Бізнес план встановлення сонячних батарей. Устаткування для виробництва сонячних батарей. Технологія виробництва. Додатково розглянемо, що може робити роутер

«Причин, з яких людина хоче, наприклад, встановити сонячні батареї, багато, - каже експерт з альтернативної енергетики Олександр Мохнатий. - Насамперед, це небажання зв'язуватися з конторами, що забезпечують, якщо, зокрема, заміський будинок не підключений до спільної мережі. Але багато й тих, хто бажає у своєму домогосподарстві мати модні та цікаві технічні системи для побутового користування, особливо якщо вони побували за кордоном. І головне – у наш час тарифна політика влади активно штовхає людей до економії. Якщо десять років тому цінники на кіловати були на порядок дешевші, ніж у Німеччині, то зараз вони практично зрівнялися».

Небезпідставно вважається, що Росія обов'язково повторить шлях Західної Європи, в якій сонячні батареї на даху є неодмінним атрибутом кожного будинку. «Така енергетична діалектика, - упевнений Ігор Малюгін, експерт зі стартапам. - Навіть якщо ми є головними постачальниками вуглеводнів, все одно інтегрованість нашої країни у світову економіку диктує дбайливе ставлення до непоправних ресурсів». Якщо це так, значить є сенс поговорити про досить новий малий бізнес, орієнтований на монтаж сонячних батарей.

Перш ніж починати будь-який бізнес, необхідно зрозуміти, чи буде попит. Особливо це актуально для сонячної енергетики. Так, форумчанин Root скептично ставиться до цієї ідеї:

«Можливо, десь в ОАЕ чи штаті Каліфорнія сонячна енергетика вигідна, оскільки кількість сонячних днів на рік там велика, - пише він. - У нас похмура погода може домінувати місяцями! Яка тут віддача від сонячних батарей? Крім напівпровідникових панелей, знадобляться ще зарядні пристрої для акумуляторів, самі акумулятори та перетворювачі. Коротше, чи не виллється установка такого обладнання в круглу суму і чи встигне окупитися ця система, доки виробить свій ресурс?».

Розвіяти ці сумніви можуть лише практичні результати. Так, встановлення систем опалення та гарячого водопостачання на сонячній енергії дає такі результати. Візьмемо порівняння несприятливу широту Санкт-Петербурга. Виявляється, що сумарний річний рівень теплової генерації для плоских панелей, що приймають розсіяне світло, наприклад, SOLAR-300із трьох секцій, становить 4 000-4 500 кВч.

Використання їх спільно з дозволить щодня митися в душі до 40 хвилин. «Здається, на сьогодні сонячна енергетика є гарною підмогою традиційного опалення, – каже майстер із встановлення сонячних батарей Дмитро Молчанов. - Можна добре заощадити і не втратити цивілізованих благ. Стовідсотково розраховувати на сонце таки не варто. Але в будь-якому випадку це дасть реальну вигоду в розмірі до 60% економії в порівнянні зі стандартними водогрійками. Розрахунок показує, що використання індивідуальної геліотехніки для нагрівання води окупається за кілька років».

Геліотехніка для електричних потреб

Олександр Мохнатий також радить використати додаткові джерела альтернативної енергії для забезпечення будинку електрикою. «Як правило, сонячні батареї ставляться у комплексі з енергоефективним побутовим обладнанням, – пояснює експерт. - Наприклад, коли освітлення здійснюється, є холодильник А+, такий же економічний телевізор, малогабаритний насос для системи опалення, домогосподарству знадобиться площа батарей близько 10 квадратних метрів. Однак у зимовий час цього не вистачить. Тому для гарантії правильно дообладнати домашню енергосистему ще й вітряною генерацією потужністю 1,5 кВт».

Форумчанин gaiduk так прокоментував критику дорожнечі геліотехніки:

«У Харкові є будинок, який працює від сонячних батарей, тільки з поглинанням ультрафіолету та від вітряків. Тут місцеві «Кулібіни» все роблять без сильних капіталовкладень. А іншого виходу був, т.к. довкола немає вільних підстанцій, а свою побудувати – дуже накладно. Господар цього будинку сказав, що у цій ситуації це був єдиний вихід».

Німецькі орли та перші російські ластівки

На Заході монтажем систем сонячної генерації теплової енергії та електрики, як правило, займаються малі фірми. «Для старту в це підприємництво потрібні мінімальні кошти та високі професійні навички, - ділиться досвідом Ганс Фрідман із Баварії. – Тому ця справа є цікавою для грамотних людей, які не заплутаються у ланцюжку «сонце – батареї – контролер – акумулятор – інвертор – навантаження». Важливо зрозуміти, як замовник користуватиметься енергією: весь день чи ввечері? Тут важливі всі дрібниці, зокрема й освітній ценз клієнта, наскільки здатний він правильно управляти системою».

З таким поглядом згоден і Олександр Мохнатий. «Це бізнес для професіоналів, які йдуть у ногу із прогресом, - стверджує він. - Все змінюється досить швидко. З іншого боку, на ринку є безліч неефективних батарей, хоча в паспортах до них заявлено пристойні ККД. Тим часом, помилки виллються в репутаційні втрати та у відхід з ринку». За його словами, стартовий квиток у бізнес під назвою «індивідуальна геліотехніка» обійдеться підприємцю в двісті тисяч рублів, насамперед для покупки спеціальної апаратури для налаштування систем, а також інструментарію для монтажу.

Підприємець Дмитро Молчанов вважає, що на цей ринок слід входити зараз, коли він ще не сформувався. «Безумовно, попит на монтаж сонячних батарей нині невеликий, – каже він. – Тому логічно поєднувати нову справу з перевіреним підприємництвом у сполучених областях, наприклад, з монтажем електричних систем. Проте тим, хто хоче за кілька років добре заробити на установці сонячних батарей, потрібно ставати першими російськими ластівками у цій сфері альтернативної енергетики».

В епоху панування вуглеводнів, коли людство не може і хвилини прожити без будь-якої енергії, газ, нафта і вугілля завжди будуть мати «хорошу» кінцеву ціну для споживача, тарифи на які постійно зростають, оскільки попит на них стабільний, а ціною керує природна монополія держави. Незалежно від біржової вартості ці енергоносії. Тож у цій ніші сформувався стабільний попит альтернативні джерела енергії. Який можна задовольнити із вигодою для себе.

Відомі та доступні альтернативні (відновлювані) джерела енергії знайомі нам з давніх-давен — це вітер, вода і сонячна енергія. Енергія вітру і води з давніх-давен допомагали людству — крутили млини, роздмухували ковальські хутра, змушували рухатися великі судна під вітрилом. І якщо енергія цих середовищ використовується тільки локально, там, де вона зустрічається у необхідних кількостях, то сонце доступне майже повсюдно. А нові недорогі, але високоефективні технології збирання та переробки сонячного випромінювання в електрику чи тепло роблять енергію сонця доступною широким верствам населення.

Нині перехід використання сонячних батарей став затребуваною послугою, як в приватних осіб, і великих організацій. У багатьох країнах, де сонце світить цілий рік, сонячна енергія міцно увійшла до побуту споживачів. Існують цілі міста із повноцінною енергетикою на основі сонячного світла. Також у багатьох країнах ця процедура стимулюється державою. В Іспанії з 2007 року нові будинки обладнуються сонячними батареями для нагрівання води. Такий підхід забезпечує до 70% потреб гарячого водопостачання. А нові нежитлові будівлі обов'язково повинні мати сонячне обладнання для виробництва електроенергії із сонячного випромінювання. У Німеччині всі активні користувачі сонячних батарей отримують субсидії від держави.

У Росії існує визначення відновлюваних джерел енергії (ВІЕ) ст. 3 35-ФЗ «Про електроенергетику». Але, за фактом, приватне використання ВДЕ ніяк не регулюється. Хоча держава стурбована цією проблемою. Так, на квітень 2017 року Міністерство енергетики РФ готує пропозицію про підтримку приватної мікрогенерації енергії. Якщо пропозиція буде прийнята, то використання ВДЕ у приватних господарствах отримає державну підтримку та необхідні субсидії, наприклад у вигляді пільгового оподаткування та законного оформлення подібних установок для альтернативної енергетики.

Популярність сонячної мікрогенерації обумовлена не тільки доступністю сонячного випромінювання, але й іншими незаперечними перевагами:

Сонячна енергія найчистіша і найбезпечніша енергія,
Сучасне обладнання доступне для побутового застосування, легко монтується в існуючі інженерні мережі,
Обладнання має простий пристрій, але в той же час майже повністю автоматизовано порівняно з обладнанням, що працюють на інших джерелах енергії,
Термін служби такого обладнання має один із наймаксимальніших життєвих циклів, при цьому не вимагає регулярного дорогого обслуговування,
Вартість початкового комплекту лежить близько 28-35 тисяч рублів. Що можна порівняти з вартістю звичних великих побутових приладів,
Устаткування легко розміщується в будь-якому архітектурному вирішенні будівлі без шкоди для технічних властивостей будівлі. Також є оригінальні рішення, які дозволяють обладнати сонячною станцією різну техніку — від автобусів до маломірних суден, наприклад, яхти, катери, теплоходи.

Також ключовим плюсом, який можна виділити для Росії, слід назвати можливість сучасного обладнання досить ефективно працювати із сонячним світлом навіть в умовах середньої смуги. Тобто, це найважливіша характеристика, яка робить обладнання корисним для більшості жителів Росії, а не лише тим, хто проживає в південних регіонах країни.

Види сонячної енергетики

Сама сонячна енергія «натякає» нам на два основні види, які ми можемо отримати – тепло та електрику. З огляду на те, яку енергію ви збираєтеся отримати від Сонця, відрізняється і застосовуване обладнання.

Увага!Хвилина занудства. У різних джерелах з бізнес-ідеями та стартапами описуються рішення, терміни та поняття, які можуть ввести вас в оману. Так, наприклад, на одному сайті пропонують використовувати сонячний колектор для отримання електроенергії. А отриману електроенергію витратити на нагрівання води. І називають це сонячною установкою для гарячого водопостачання. З точки зору функціональності описується вкрай неефективний спосіб використання сонячної енергії, особливо якщо збирати випромінювання та виробляти електрику за допомогою колектора. І нижче за статтею ми пояснимо чому.

Як отримати електрику із сонячної енергії

Для отримання електроенергії із сонячного світла використовують класичні сонячні батареї(електричні геліоустановки) на фотоелементах, які перетворюють сонячну енергію на постійний струм. Оскільки сонячна активність нестабільна за часом доби, а постійний струм непридатний для більшості електромереж загального користування, то сонячну міні-електростанцію оснащують акумуляторним блоком. контролер заряду + акумуляторні батареї) та перетворювачем постійного струму на змінний ( інвертор). Під час сонячної активності електроенергія виробляється сонячними батареями з надлишком. І ця зайва енергія накопичується у батареях. А у вечірній та нічний час доби, коли відбувається самий пік споживання, накопичений заряд з акумуляторів витрачається по споживачах.

Застосування таких установок велика і придатна навіть для дуже помірного клімату, що характеризуються невеликою сонячною активністю (до 100 Вт з квадратного метра). Область застосування також широка. Електричні геліоустановки можна використовувати для електропостачання дач, котеджів, приватних фермерських господарств та інших споруд, де потрібна електрика.

У місцях де, через слабку активність Сонця, геліоустановки здатні замінити лише частина магістрального електричного струму використовують комбіновані станції, які можуть підживлюватися із зовнішніх електромереж. Але й така заміна дозволяє суттєво економити на електроенергії. А якщо споживання електрики на об'єкті мінімальне, навіть слабка сонячна енергія може повністю замінити собою всі поставки електроенергії від електростанцій. І зробити об'єкт електропостачання незалежним та більш економічним.

Сонячна батарея виробляє електричний струм

На ринку зустрічається безліч різних пропозицій у вигляді готових комплектів або окремих елементів для самостійного складання геліоустановки. Вартість таких комплектів варіюється в залежності від регіону, потужності, умов застосування та іншого. Якщо ви планується здійснити цю бізнес-ідею та зайнятися встановленням сонячних електростанцій, то, знайшовши оптових постачальників, ви також отримаєте всю необхідну теоретичну викладку, починаючи від методології розрахунку та підбору обладнання, до особливостей його експлуатації у вашому регіоні.

Як отримати теплову енергію із Сонця

Крім електрики із сонячного випромінювання можна отримувати корисне тепло. Для цього потрібне обладнання, відмінне від сонячних батарей. Як ви пам'ятаєте, вище за текстом ми згадували сонячні колектори. Так ось, пристрій для збирання теплової енергії Сонця і називається сонячний колектор. На відміну від сонячних батарей, сонячний колектор не виробляє електроенергію, а здійснює нагрівання матеріалу-теплоносія (вода, повітря, масло, антифриз та інше) за рахунок видимого сонячного світла та ближнього інфрачервоного випромінювання. Теплові геліоустановки застосовуються безпосередньо для прямого отримання гарячого водопостачання (підготовка гарячої води) або опалення приміщень (нагрів теплоносія в системі опалення). Тобто, як ви зрозуміли, з колектора дуже складно отримати чисту електроенергію і, тим більше, витратити її на нагрівання води. А ось немає нічого простішого, ніж отримати гарячу воду в колекторі. Однак автори інших бізнес-ідей не розуміють цього і намагаються розповісти вам про те, чого самі не знають. Остерігайтеся підробок. . Без реєстрації та СМС.

Сонячні колектори бувають двох типів. плоскі та вакуумні. Принцип дії в обох випадках однаковий - всередині колектора відбувається нагрівання теплоносія для подальшого постачання його до споживача.

Плоский сонячний колектор- спрощено є абсорбер (накопичувач) сонячної енергії, яку він передає теплоносію (нагрів теплоносія). Переваги такої геліоустановки – дешевизна та простота експлуатації (може працювати без обслуговування до 10 років), вкрай висока ефективність у теплому кліматі. Недоліки - не працює навіть за помірно-низьких температур, для хорошої ефективності необхідні вкрай великі площі для розміщення панелей.

Вакуумний сонячний колектор- свого роду вакуумний термос, саме вакуум дозволяє накопичити, зберегти та передати тепло в колекторі. Ефективність такого принципу дії сягає 95%.

Переваги теплової геліоустановки вакуумного типу:

Ефективна навіть за негативних температур (виробники гарантують працездатність до -30 градусів за Цельсієм).
Нагріває теплоносій до більш високих температур, ніж плоскі колектори, тому придатна для середніх смуг Росії з холодним кліматом.
Легкість, зручність та простота в монтажі геліоустановки.

Недоліки вакуумних сонячних колекторів— він не може самостійно очищатися від снігу, інею та льоду. Що дуже впливає на ККД установки. Колектор вимагає постійного контролю і має більш високу вартість обладнання в порівнянні з плоскими колекторами.

Сонячний колектор нагріває воду чи теплоносій

Нині ринку представлений широкий вибір колекторів обох типів. Трапляються і комбіновані тепло-електричні геліоустановки, вони оснащені фотоелементами для отримання електроенергії. Отримана електроенергія мала і витрачається, як правило, на функціонування комплекту.

Як і у випадку із сонячними батареями представники компаній-виробників та оптовики готові провести навчання з розрахунку, монтажу та обслуговування сонячного теплового обладнання. Воно дещо складніше та подекуди детально відрізняється від обладнання для сонячної електроенергії.

Суть відкриття бізнесу на продажу та встановлення сонячних батарей

Найголовніша та перша дія, при реалізації цієї бізнес-ідеї, це пошук партнерів. Ви повинні знайти оптових постачальників або виробників сонячних батарей, колекторів та додаткового обладнання. Саме від цього залежить ваш бізнес. Якою б теорією ви не мали, без матеріальної бази теорія порожня.

Після вибору партнерів потрібно пройти навчання з розрахунку і монтажу наданих установок. Для кращого ведення бізнесу можна вибрати кількох виробників (наприклад, Китай та Європа) зі схожими принципами монтажу, але різною вартістю/якістю обладнання, наприклад, дешеве китайське та дороге європейське обладнання. Так ви задовольните попит у різних споживачів. І зможете обслуговувати не тільки прості запити, але й складні об'єкти.

Після вивчення нюансів та теорії можна розпочати активне просування своїх послуг серед населення. Ваші клієнти – власники ферм, організатори приватних господарств, харчова промисловість, власники дач та будинків. Тобто скрізь де потрібна електроенергія, тепло та гаряча вода. Ваші помічники у просуванні послуг — сонце, екологічність та незалежність від вартості класичних енергоносіїв.

Декілька цифр для бізнесу на сонячній енергії

Початкова оптова вартість геліоустановки починається від 20 тисяч рублів (електроенергія) та 80 тисяч рублів (теплова енергія). Вартість цієї установки для споживача додає до 20 ... 50% від оптової вартості. Безпосередній монтаж установок коштує споживачеві 5…10% вартості устаткування.

Середня розрахункова кількість замовлень для вашого регіону – до 5 штук на місяць. Ваш приблизний прибуток при 5 замовленнях на місяць та мінімальній комплектації установок – 55 тисяч рублів за одне замовлення. Для розрахунку ми беремо дешеву установку електроенергії вартістю 20 тисяч рублів, вартість цієї геліоустановки для кінцевого клієнта 30 тисяч (+50%). Монтаж обладнання +5%. Виходить 5*30 000 + 5% = 157 500 рублів. Витрати - 5 * 20 = 100 000 рублів. Отже, ваш чистий прибуток за місяць 57 500 рублів. У розрахунку ми не врахували доставку обладнання для замовника, його подальше обслуговування та модернізацію.

Надалі, ваша кількість замовлень збільшиться, оскільки сарафанне радіо допоможе вам знайти більші замовлення та постійних замовників.

Також, цікавою перевагою даного бізнесу є те, що вам не потрібно виділяти початкові кошти на закупівлю обладнання. Монтаж здійснюється традиційним інструментом, який зустрічається у будь-якому гаражі. А геліоустановка зазвичай, збирається під кінцевого споживача. Тобто, передоплата на перше замовлення піде на покупку сонячного обладнання. Таким чином, ваші вкладення мінімальні.

Головний мінус даного бізнесу в тому, що населення вкрай недовірливе до такого роду енергії і тому вам доведеться розповідати клієнту всю інформацію з нуля - від економічної ефективності до технічної надійності установок. Однак, при правильній рекламі та підході, ваш захід окупиться вже через 6-8 місяців.

Додатково можна відкрити власний інтернет-магазин з продажу сонячного обладнання приватним особам.

Ми знову повертаємося до бізнес-ідей, пов'язаних з
енергозбереженням та високими технологіями, цього разу нами підготовлений
невеликий огляд стану ринку геліотехніки у Росії.

Геліотехніка – це сучасні пристрої для вироблення
енергії, що встановлюються з метою забезпечення житла теплом або
електрикою. Будучи популярною на заході, ця техніка поступово проникає та
у російський побут. Разом з цим постає питання про актуальність бізнесу
монтаж сонячних батарей.

Для чого потрібні

Фахівці з альтернативних джерел енергії виділяють
кілька причин, що мотивують людей до встановлення сонячних батарей:

1. Бажання уникнути взаємодії з суспільними
системами енергопостачання – часто зустрічається серед тих, чиї будинки розташовані
за містом.

2. Прагнення обладнати своє житло корисним
технологічною новинкою – особливо характерно для людей, які побували в Європі
чи Америці.

3. Бажання заощадити гроші в умовах постійно зростаючих
тарифів ЖКГ. Ще 10 років тому електрика в Росії коштувала в рази дешевше, ніж
в Європі. Сьогодні ці цифри приблизно однакові.

Чи має бізнес
перспективи розвитку на Росії?

Сьогодні сонячні батареї є на даху мало не
кожного європейського житла. Вважається, що такі тенденції стануть характерними
та для росіян. Енергетична дилема у тому, що Росія одна
з найбільших постачальників традиційних енергоресурсів, проте у процесі
інтеграції держави у світову економічну систему потрібно вироблення
Нова концепція: збереження непоправних природних багатств. Це означає, що
бізнес, спрямований на встановлення систем переробки сонячної енергії
Хороші перспективи.

Скептичний погляд

Перед початком нового бізнесу необхідно переконатися, що
він буде цікавим для певної аудиторії. Сонячна енергетика не є
винятком. Крім прихильників такий вид бізнесу має і противників.

Скептики вважають, що переробка сонячної енергії
доцільна лише у спекотних регіонах, наприклад, в Арабських Еміратах чи
Каліфорнія. Для багатьох російських регіонів характерна велика кількість
похмурих днів у році, у зв'язку з чим встановлення сонячних батарей багатьом здається
безглуздою через низьку віддачу від обладнання. До складу системи входять
напівпровідникові панелі, акумулятори та системи їх підзарядки, а також
енергоперетворювачі. Є думка, що сума, витрачена на придбання
такої системи, що не окупиться за період експлуатації.

Що можна відповісти
скептикам?

Усунути сумніви щодо корисності сонячних батарей
допоможуть реальні практичні результати. Приклад можна навести на установці
батарей з метою застосування їх для обігріву житла та отримання гарячої води. Спостереження,
проведені у Санкт-Петербурзі, для якого характерна переважно
похмура погода показали наступні результати: плоскі трисекторні панелі,
які приймають розсіяне світло (SOLAR-300 або аналогічні) протягом року
генерують тепло обсягом від 4 до 4,5 тис. кВ*ч.

Встановлення таких батарей разом з акумулятором тепла на зразок
Jaspi GTV 500K дозволяє нагріти достатню кількість води для щоденного
прийому душу протягом 40 хвилин. В наші дні енергія сонця є гідною
альтернативою централізованого опалення. Вона дозволяє заощаджувати гроші, не
позбавляючи себе комфорту та затишку.

Потрібно бути готовим до того, що сонячні батареї не
забезпечать житло енергією на 100%. Однак у будь-якому випадку вони дозволять
заощадити до 60% проти традиційними способами підігріву води. Як
показують розрахунки, встановлення геліотехніки в середньому житлі
окупається приблизно за 2 роки.

Застосування сонячних
батарей для вироблення електрики

Фахівці зазначають, що геліотехніка має високі
показники ефективності при використанні для вироблення електроенергії на
побутові потреби. Для реалізації цієї мети рекомендується комплексне встановлення
батарей та побутової техніки з низьким рівнем споживання енергії.

Установка світлодіодних ламп, холодильника та телевізора
категорії А+, а також малогабаритний насос для опалювальної системи означає,
що батарей площею близько 10 кв. м.
буде достатньо влітку. Взимку виробництво енергії з такої площі
може виявитися недостатньою, тому можна розширити власну
енергосистему будинку шляхом встановлення вітрових генераторів із рівнем потужності 1,5
кВт (див. ).

Вже існують цілі будинки у великих містах, які
повністю забезпечуються енергією, що виробляється сонячними батареями та
вітровими генераторами. Техніку монтують місцеві підприємці, не несучи при
це істотних витрат. Подібні системи – це оптимальне рішення в тому
у випадку, якщо поблизу відсутні вільні підстанції, адже будівництво
власної коштуватиме великих грошей.

Бізнес з монтажу
геліосистем на Заході та в Росії

У розвинених країнах монтаж сонячних батарей та супутнього
обладнання здійснюють переважно невеликі фірми. Там цей бізнес
вважається ідеальним для людей, які добре знаються на електротехніці. Німецькі
підприємці відзначають, що на старті потрібні мінімальні вкладення грошей,
однак, необхідно бути справжнім професіоналом. Вони рекомендують під час роботи
враховувати всілякі дрібниці: наприклад, коли доби замовник буде
споживати енергію? чи вміє він керувати такими системами? і т.д.

Російські бізнесмени також вважають, що цей бізнес – для
професіоналів, які йдуть у ногу з часом. На російському ринку зараз
представлено багато слабких батарей, які на папері мають гарні
Характеристики. Тому вибирати обладнання потрібно уважно, від цього
залежить репутація бізнесу. Початкових інвестицій у сумі 200 тис. руб. буде
достатньо. Ці гроші підуть на покупку монтажних інструментів та апаратів для
налаштування геліосистем.

Поки на ринку працює мало фірм, є шанс увійти до нього
одним із перших і добре закріпитися. У майбутньому це стане серйозним.
конкурентною перевагою. Враховуючи, що попит на сонячні батареї поки що
невеликий, можна поєднувати цей бізнес із встановленням електричних систем та
іншими близькими сферами: і .

Людство прагне перейти на альтернативні джерела електричного постачання, які допоможуть зберегти чистоту навколишнього середовища та скоротити витрати на вироблення енергії. Виробництво є сучасним індустріальним способом. включає приймачі сонячного світла, акумулятори, контролюючі пристрої, інвертори та інші прилади, призначені для певних функцій.

Сонячна батарея є головним елементом, з якого починається накопичення та промені. У світі для споживача при виборі панелі існує багато підводних каменів, оскільки промисловість пропонує велику кількість виробів, об'єднаних під однією назвою.

Кремнієві сонячні батареї

Ці вироби є популярними у сучасних споживачів. В основу їх виготовлення покладено кремнію. Запаси його в надрах поширені, видобуток порівняно недорога. Кремнієві елементи вигідно відрізняються рівнем продуктивності інших батарей сонячного світла.

Види елементів

Виробництво із кремнію ведеться наступних типів:

монокристалічний;
полікристалічний;
аморфний.

Розрізняються вищезгадані форми механізмів тим, як компонуються кремнієві атоми в кристалі. Основною відмінністю елементів стає різний показник перетворення світлової енергії, який у перших двох видів знаходиться приблизно на одному рівні і перевищує значення у приладів з аморфного кремнію.

Промисловість сьогодення пропонує кілька моделей сонячних уловлювачів світла. Відмінність їх у тому, яке застосовується устаткування виробництва сонячних батарей. Відіграє роль технологія виготовлення та різновид початкового матеріалу.

Монокристалічний тип

Ці елементи складаються із силіконових осередків, скріплених між собою. За способом вченого Чохральського виробляється абсолютно чистий кремній, з якого виготовляють монокристали. Наступним процесом є розрізання застиглого та затверділого напівфабрикату на пластини товщиною від 250 до 300 мкм. Тонкі шари насичують металевою сіткою електродів. Незважаючи на дорожнечу виробництва, такі елементи застосовують досить широко через високий показник перетворення (17-22%).

Виготовлення полікристалічних елементів

Сонячні батареї з полікристалів у тому, що розплавлена кремнієва маса поступово охолоджується. Виробництво не вимагає дорогого обладнання, отже, витрати на одержання кремнію знижено. Полікристалічні сонячні накопичувачі мають менший коефіцієнт ефективності (11-18%), на відміну монокристалічних. Це тим, що у процесі остигання маса кремнію насичується дрібними зернистими бульбашками, що зумовлює додатковому заломленню променів.

Елементи з аморфного кремнію

Вироби відносять до особливого типу, тому що їх приналежність до кремнієвого вигляду походить від найменування використовуваного матеріалу, а виробництво сонячних батарей виконується за технологією плівкових приладів. Кристал у процесі виготовлення поступається місцем кремнієвому водню або силону, тонкий шар яких покриває підкладку. Батареї мають найнижче значення ефективності, лише до 6%. Елементи, незважаючи на суттєвий недолік, мають низку незаперечних переваг, що дають їм право стояти поряд із вищеназваними типами:

значення поглинання оптики вище у два десятки разів, ніж у монокристалічних та полікристалічних накопичувачів;
має мінімальну товщину шару, лише 1 мкм;
похмура погода не впливає на роботу з перетворення світла, на відміну від інших видів;
через високий показник міцності на вигин без проблем застосовується у важких місцях.

Три вищеописані види сонячних перетворювачів доповнюються гібридними виробами з матеріалів з двоїстими властивостями. Такі характеристики досягаються, якщо аморфний кремній включаються мікроелементи або наночастинки. Отриманий матеріал схожий на полікристалічний кремній, але вигідно відрізняється від нього новими технічними показниками.

Сировина для виробництва сонячних батарей плівкового типу із CdTe

Вибір матеріалу диктується потребою зменшення вартості виготовлення та підвищення технічних характеристик у роботі. Найчастіше застосовується світлопоглинаючий телурид кадмію. У 70-х роках минулого століття CdTe вважався основним претендентом на космічне використання, в сучасній промисловості він знайшов широке застосування в енергетиці сонячного світла.

Цей матеріал відносять до категорії кумулятивних отрут, тому не вщухають дебати щодо його шкідливості. Дослідження вчених встановили той факт, що рівень шкідливої речовини, що надходить в атмосферу, є допустимим і не завдає шкоди екології. Рівень ККД становить всього 11%, але вартість електроенергії, що перетворюється, від таких елементів нижче на 20-30%, ніж від приладів кремнієвого вигляду.

Накопичувачі променів із селену, міді та індія

Напівпровідниками в приладі є мідь, селен та індій, іноді допускається заміщення останнього на галій. Це пояснюється високою затребуваністю Індія для моніторів плоского типу. Тому обрано цей варіант заміщення, оскільки матеріали мають схожі властивості. Але для показника ККД заміна відіграє істотну роль, виробництво сонячної батареї без галію підвищує ефективність роботи пристрою на 14%.

Сонячні уловлювачі на полімерній основі

Ці елементи відносять до молодих технологій, оскільки вони недавно з'явилися над ринком. Напівпровідники з органіки поглинають світло перетворення його на електричну енергію. Для виробництва застосовують фулерени вуглецевої групи, поліфенілен, міді фталоціанін та ін. В результаті отримують тонкі (100 нм) та гнучкі плівки, які у роботі видають коефіцієнт ефективності 5-7%. Величина невелика, але виробництво гнучких сонячних батарей має кілька позитивних моментів:

виготовлення не витрачаються великі кошти;
можливість встановлення гнучких батарей у місцях вигинів, де еластичність має першочергове значення;
порівняльна легкість та доступність установки;
гнучкі батареї не надають шкідливого впливу на довкілля.

Хімічне травлення у процесі виробництва

Найдорожчою у сонячній батареї є мультикристалічна або монокристалічна пластина із кремнію. Для максимально раціонального ріжуть псевдоквадратні фігури, ця ж форма дозволяє щільно укласти пластини у майбутньому модулі. Після процесу різання на поверхні залишаються мікроскопічні шари порушеної поверхні, які забираються за допомогою травлення та текстурування, щоб покращити прийом падаючих променів.

Оброблена подібним способом поверхня є хаотично розташовані мікропіраміди, відбиваючись від грані яких, світло потрапляє на бічні поверхні інших виступів. Процедура розпушування текстури знижує здатність матеріалу, що відображає, приблизно на 25%. У процесі травлення застосовують серію кислотних та лужних обробок, але неприпустимо сильно зменшувати товщину шару, оскільки пластина не витримує наступних обробок.

Напівпровідники у сонячних батареях

Технологія виробництва сонячних батарей передбачає, основним поняттям твердої електроніки є p-n-переход. Якщо одній пластині поєднати електронну провідність n-типу і дірочну провідність p-типа, то місці зіткнення їх виникає p-n-переход. Основною фізичною властивістю зазначеного визначення стає можливість служити бар'єром та пропускати електрику в одному напрямку. Саме такий ефект дозволяє налагодити повноцінну роботу сонячних елементів.

В результаті проведення фосфорної дифузії на торцях пластини складається шар n-типу, який базується на поверхні елемента на глибині всього 0,5 мкм. Виробництво сонячної батареї передбачає неглибоке проникнення носіїв протилежних знаків, що виникають під впливом світла. Їхній шлях у зону впливу p-n-переходу має бути коротким, інакше вони можуть при зустрічі погасити один одного, при цьому не згенерувавши жодної кількості електрики.

Використання плазмохімічного травлення

У конструкції сонячної батареї передбачені лицьова поверхня із встановленими решітками для зйомки струму і тильна сторона, що є суцільним контактом. Під час явища дифузії виникає електричне замикання між двома площинами та передається на торець.

Щоб видалити замикання, застосовується обладнання для сонячних батарей, що дозволяє це зробити за допомогою плазмохімічного, хімічного травлення або механічним, лазерним шляхом. Часто використовується метод плазмохімічної дії. Травлення виконується одночасно для стосування складених разом пластин кремнію. Результат процесу залежить від тривалості обробки, складу засобу, розміру квадратів матеріалу, напряму струменів іонного потоку та інших факторів.

Нанесення антивідбивного покриття

З допомогою нанесення текстури лежить на поверхні елемента знижується відбиток до 11%. Це означає, що десята частина променів просто відбивається від поверхні і бере участі у освіті електрики. З метою зменшення таких втрат на лицьову сторону елемента наносять покриття з глибоким проникненням світлових імпульсів, що не відбиває їх назад. Вчені, беручи до уваги закони оптики, визначають склад та товщину шару, тому виробництво та встановлення сонячних батарей з таким покриттям зменшують відображення до 2%.

Контактна металізація з лицьового боку

Поверхня елемента призначена для поглинання найбільшої кількості випромінювання, саме цією вимогою визначаються розмірні та технічні характеристики металевої сітки, що наноситься. Вибираючи дизайн лицьової сторони, інженери вирішують дві протилежні проблеми. Зниження оптичних втрат відбувається при більш тонких лініях та розташування їх на великій відстані одна від одної. Виробництво сонячної батареї зі збільшеними розмірами сітки призводить до того, що частина зарядів не встигає досягти контакту і втрачається.

Тому вченими стандартизовано значення відстані та товщини лінії для кожного металу. Занадто тонкі смужки відкривають простір на поверхні елемента для поглинання променів, але не проводять сильного струму. Сучасні методи нанесення металізації перебувають у трафаретному друкуванні. Як матеріал найбільш виправдовує себе срібломістка паста. За рахунок застосування ККД елемента піднімається на 15-17%.

Металізація на тильній стороні приладу

Нанесення металу на тильну сторону пристрою відбувається за двома схемами, кожна з яких виконує свою роботу. Суцільним тонким шаром по всій поверхні, крім окремих отворів, напилюють алюміній, а отвори заповнюють пастою, що містить срібло, що грає контактну роль. Суцільний алюмінієвий шар служить своєрідним дзеркальним пристроєм з тильного боку для вільних набоїв, які можуть загубитися в обірваних кристалічних зв'язках ґрат. З таким покриттям на 2% більше потужності працюють сонячні батареї. Відгуки споживачів кажуть, що такі елементи довговічніші і не так сильно залежать від похмурої погоди.

Виготовлення сонячних батарей своїми руками

Джерела живлення від сонця не кожен може замовити та встановити у себе вдома, тому що їхня вартість на сьогоднішній день досить велика. Тому багато майстрів та умільців освоюють виробництво сонячних батарей будинку.

Придбати комплекти фотоелементів для самостійного збирання можна в інтернеті на різних сайтах. Вартість їх залежить від кількості застосовуваних пластин та потужності. Наприклад, невеликі потужності комплекти, від 63 до 76 Вт з 36 пластинами, коштують 2350-2560 руб. відповідно. Тут же купують робочі елементи, відбраковані з виробничих ліній з якихось причин.

При виборі типу фотоелектричного перетворювача беруть до уваги той факт, що полікристалічні елементи більш стійкі до похмурої погоди і працюють при ній ефективніше за монокристалічні, але мають менший термін служби. Монокристалічні володіють вищим ККД в сонячну погоду, і прослужать вони набагато довше.

Щоб організувати виробництво сонячних батарей у домашніх умовах, потрібно підрахувати загальне навантаження всіх приладів, які живляться від майбутнього перетворювача, та визначитись із потужністю пристрою. Звідси витікає кількість фотоелементів, причому враховують кут нахилу панелі. Деякі майстри передбачають можливість зміни положення накопичувальної площини залежно від висоти сонцестояння, а взимку - від товщини снігу, що випав.

Для виготовлення корпусу застосовують різноманітні матеріали. Найчастіше ставлять алюмінієві або нержавіючі куточки, використовують фанеру, ДСП та ін Прозора частина виконується з органічного або звичайного скла. У продажу є фотоелементи з вже припаяними провідниками, такі купувати краще, тому що спрощується завдання збирання. Пластини не складають одну на іншу – нижні можуть дати мікротріщини. Припій та флюс наносяться попередньо. Паяти елементи зручніше, розташувавши їх одразу на робочій стороні. В кінці крайні пластини приварюють до шин (ширших провідників), після цього виводять "мінус" і "плюс".

Після виконаної роботи тестують панель та герметизують. Зарубіжні майстри для цього використовують компаунди, але для наших умільців коштують досить дорого. Саморобні перетворювачі герметизують силіконом, а тильний бік покривають лаком на основі акрилу.

Насамкінець слід сказати, що відгуки майстрів, які зробили завжди позитивні. Одного разу витративши кошти на виготовлення та встановлення перетворювача, сім'я дуже швидко їх окупає та починає економити, використовуючи безкоштовну енергію.

Заміське життя - це чудова можливість відпочити від міської метушні і вибратися ближче до незайманої цивілізації природи. Проте сучасній людині, окрім первозданної краси природи, чистого та свіжого повітря, потрібен комфорт. А для цього заміський будинок має бути забезпечений електрикою, питною водою та опаленням.

Вирішивши питання з електропостачанням, власник заміського будинку автоматично вирішує два інші питання, адже за наявності електрики можна запустити власну артезіанську свердловину та встановити в будинку електрокамін або ефективніше опалювальне обладнання (інфрачервоні обігрівачі, масляні конвектори тощо).

Декілька слів про сонячні батареї

Сонячна панель (модуль) з конструктивної точки зору є розташовані на площині і надійно зафіксовані найтонші пластини з кремнію, які перетворюють світлову енергію Сонця в електричну. Для більшої надійності та безпеки поверхню кремнієвих пластин сонячних батарей захищають прозорим загартованим склом.

Сьогодні на ринку представлені сонячні модулі двох основних типів:

полікристалічні, які мають ефективність до 18%;

Монокристалічні. Вони мають найвищу на сьогоднішній день ефективність — до 22%.

Вартість батареї з монокристалічних елементів трохи вища з розрахунку на одиницю потужності, оскільки в їх виробництві застосовується кремній вищого ступеня очищення. Однак ця відмінність незначна – близько 10%.

Основні параметри сонячної панелі - напруга і потужність не залежать від типу елементів, що застосовуються, тому остаточний вибір залишається за покупцем. До речі, сьогодні полікристалічні сонячні батареї займають лідируючі позиції у світі за обсягом виробництва.

Вивчаємо ринок

Перш ніж розпочинати будь-який бізнес, необхідно уважно вивчити попит. Для сонячної енергетики це особливо актуально, адже ефективність їхньої роботи залежить ще й від особливостей регіону, а саме кількості сонячних днів на рік. Одним словом, обладнання, яке добре зарекомендувало себе в Краснодарі або Криму, буде з набагато меншою ефективністю працювати в несприятливій широті Санкт-Петербурга.

Як би там не було, на цей ринок потрібно входити зараз, вважають експерти, коли він тільки починає формуватися. Нехай попит на монтаж сонячних батарей у регіонах зараз не такий великий, проте практично повністю відсутня конкуренція.

Що потрібно для початку бізнесу із встановлення сонячних батарей?

Для виходу цей ринок потрібні мінімальні кошти і високі професійні навички. Ліцензія на цей вид діяльності не потрібна.

Кожен проект має свої особливості, тому параметри батарей визначаються індивідуально, виходячи з конкретних умов та завдань. Обладнання закуповується коштом замовника, тому жодних великих вкладень у цей бізнес не потрібно.

Стартовий квиток у цей бізнес коштуватиме підприємцю 150-200 тисяч рублів - ці кошти підуть на покупку спеціальної апаратури для налаштування систем, а також професійного інструменту для монтажу.

На початковому етапі, на думку фахівців, логічно поєднувати бізнес із встановлення сонячних батарей з перевіреним та працюючим підприємництвом у сполучених галузях, наприклад, пов'язаних з монтажем електричних систем та іншого обладнання.