Сонячні панелі - конструкція, стан ринку, перспективи розвитку

Сонячна панель - конструкція. Сонячні фотоелектричні панелі представляють собою тонкі пластини кремнієві перетворюють сонячне світло в електричну енергію. У контексті розвитку альтернативних джерел енергії стало дуже актуально виробництво сонячних батарей у широкому діапазоні потужності для застосування в різних областях - промисловість, медицина, космічна галузь і останнім часом через зниження вартості їх виробництва в побуті для побудови автономних і альтернативних поновлюваних джерел енергії.   Сонячна панель - історія. Ще в 19 столітті було покладено початок створення сонячних батарей, а зважаючи потреби в космічній галузі і на віддалених об'єктах в альтернативних джерелах їх технологія виробництва розвивалася дивно швидко. Причиною швидкого розвитку сонячної енергетики стали постійно проводяться дослідження в області перетворення сонячної енергії в електричну. Антуан-Сезар Беккерель в 1839 році представив суспільству створену їм хімічну батарею, яка під впливом сонячних променів виробляла електрику. ККД першої сонячної батареї становило всього 1%. Таким чином всього 1% сонячного випромінювання був перетворений в електричний струм. А ось вже в 1873 році Віллоубі Сміт виявив особливість селену взаємодіяти з сонячним світлом, а в 1877 році Адамс і Дей відзначили, що селен під дією сонячного світла виробляє електричний струм. І ось в 1880 році був проведений Чарльзом Фритис сонячний елемент на основі селену покритого золотом який також дав 1% ефективності. Хоч і ККД був мізерно низьким але це було революційним рішенням. Вже в ті часи розглядалася можливість використання безкоштовної сонячної енергії як засіб заміщення поставок енергії, пророкуючи, що в майбутньому вироблені сонячні батареї існуючі електростанції. З поясненням в 1905 році Альбертом Ейнштейном фотоефекту з'явилися надії на створення сонячних батарей з більш високим ККД, але прогрес виявився незначним. Дослідження тривали і в середині 20 століття при вивченні діодів і транзисторів дали необхідні знання вченим. Гордон Пірсон, Дерріл Чапін і Кел Фуллер в 1954 році виробили кремнієвий сонячний елемент, що має ККД 4%. Подальші дослідження дозволили підвищити ефективність осередку сонячної батареї до 15%. Основне поширення перші сонячні панелі отримали в сільських районах і у віддалених містах в якості джерела живлення для системи телефонного зв'язку, де вони успішно використовувалися протягом багатьох років.   Сонячна панель - сьогоднішні дні. В даний час вироблені сонячні батареї поки не можуть повністю задовольнити потреби в енергії, але вони стали основним джерелом енергії для забезпечення штучних супутників Землі. Існуючі на той час паливні системи та акумуляторні батареї мали дуже велику вагу. Сонячні батареї мають більше значення співвідношення виробленої енергії до ваги, ніж усі інші традиційні джерела енергії, та є економічно ефективними. Поки кількість встановлених великомасштабних енергетичних фотоелектричних систем невелика. Більшість зусиль спрямовано на забезпечення з їх допомогою електроенергією віддалених і важкодоступних місць. Потужність щорічно встановлюваних сонячних електростанцій становить близько 50 мегават. Але сонячні батареї забезпечують лише близько 1 відсотка всієї виробленої в даний час електроенергії. Прихильники сонячної енергетики стверджують, що кількість сонячного випромінювання, що досягає поверхні Землі кожен рік, могло б легко забезпечити потреби в енергії кілька разів. Але історія створення сонячних батарей повинна пройти довгий шлях, перш ніж здійснити мрію Чарльза Фріттса по отриманню безкоштовною і доступною сонячної енергії.   Сонячна панель - виробники у світі. У 2014 році компанією IHS був опублікований звіт про провідних світових виробників сонячних батарей і комплектуючих для їх виробництва. У список топ компаній увійшло 15 підприємств-лідерів за обсягом вироблених ними сонячних батарей за підсумками 2013р. Як виявилося основні потужності з виробництва сонячних фотоелектричних батарей розташовані в Китаї. Але слід зауважити, що і в Японії нарощується виробництво сонячних модулів на заводах Sharp і Kyocera. Сприяє розвитку виробництва в Японії сонячних батарей встановлені японськими властями пільгові тарифи для розвитку ринку сонячних поновлюваних джерел енергії. І перевагу споживачами продуктів японських виробників на внутрішньому ринку Японії явно зіграло вагому роль у цьому підйомі. Але як і попередні роки перше місце в списку найбільш потужних виробників зайняла компанія Yingli Green Energy (aka Yingli Solar), а зі списку десяти компанія сім були засновані і працювали в Китаї. Тим не менш у 2013 році загальна частка ринку китайського виробництва сонячних фотоелектричних батарей знизилася на 1% порівняно з попереднім 2012 роком і склала 58% від загальносвітового обсягу виробництва. За заявою Джесіки Джин, аналітика компанії IHS з постачання фотоелектричних модулів, 2013 рік ознаменував поворот глобальних ринків сонячних батарей і відновлення найбільших гравців фотоелектричної промисловості. На ринку Китаю зріс попит на відновлювані джерела, чим скористалися місцеві, китайські виробники, теж саме відбулося і в Японії, де також наростили виробництво. У 2013 році на частку ринку Китаю припало більше чверті установок сонячних електростанцій. Завдяки цьому Китай зайняв лідируючі позиції в розвитку сонячної енергетики у світі. На сьогоднішній день виробники Китаю залишаються лідерами світового фотоелектричного ринку, але є передумови вказують на уповільнення зростання. У той час як останні роки китайські виробники впевнено очолюють списки найбільших виробника фотоелектричних модулів вже другий рік поспіль вони не показують значного зростання у виробництві. У 2011 році Китайські заводи займали 57% загальносвітового ринку сонячних батарей а в 2012р. - 59% і 58% в 2013 році. Європа ж тримає стабільну частку ринку фотовольтаїки в 2013 році на рівні 13%, що практично є стабільним показником з 2011 року. А ось Японія збільшила виробництво фотоелектричних модулів, зростання в 2013 році склав 15% по відношенню до 2011 року і до 12% від загальносвітового виробництва. Між тим, американські постачальники відстали, так як їх частка знизилася до 9% з 13% в 2011 році. У топ-15 компаній виробників сонячних батарей поряд з Sharp і Kyocera, які переживали істотне зростання в 2013 році, увійшла ще одна японська фірма-виробник тонкоплівкових сонячних модулів - Solar Frontier, наростивши обсяги продажів більш ніж на 60%, що відносно досить високий показник. У доповіді IHS також зазначається, що пік загального обсягу світових поставок сонячних фотоелектричних модулів в 2013 році склав 38,7 ГВт - приблизно на 24% більше, ніж у попередньому році. Цікаво, що найбільшу частку зростання ринку установок і виробництва забезпечили компанії зі списку лідерів фотоелектричної промисловості. Це чітко вказує на консолідацію галузі. Топ-15 виробників сонячних батарей мали 59% ринку в 2013 році, порівняно з 51% в 2012 році. З урахуванням тривалої консолідації сонячної фотоелектричної промисловості і невеликий державної підтримки, у багатьох випадках є одним із основних стимулів розвитку галузі, така ситуація, швидше за все, буде тривати протягом деякого часу. Це саме те, що зараз відбувається з енергоефективністю в Китаї. Недавня постанова китайського міністерства промисловості та інформаційних технологій, покликаний очистити галузь, швидше за все, погіршить становище більш 75% виробників сонячних панелей і суміжних компонентів країни. Вряд ли придется долго ждать, чтобы увидеть результаты такого шага. Хотя, и это не плохо - это всего лишь естественный процесс взросления индустрии.   А что же в Украине. Согласно ЕБРР, Украина уже в ближайшее время готова стать лидером среди экологически чистых экономик Европы, особенно в отношении рынка солнечной энергии, который является одним из наиболее перспективных рынков возобновляемых источников энергии. В настоящий момент, на Украине располагается крупнейшая солнечная электростанция в Европе, и планируется, что рынок солнечной энергии Украины будет расти ежегодно на 90 % до 2015 года. В України є всі передумови для успішного розвитку ринку сонячної енергії: високий показник DNI (пряме нормальне випромінювання), високий пільговий "зелений" тариф, можливість використовувати принципи JI (спільного впровадження) згідно з Кіотським Протоколом щодо проектів з використанням сонячної енергії та сприятливих положень щодо звільнення від податків. До того ж, Енергетична стратегія України передбачає досягнення 20 % виробництва енергії з поновлюваних джерел до 2020 року, а український пільговий тариф щодо альтернативної енергії майже в два рази перевищує тариф деяких членів G8.   Перспективним поштовхом у розвитку сонячної енергетики в Україні стало прийняття закону про Зелений Тариф. Це дало надію на стрімке зростання встановлених потужностей альтернативних джерел електроенергії.