Академик РАСХН Стребков Д.С. директор ВИЭСХ, д.т.н., профессор, председатель Российской секции Международного общества по Солнечной энергии Москва, ОАО «Мосэнергосбыт», 2009 г. СОЛНЕЧНЫЕ МОДУЛИ С ЭЛЕМЕНТАМИ 3-го ПОКОЛЕНИЯ Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ РАСХН)

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА (ГНУ ВИЭСХ)" , Москва, 1-й Вешняковский проезд, д.2 Институт создан в марте 1930 г. как научно-производственный Центр по энергообеспечению, электрификации и автоматизации сельского хозяйства, возобновляемым и нетрадиционным источникам энергии. В СИСТЕМУ ВИЭСХ ВХОДЯТ: ГУП Центральное опытное проектно-конструкторское бюро (ЦОПКБ ВИЭСХ); ГУП "Опытный механический завод "Александровский"; Научно-технический центр по энергосбережению в сельском хозяйстве (НТЦ ВИЭСХ "Энергосбережение"; Международная кафедра ЮНЕСКО "Возобновляемая энергетика и сельская электрификация"; Экспериментально-технологические участки: - производства солнечных фотоэлектрических элементов и модулей - автоматизации процессов с/х производств и др.

Мировой солнечный энергетический рынок

О ТЕХНОЛОГИИ Солнечные элементы (СЭ) 3-го поколения Российские ученые предложили разделить освещаемые поверхности СЭ на области генерации носителей заряда и области с р-n переходом. Площадь легированного слоя р-n перехода и р-р+ перехода на поверхностях СЭ снижена в 10 раз, а 90% площади поверхности отведено для генерации электронно-дырочных пар. В результате разработки получены СЭ с параметрами, не имеющими аналогов в мире: спектральная чувствительность в коротковолновой области на 30% выше штатных кремниевых СЭ. пропускание за краем основной полосы поглощения свыше 40% СЭ имеют двухстороннюю рабочую поверхность рабочее напряжение В на 1 см 2 КПД 20%

Солнечные модули с СЭ 3-го поколения Научная база: Патент РФ «Солнечный модуль с концентратором (варианты)» / Стребков Д.С., БезрукихП.П., Иродионов А.Е. – Патент РФ «Способ изготовления фотопреобразователей с пленкой пористого кремния» / Заддэ В.В., Стребков Д.С., Поляков В.И., Старшинов И.П. // БИ – Патент РФ , Солнечный модуль со стационарным концентратором / Литвинов П.П., Тверьянович Э.В. // БИ Патент РФ «Полупроводниковый фотоэлектрический генератор (варианты)» / Стребков Д.С., Шеповалова О.В., Заддэ В.В./ БИ

Высоковольтный фотоэлектрический преобразователь на основе многослойной кремниевой структуры

Вольтамперная характеристика S=1cм 2 Основные параметры Двухсторонняя чувствительность Пропускание в инфракрасной области - более 40% Рабочее напряжение - до 20 В/см 2 Ток нагрузки - 60 – 70 мА Концентрация солнечного излучения - 50 крат (5 Вт/см 2 ) КПД- 20%

Высоковольтные кремниевые фотопреобразователи концентрированного солнечного излучения для фотоэлектрических станций Спектральная зависимость коэффициента отражения Спектральная характеристика многослойного солнечного элемента

Вольтамперная характеристика многослойного солнечного элемента АМ1, 1кВт/м 2, 25ºС, S = 2 см 2 Спектральная зависимость эффективности собирания носителей заряда

Технологическая эффективность и перспективы СЭ 3-го поколения Технология СЭ не требует применения серебра, сеткографии, фотолитографии и других трудоемких операций. Современные процессы полупроводниковой электроники и нанотехнологии позволят в ближайшие 2-3 года увеличить КПД кремниевых СЭ до 25-30%.

Солнечный модуль со стационарным концентратором и сроком эксплуатации 40 лет Технические параметры Электрическая мощность при стандартных условиях (Е = 1000 Вт/м 2, Т=25 о С), Вт 200 Напряжение, В 16 КПД модуля 0,15 Габариты, мм 2800 х 875 х 600 Масса, кг 76

Солнечный модуль со стационарным концентратором и сроком эксплуатации 40 лет Состав системы: Технический паспорт. Сертификат соответствия - нет (не подлежат обязательной сертификации в РФ). Фотоприемник концентрированного излучения с солнечными элементами 3-го поколения с КПД 20 %. Инверторные блоки. Крепежные конструкции для установки системы на крыше. Коммерческие параметры предложения: Стоимость образца на 200 Вт – руб. Срок изготовления образца – 3 месяца

Вариант исполнения ФЭМ с увеличенным сроком службы (40 лет) Используют для: архитектурных элементов крыш и фасадов комплектования фотоэлектрических станций

Экономическая эффективность СЭС мощностью 1 МВт на базе модулей с СЭ 3-го поколения Проект: «Создание солнечной электростанции со стационарными концентраторами (СЭС) электрической мощностью 1 МВт Научная база: патенты ВИЭСХ Уровень разработки: -Имеется эскизная КД -Изготовлен и испытан макетный образец базового модуля Инвестиционная потребность: - 176,0 млн. руб. Экономические показатели проекта: - рентабельность (чистая прибыль к себестоимости) – 45%, - чистая прибыль (годовая) – 45 млн. руб., - окупаемость затрат – менее 1,5 лет (с учетом постановления Правительства РФ об обязательной покупке электросетевыми компаниями эл. энергии, произведенной на СЭС).

Возможность массового внедрения. Рынок сбыта модулей СЭ и СЭС. Рынок сбыта определяется 40 – 60 град с. ш. на территории РФ и стран СНГ. Потребители: - сельские производители (фермерские и коллективные хозяйства), - мелкие и средние предприятия промышленности, - электро- и теплообеспечение жилых домов, столовых, детских садов, бань и пр. Наиболее благоприятные районы строительства СЭС: Черноморское побережье Кавказа, Дагестан, Калмыкия, Астраханская область, Бурятия, юг Приморского края. Потенциальные потребители СЭС: экваториальная часть Азии (Индия, Камбоджа, Индонезия, др.), Австралия, страны Африки, Южной Америки.

УголIIIIIIIVVVIVIIVIIIIXXXIXIIГод Архангельск 401,453,897,7412,2213,5516,4515,1610,755,912,950,970,0091,05 Иркутск 456,379,1714,0613,9414,8113,3312,5612,0010,338,596,394,84126,39 Курск 303,034,998,699,8814,2815,4215,3712,879,575,312,392,14103,94 Москва 351,764,409,2011,3215,1114,9815,2312,909,065,172,921,78103,84 Петропавловск-Камчатский 508,069,6816,0015,6614,4314,5813,3611,7010,858,787,785,79136,67 Псков 402,925,559,6211,2414,6315,2314,9512,328,415,031,811,64103,35 Самара 404,166,4512,3912,8916,6015,7615,7813,758,925,363,272,94118,26 Сочи 457,738,7310,3611,8415,1317,0618,3418,7716,1815,3311,308,17158,93 Якутск 503,077,6115,4517,8616,2815,7517,1214,409,967,125,142,12131,89 Производство электроэнергии солнечной электростанцией с КПД 15%, кВтч/м ² солнечной электростанцией с КПД 15%, кВтч/м ²

Правовые и технологические Соглашения г. продано know how в Чехию на технологию герметизации модулей СЭ. Испытания ФЭМ ГНУ ВИЭСХ РАСХН Образцы ФЭМ испытываются: г. Москва (испытательный стенд ВИЭСХ) МО (Истринский полигон) г. Прага (испытательный полигон Пражского университета)