Сонячня панель - конструкція.

Сонячні фотоелектричні панелі є кремнієвими тонкими пластинами, що перетворюють сонячне світло на електричну енергію. У контексті розвитку альтернативних джерел енергії стало дуже актуально виробництво сонячних батарей у широкому діапазоні потужності для застосування в різних галузях - промисловість, медицина, космічна галузь і останнім часом через зниження вартості їх виробництва в побуті для побудови автономних та альтернативних відновлюваних джерел енергії.

Сонячня панель - історія.

Ще в 19 столітті було започатковано створення сонячних батарей, а через потреби в космічній галузі і на віддалених об'єктах в альтернативних джерелах, їх технологія виробництва розвивалася напрочуд швидко. Причиною швидкого розвитку сонячної енергетики стали дослідження в галузі перетворення сонячної енергії в електричну. Антуан-Сезар Беккерель у 1839 році представив суспільству створену ним хімічну батарею, яка під впливом сонячних променів виробляла електрику. ККД першої сонячної батареї становило лише 1%. Таким чином, всього 1% сонячного випромінювання було перетворено на електричний струм. А ось уже в 1873 Уіллоубі Сміт виявив особливість селену взаємодіяти з сонячним світлом, а в 1877 Адамс і Дей відзначили, що селен під дією сонячного світла виробляє електричний струм. І ось, в 1880 році був зроблений Чарльзом Фрітісом сонячний елемент на основі селену покритого золотом, який також дав 1% ефективності. Хоч і ККД був дуже низьким, але це було революційним рішенням. Вже в ті часи розглядалася можливість використання безкоштовної сонячної енергії як заміщення постачання енергії, передбачаючи, що в майбутньому вироблені сонячні батареї замінять існуючі електростанції.

З поясненням в 1905 Альбертом Ейнштейном фотоефекту з'явилися надії на створення сонячних батарей з вищим ККД, але прогрес виявився незначним. Дослідження тривали й у середині 20 століття щодо діодів і транзисторів дали необхідні знання вченим. Гордон Пірсон, Дерріл Чапін та Кел Фуллер у 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 набули у сільських районах та віддалених містах як джерело живлення для системи телефонного зв'язку, де вони успішно використовувалися протягом багатьох років.

Сонячна панель – сьогоднішні дні.

В даний час вироблені сонячні батареї поки що 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 надто велику вагу. Сонячні батареї мають більше значення співвідношення енергії, що виробляється до ваги, ніж всі інші традиційні джерела енергії, і є економічно більш ефективними.
Поки що кількість встановлених великомасштабних енергетичних фотоелектричних систем невелика. Більшість зусиль спрямовано на забезпечення з їхньою допомогою електроенергією віддалених і важкодоступних місць. Потужність сонячних електростанцій, що щорічно встановлюються, становить близько 50 мегават. Але сонячні батареї забезпечують лише близько 1 відсотка всієї електроенергії, що виробляється в даний час. Прихильники сонячної енергетики стверджують, що кількість сонячного випромінювання, що досягає поверхні Землі щороку, могло легко забезпечити потреби в енергії кілька разів. Але історія створення сонячних батарей має пройти довгий шлях, перш ніж здійснити мрію Чарльза Фріттса щодо отримання безкоштовної та доступної сонячної енергії.

Сонячна панель - виробники у світі.

У 2014 році компанією IHS було опубліковано звіт про провідних світових виробників сонячних батарей та комплектуючих для їх виробництва. До списку топ компаній увійшло 15 підприємств-лідерів за обсягом вироблених ними сонячних батарей за підсумками 2013р.

Як виявилось, основні потужності з виробництва сонячних фотоелектричних батарей розташовані в Китаї. Але слід зауважити, що й у Японії нарощується виробництво сонячних модулів на заводах Sharp та Kyocera. Сприяє розвитку виробництва у Японії сонячних батарей встановлені японською владою пільгові тарифи у розвиток ринку сонячних відновлюваних джерел енергії. І перевага споживачами продуктів японських виробників на внутрішньому ринку Японії явно зіграла вагому роль цьому підйомі.

Але як і попередні роки перше місце у списку найпотужніших виробників зайняла компанія Yingli Green Energy (aka Yingli Solar), а зі списку десяти компаній сім були засновані та працювали в Китаї. Проте у 2013 році загальна частка ринку китайського виробництва сонячних фотоелектричних батарей знизилася на 1% порівняно з попереднім 2012 роком та становила 58% від загальносвітового обсягу виробництва.

За заявою Джесікі Джин, аналітика компанії IHS з постачання фотоелектричних модулів, 2013 рік ознаменував поворот глобальних ринків сонячних батарей та відновлення найбільших гравців фотоелектричної промисловості. На ринку Китаю зріс попит на відновлювані джерела, чим скористалися місцеві китайські виробники, так само сталося 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 у розвитку сонячної енергетики у світі.

На сьогоднішній день виробники Китаю залишаються лідерами світового фотоелектричного ринку, але є передумови, що вказують на уповільнення зростання. У той час як останні роки китайські виробники впевнено очолюють списки найбільших виробників 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% та 58% у 2013 році.

Європа ж тримає стабільну частку ринку фотовольтавики у 2013 році на рівні 13%, що є стабільним показником з 2011 року. А ось Японія наростила виробництво фотоелектричних модулів, зростання у 2013 році склало 15% по відношенню до 2011 року і до 12% від загальносвітового виробництва. Тим часом, американські постачальники відстали, оскільки їхня частка знизилася до 9% з 13% у 2011 році.

У топ-15 компаній виробників сонячних батарей поряд з Sharp і Kyocera, які переживали суттєве зростання в 2013 році, увійшла ще одна японська фірама-виробник тонкоплівкових сонячних модулів - Solar Frontier, наростивши обсяги продажів більш ніж на 60%, що відносно досить високий показник.

У доповіді IHS також наголошується, що пік загального обсягу світових поставок сонячних фотоелектричних модулів у 2013 році становив 38,7 ГВт – приблизно на 24% більше, ніж попереднього року. Цікаво, що найбільшу частку зростання ринку установок та виробництва забезпечили компанії зі списку лідерів фотоелектричної промисловості. Це чітко вказує на консолідацію галузі. Топ-15 виробників сонячних батарей мали 59% ринку у 2013 році, порівняно з 51% у 2012 році.

З урахуванням консолідації сонячної фотоелектричної промисловості і невеликої державної підтримки, що триває, в багатьох випадках є одним з основних стимулів розвитку галузі, така ситуація, швидше за все, триватиме протягом деякого часу. Це саме те, що зараз відбувається з енергоефективністю в Китаї. Нещодавня постанова китайського міністерства промисловості та інформаційних технологій, покликана очистити галузь, швидше за все, посилить становище понад 75% виробників сонячних панелей та суміжних компонентів країни. Навряд чи доведеться довго чекати, щоби побачити результати такого кроку. Хоча, і це не погано - це лише природний процес дорослішання індустрії.

А що ж в Україні.

Згідно з ЄБРР, Україна вже найближчим часом готова стати лідером серед екологічно чистих економік Європи, особливо щодо ринку сонячної енергії, який є одним із найперспективніших ринків відновлюваних джерел енергії. На даний момент в Україні розташовується найбільша сонячна електростанція в Європі, і планується, що ринок сонячної енергії України зростатиме щорічно на 90% до 2015 року. Україна має всі передумови для успішного розвитку ринку сонячної енергії: високий показник DNI (пряме нормальне випромінювання), високий пільговий "зелений" тариф, можливість використовувати принципи JI (спільного впровадження) відповідно до Кіотського протоколу 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 відновлюваних джерел до 2020 року, а український пільговий тариф щодо альтернативної енергії майже вдвічі перевищує тариф деяких членів G8.

Перспективним поштовхом у розвитку сонячної енергетики в Україні стало ухвалення закону про Зелений Тариф. Це дало надію на стрімке зростання встановлених потужностей альтернативних джерел електроенергії.