Согласно статистике доля возобновляемых источников энергии в общем объёме выработки электроэнергии ЕС, по состоянию на 2019 год, составила более 30%. При этом, выработка электричества при помощи солнечных батарей превысила общую мощность, вырабатываемую ветровыми электростанциями – 650 ГВт против 645 ГВт. Разница в абсолютных величинах небольшая, но при этом стоит учитывать, что ежегодно в ЕС строится электрогенерирующих мощностей, использующих энергию солнца на 130 до 170 ГВт, а ветроэлектростанций всего на 50-60 ГВт. Такая тенденция наблюдается, начиная с 2017 года. И связана она с существенным повышением эффективности солнечных панелей. Как утверждают специалисты авторитетного издания "Bloomberg NEF" уже к 2030 году на долю возобновляемых источников энергии в ЕС будет приходиться 60% всех электрогенерирующих мощностей, с подавляющим преимуществом СЭС (солнечные электростанции).
Конструкция и принцип действия солнечных батарей
До недавнего времени максимальная эффективность солнечных панелей составляла всего 22,3%. Однако, в прошлом году (сентябрь 2020 г.) группа компаний из Германии, в частности, ISFH – институт исследования солнечной энергии "Хамелин", KIT - Технологический институт Карлсруэ, а также ряд других исследовательских центров и компаний, представила миру сенсационную разработку. Солнечные панели с КПД 33%. Это позволило снизить себестоимость одного киловатт-часа электричества выработанного при помощи солнца до 0,04 евро.
В Германии новые солнечные батареи планируется выпускать сразу на нескольких предприятиях благодаря государственному финансированию, сумма которого по состоянию на 2021 год уже превысила 3,78 млн. евро.
До того момента, когда новые солнечные панели начнут поступать в свободную продажу пользователям домашних электростанций или бизнесменам, которые хотят организовать коммерческую СЭС остаётся довольствоваться обычными.
Они бывают двух видов, на основе поли- или монокристаллических пластин. Солнечные панели на монокристаллических пластинах гораздо дороже, так как для их производства необходим кремний высокой степени очистки до 99,99%. Даже на самом современном оборудовании для выплавки 1кг такого сырья необходимо затратить 13 Квт*ч электроэнергии.
ВАЖНО! Увеличенный срок службы монокристаллических солнечных панелей, о котором так любят повторять менеджеры по продажам, является правдой, но с одной оговоркой. Солнечные лучи должны падать на панель под прямым углом. В свою очередь, это либо требует дорогостоящих систем позиционирования, либо, как долговечность, так и КПД такой панели существенно снижаются.
Поликристаллические пластины характеризуются достаточно скромным КПД 12-18%. Но при этом имеют низкий порог включения - то есть начинают вырабатывать электроэнергию при минимальном освещении. Дополнительным преимуществом является способность вырабатывать электричество, когда луч света падает на плоскость панели под любым углом. При этом цвет может быть, в том числе и отражённый. Технология производства поликристаллических пластин основано на постепенном охлаждении кремниевого сырья, что существенно снижает их себестоимость, делая готовые модули значительно дешевле.
Перспективы развития солнечной энергетики
Специалисты да и многие простые пользователи бытовых солнечных электростанций, которые изучали вопрос производительности панелей более подробно, могут возразить. Что 33% КПД давно не является рекордом. Ещё в 2005 году Германская компания Soitec вышла на рынок с солнечными панелями КПД которых достигает 47%. Но стоит упомянуть что размер одного фотоэлемента составляет 4х4 мм а крепятся они на специальных подвижных платформах обеспечивающих попадание солнечного света под прямым углом.
Другая компания Sharp в 2013 году анонсировала солнечные батареи с КПД 44,4% на основе фосфида индия-галлия. Стоимость таких панелей является просто запредельной, не говоря уж об опасности серьёзного химического заражения в случае их повреждения.
Схожие КПД - 43,5% удалось достичь японской компании Solar Junction. Для этого Они использовали специальные линзы, установленные над каждой панелью для концентрации солнечного света. Это также не снижало стоимость конечной продукции.
