса достижимы, но это ж многопереходный арсенид галлия со всеми вытекающими. Массовым он вряд ли станет, резкого удешевления ожидать вряд ли стОит. Дешёвого многопереходного арсинида галлия тоже не будет.

ИМХО, РЕАЛЬНО можно надеяться на продвижки по другой шкале - удешевление.
Тут и традиционный кремний, тут и модные перовскиты, тут и CIGS и QD-сенсибилизированные СБ, и органика, и много чего ещё, несть им числа.

 

Большущее спасибо.

Видимо, правда, Вы имели ввиду 0,3 евро (?), но я и сам постоянно с этими центами опечатываюсь.

Берём 0,3 евро * 41 штуку = 12,3 евро * 75 р/евро = 922 рубля кв. метр поликремниевой подложки
А обычное стекло 4 мм стоит, допустим 400 р. кв метр.
А у Хевел может быть особенное какое-то заднее стекло, оно ведь толщиной 3,2 мм.
Интересно, сколько оно стоит, именно хевеловское.
Но пока стоимость получается - сопоставима: 900 р. и 400 р.
А если стекло Хевела вдвое дороже обычного оконного, то тютелька в тютельку.

 

Именно так.
Одна только упаковка накидывает 300-500% запросто. На этом фоне сырьё для производства самих ФЭП просто теряется.

 

Нет, я имел в виду 0.003евро в пересчёте на единичную пластинку. Кремний солнечного качества сейчас РЕАЛЬНО дёшев.

 

Это само собой, но себестоимость производства Хевел будет играть роль при оценке жизнеспособности этого предприятия на розничном рынке (именно на розничном, ибо с крупными электростанциями Вексельбергу помогут). Если запас прочности (дельта между себестоимостью и оптовой ценой) велик, то - есть смысл обращать внимание на продукцию этого производителя, а если там всё на грани, то нет смысла и рыпаться.

 

75 р/евро * 0,003 евро = 0,22 р - пластинка?
Я пока не могу поверить в это, сижу, "трясу головой" и протираю глаза ..