СОЛНЕЧНЫЕ МОДУЛИ С ЭЛЕМЕНТАМИ 3-го ПОКОЛЕНИЯ

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
(ГНУ ВИЭСХ)"
109456, 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 16-18 В на 1 см2
КПД 20%

Солнечные модули с СЭ 3-го поколения
Научная база:
Патент РФ № 2209379 «Солнечный модуль с концентратором (варианты)» / Стребков Д.С., БезрукихП.П., Иродионов А.Е.
– Патент РФ №2151449 «Способ изготовления фотопреобразователей с пленкой пористого кремния» / Заддэ В.В., Стребков Д.С., Поляков В.И., Старшинов И.П. // БИ. 2000. №17.
– Патент РФ № 2252372, Солнечный модуль со стационарным концентратором / Литвинов П.П., Тверьянович Э.В. // БИ. 2005. №14.
Патент РФ № 2336596 «Полупроводниковый фотоэлектрический генератор (варианты)» / Стребков Д.С., Шеповалова О.В., Заддэ В.В./ БИ. 2008. №29.

Высоковольтный фотоэлектрический преобразователь на основе многослойной кремниевой структуры

Вольтамперная характеристика
Основные параметры
Двухсторонняя чувствительность
Пропускание в инфракрасной области - более 40%
Рабочее напряжение - до 20 В/см2
Ток нагрузки - 60 – 70 мА
Концентрация солнечного излучения - 50 крат (5 Вт/см2)
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/м2, 25ºС,
S = 2 см2
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/м2, Т=25оС), 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 – 35 200 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.

Производство электроэнергии
солнечной электростанцией с КПД 15%, кВтч/м²