Параболические концентраторы[править | править исходный текст]
Экспериментальный коллектор НПО «Астрофизика»
Параболические концентраторы имеют форму параболоида вращения. Параболический отражатель управляется по двум координатам при слежении за солнцем. Энергия солнца фокусируется на небольшой площади. Зеркала отражают около 92 % падающего на них солнечного излучения. В фокусе отражателя на кронштейне закреплён двигатель Стирлинга, или фотоэлектрические элементы. Двигатель Стирлинга располагается таким образом, чтобы область нагрева находилась в фокусе отражателя. В качестве рабочего тела двигателя Стирлинга используется, как правило, водород, или гелий.
В феврале 2008 года Национальная лаборатория Sandia достигла эффективности 31,25 % в установке, состоящей из параболического концентратора и двигателя Стирлинга [7].
В настоящее время строятся установки с параболическими концентраторами мощностью 9—25 кВт. Разрабатываются бытовые установки мощностью 3 кВт. КПД подобных систем около 22—24 %, что выше, чем у фотоэлектрических элементов. Коллекторы производятся из обычных материалов: сталь, медь, алюминий, и т. д. без использования кремния «солнечной чистоты». В металлургии используется так называемый «металлургический кремний» чистотой 98 %. Для производства фотоэлектрических элементов используется кремний «солнечной чистоты», или «солнечной градации» с чистотой 99,9999 % [8].
В 2001 году стоимость электроэнергии, полученной в солнечных коллекторах составляла $0,09—0,12 за кВт·ч. Департамент энергетики США прогнозирует, что стоимость электроэнергии, производимой солнечными концентраторами снизится до $0,04—0,05 к 2015 —2020 году.
Компания Stirling Solar Energy разрабатывает солнечные коллекторы крупных размеров — до 150 кВт с двигателями Стирлинга. Компания строит в южной Калифорнии крупнейшую в мире солнечную электростанцию. До 2010 года будет 20 тысяч параболических коллекторов диаметром 11 метров. Суммарная мощность электростанции может быть увеличена до 850 МВт
Производство солнечных батарей в России в последние годы заметно выросло. И это закономерно, поскольку мировая солнечная энергетика растет темпами 50 % в год. Однако доля России на мировом рынке производства батарей составляет всего 0,8 %. На территории России (Москва, Краснодар, Рязань) функционируют довольно крупные производства солнечной индустрии, мощностью от 10 до 15 МВт/год. Но большая часть их продукции шла на экспорт. Только ОАО РЗМКП работала на российский рынок. Многие компании перевозили свои производства в Европу, сворачивая работу в России.
И все же, производство солнечных батарей в России находится не в лучшем положении, в основном из-за мощной конкуренции со стороны Китая, Японии, США, Германии, которые уже вышли на уровень производства 1 ГВт в год. В то же время, по статистике, величина солнечного излучения в Западной России находится на одном уровне с Германией и превышает показатели скандинавских стран, в которых солнечная энергетика развивается высокими темпами.
Сегодня производство солнечных батарей в России ориентировано больше на сборку, чем на полное производство модулей, так как это гораздо проще и менее затратно. Кроме того, российские батареи имеют более высокое качество, чем китайские, благодаря качественному сырью. Однако производство комплектующих для систем солнечного энергоснабжения в России пока не поставлено. А учитывая, что у конкурентов качество этой продукции на должном уровне и давно отлажено все производство, возникают определенные трудности с развитием данного направления.
Кроме того, уровень производства электроники в России еще не дорос уровня, способного создавать на мировом рынке ощутимую конкуренцию. А агрессивная политика конкурентов может вообще задавить эту отрасль и, как следствие все производство солнечных батарей в России.
Важным моментом является себестоимость производства. Цена кремниевых модулей сегодня — €0,9 за 1 ВT + транспортные затраты + растаможивание. В итоге себестоимость составит более €2 за 1 ВT. А это сказывается на цене готового модуля, которая составляет более 1000 евро при мощности в 235 B. При этом европейские цены на ту же продукция не превышают 800 евро. В США себестоимость этой продукции еще на 20 % ниже. Кроме того, уже сегодня для Востока России дешевле закупить батареи у Китая, чем транспортировать их из европейской части России.
Важным шагом на пути развития производства солнечных батарей в России станет законодательная поддержка. Сегодня же такой программы не существует. Отсутствует какое-либо стимулирование со стороны государства, популяризация этого вида энергии в России. Сегодня срок окупаемости солнечного оборудования для предприятий составляет 25 лет. Для частных лиц ситуации более оптимистичная: солнечная водонагревательная установка окупится за 5 лет. В то же время в России существуют регионы, где себестоимость электричества превышает 65 руб/кВт*ч. В таких районах солнечная электростанция окупит себя за 2 года.
Среди наибольших российских производителе6 можно отметить: Sun Shines (Россия, Москва), ПХМЗ (Подольск), РЗМП (Рязань), Телеком-СТВ (Зеленоград), ВИЭКо (Москва), Амекс (Зеленоград), Квант (Москва), Нитол (Усолье-Сибирское) и др.