Солнечная Россия

Популярность использования возобновляемых источников энергии возрастает с каждым годом. Ежегодный прирост рынка солнечной энергетики составляет не менее 30 %. Эта отрасль является третьей по объёму инвестиций, после ветроэнергетики и биотоплива. Выбор в пользу применения солнечных панелей происходит по разным причинам. Для кого-то - это забота об экологии, для других - способ снизить затраты на содержание жилья. Удалённость от энергосетей также может подтолкнуть к такому решению.

К сожалению, стоимость ФЭП (фотоэлектрический преобразователь) до сих пор остаётся довольно высокой, что мешает их массовому применению вне крупных солнечных электростанций. Не в их пользу работает и невысокий КПД. Однако солнечная энергетика является одной из наиболее перспективных отраслей. Европейский план развития энергетики предусматривает, что к 2020 году 15 % от всей необходимой электроэнергии Европа будет получать от Солнца. США, Китай, Япония - также наращивают мощности своих солнечных электростанций.

А как обстоят дела в России? Есть ли перспективы у дорогостоящей технологии? Представители швейцарской компании Avelar Energy Group положительно отвечают на этот вопрос.

Российское отделение этой компании ООО " Авелар Солар Технолоджи" и госкорпорация "Роснано" совместно с минэкономики Оренбургской области заключили соглашение о совместном строительстве солнечных электростанций в России. Речь идёт о намерениях построить ряд электростанций мощностью не менее 25 мегаватт. В этот проект инвестор готов вложить 70 миллионов евро. В строительстве примут участие оренбургские разработчики портативной солнечной электростанции "Пасечник", обладающей высокой производительностью. По словам директора по развитию швейцарской компании Айдара Хафизова, выбор для строительства Оренбургской области, где уровень солнечной радиации составляет более 1200 кВт на квадратный метр и привлечение местных инновационных разработок, позволит продавать электроэнергию в те регионы России, где есть её недостаток.

Но это - не единственный отечественный успех. За последние годы в России появился ряд перспективных разработок, которые также могут стать инвестпроектами.

Так научный коллектив под руководством доктора технических наук Вячеслава Андреева из Физикотехнического института им. А.Ф. Иоффе разработал ФЭП на основе наногетероструктурных полупроводников. Батарея представляет собой трёхкаскадный фотопреобразователь, состоящий из полупроводниковых пластин на основе сплавов GaInP, Ga(In)As и Ge, отвечающих за преобразования в коротковолновом, средневолновом и инфракрасном диапазонах соответственно. Модули батарей расположены на электоро-механической системе, постоянно ориентирующей их на солнце с помощью датчиков положения и оснащены минилинзами, многократно концентрирующими солнечное излучение, что позволяет снизить площадь батарей и их стоимость. КПД данных фотопреобразователей составляет 36 % , что в два - три раза выше, чем у кремниевых батарей, а стоимость вырабатываемой электроэнергии в полтора раза ниже. Производство панелей планируется наладить в Ставрополе.

Другой коллектив из Научного центра прикладных исследований Объединённого института ядерных исследований в Дубне также работает с гетероструктурами. В своих новых фотопреобразователях, разделяя солнечный спектр на несколько интервалов, для более эффективного преобразования энергии в каждом из них, им удалось добиться высоких результатов. В видимом спектре КПД составляет 54 %, а в инфракрасном - 31 %. Эффективная работа в инфракрасном диапазоне позволяет батарее производить энергию не только в идеальных условиях, но и при пасмурной погоде и, даже, в тёмное время суток. Это позволит применять такие батареи на большей части географических широт и в разнообразных климатических условиях.

Ещё одним разработчиком гетероструктурных ФЭП является НИИ физических проблем им. Ф.В.Лукина. КПД их опытных образцов на основе цианида меди и сульфида индия составляет небольшие 3,2 %. Однако данная технология позволяет превратить в солнечные панели стёкла автомобиля, или фасад здания, тем самым увеличив количество вырабатываемой электроэнергии. При наличии финансирования учёные также планируют увеличить эффективность преобразования до 7 %, сделав свои изделия конкуретноспособными на мировом рынке.

Над созданием гибких полимерных солнечных батарей ведут совместную работу учёные из МГУ и Физического института имени П. Н. Лебедева РАН. Полимерная батарея представляет собой тонкоплёночную многослойную структуру из активного полимера с полупроводниковыми свойствами и гибкой органической подложкой, алюминиевых электродов и защитного покрытия. Имеющиеся образцы обеспечивают КПД на уровне 1 - 4 %.

Ближайшей задачей учёные ставят себе повышение КПД до 8 - 10 %, и подбор защитных покрытий с высокой световой проницаемостью. По утверждению одного из разработчиков доктора физико-математических наук Дмитрия Паращука применение в качестве прозрачного электрода слоя графена и разработка дешёвого полимера позволит снизить стоимость полимерных батарей примерно в 8 раз. Удешевление производства, повышение КПД и технологии промышленного нанесения тонкоплёночных покрытий делают полимерную гелиоэнергетику перспективной и востребованной на рынке жилого и коммерческого строительства, бытовой электроникии оборонной промышленности.

Конечно инвестиции в гелиоэнергетику являются долгосрочными, что не привлекает инвесторов. Однако Германия, являющаяся лидером в использовании солнечной энергии, десять лет назад вложив миллионы в альтернативную энергетику, на сегодняшний день получает получает большую прибыль от торговли технологиями и готовой продукцией. А использование возобновляемых источников энергии - эффективный способ избежать загрязнения окружающей среды и истощения ресурсов, обеспечивая возрастающее энергопотребление человечества.