Экологические проблемы и ограниченные объемы традиционного топлива — угля, нефти, газа — заставляют искать альтернативные источники энергии, безвредные и возобновляемые. С развитием технологий стало возможно использовать солнечные батареи в крупных масштабах — в солнечных электростанциях и энергоустановках. Директор компании «Хевел» Игорь Шахрай рассказал «Хайтеку» про путь солнечной энергетики в России, потенциале отрасли и заблуждениях о том, что в Сибири нет солнца.
Читайте «Хайтек» в
Игорь Шахрай — генеральный директор компании «Хевел». В 1997 году окончил Иркутскую государственную экономическую академию по специальности «Экономист», а в 2008-м получил степень MBA в Академии народного хозяйства и госслужбы при Правительстве РФ по направлению «Управление стоимостью компании». В период с 1998 по 2002 годы работал в кремниевой промышленности на производстве, позднее — в экономическом блоке производственных компаний. В июне 2010 года назначен заместителем генерального директора по экономике и финансам «Хевел». С октября 2013 работал директором завода, запустил предприятие ив августе 2015-го стал генеральным директором компании.
Бизнес на строительстве солнечных электростанций. Разоблачение схем.
Как в Чувашии появилось свое Солнце
- 2010 год — 40,3 ГВт.
- 2011 год — 70,5 ГВт.
- 2012 год —100 ГВт.
- 2013 год — 138,9 ГВт.
- 2014 год — 179 ГВт.
- 2015 год — 230 ГВт.
- 2016 год — 294,7 ГВт.
- 2017 год — 402,9 ГВт.
Цифры разных источников незначительно отличаются из-за разных баз данных и методик оценки.
По данным Международного энергетического агентства по фотоэлектрической солнечной энергетике, общий мировой объем солнечной энергетики в 2018 году превысил 500 ГВт.
В пятерку мировых лидеров по действующим мощностям входят Китай (176,1 ГВт), США (62,2 ГВт) и Япония (56 ГВт), Германия (45,4 ГВт) и Индия (32,9 ГВт). Если говорить про темпы роста, то пятерка выглядит так: Китай (в 2018 году мощность увеличилась на 45 ГВт), Индия (на 10,8 ГВт), США (на 10,6 ГВт, Япония (на 6,5 ГВт), Австралия (на 3,8 ГВт). Всего в мире уже 32 страны, суммарная мощность солнечных батарей в которых равна или превышает 1 ГВт.
Для строительства площадки выбрали Новочебоксарск (Чувашская Республика). Строили завод с 2011 по 2014 годы. До этого в России производств такого класса не было в принципе. Не существовало нормативной базы и регулирования, все регламенты по работе оборудования приходилось составлять с нуля совместно с Ростехнадзором.
Мировые лидеры по производству солнечных батарей компании
- Yingli Green Energy (YGE), ежегодно выпускающая батареи общей мощностью 2 ГВт.
- First Solar, 3,8 ГВт в год.
- Suntech Power Cо, производственные мощности которых составляют примерно 1,8 ГВт в год.
- Среди российских производителей, кроме «Хевел» (50% рынка), можно выделить «Солар Системс». Имеют них свое производство в Московской области по китайской технологии (основные инвесторы компании — китайцы). Они не продают свои солнечные модули на российском розничном рынке, но строят на них станции. А также .компании «Телеком-СТВ» (Зеленоград), Рязанский завод металлокерамических приборов, «Сатурн» (Краснодар). Также на российском рынке популярна продукция украинской компании «Солнечный ветер».
География подсказала название — «хевел» по-чувашски значит «солнце». Первоначальные инвестиции составили около 20 млрд рублей, это был акционерный капитал и заемные средства. Новая компания стала совместным предприятием Роснано и «Ренова». Через девять лет, в конце 2018 года, Роснано вышла из проекта, продав свою долю акций компании «Реам менеджмент».
Солнечные батареи как бизнес/ Бизнес Идея/ Большая прибыль/
Начать с нуля
Первые пять лет был большой дефицит кадров — российские вузы просто не готовили соответствующих специалистов. Не было инженеров, ресурсов, собственной научной базы. Энергетики приходили из «традиционных» отраслей — тепло-, гидро- и атомной энергетики.
Персонал в «Хевел» обучали самостоятельно — для этого были разработаны совместные программы обучения в Санкт-Петербургском Государственном электротехническом университете «ЛЭТИ» имени В. И. Ульянова (Ленина) и Чувашском государственном университете. Главных технологов и ключевых инженеров дополнительно направляли на обучение в Швейцарию. Первые десять сотрудников трудятся в компании до сих пор, а общий штат уже достиг 1 000 человек.
После пуска завода стало возможным привлекать заемные средства специализированных фондов — Фонда развитии промышленности и Фонда развития моногородов — на развитие и расширение объемов производства под низкий процент.
«Сегодня коммерческие банки спокойно кредитуют проекты по строительству солнечных электростанций, но еще восемь лет назад задача найти банк, который даже при гарантированной доходности предоставит финансирование строительства солнечного парка, казалась невыполнимой», — объясняет Игорь.
Сейчас в структуру «Хевел», кроме Новочебоксарского завода, входят также Санкт-Петербургский научно-технический центр тонкопленочных технологий в энергетике и девелоперское подразделение, которое занимается проектированием, возведением и эксплуатацией солнечных электростанций. Электростанции «Хевел» есть в 23 российских регионах, в том числе: в республике Алтай, Башкирии, Бурятии, Калмыкии, Тыве, Забайкальском крае, на Чукотке, Хабаровской, Астраханской, Оренбургской и Саратовской областях.
Выбор технологии
Сложным этапом стал выбор способа производства модулей. Десять лет назад существовало две базовые технологии: кристаллическая и тонкопленочная.
Принцип работы солнечных батарей строится на преобразовании кристаллическими полупроводниками квантов света в электрический ток. В зависимости от того, какая требуется мощность, площадь батареи может быть от нескольких квадратных сантиметров (в калькуляторах и часах) до сотен квадратных метров (на орбитальных станциях).
При кристаллической технологии сначала получают кремний (выплавляют из кварцевого песка или выращивают из искусственных кристаллов), затем разрезают его на тонкие пластины, спаивают, ламинируют и заключают в алюминиевые рамки. В зависимости от типа кристаллов пластины бывают моно- и поликристаллические.
При тонкопленочной технологии кремневодород напыляется на тонкую подложку слоем менее 1 мкм. Если подложка гибкая, батареям можно придавать разную форму и размещать их на искривленных поверхностях. При этом для работы модуля не требуется прямых солнечных лучей — достаточно рассеянного света. Его можно использовать даже при пасмурной погоде или в условиях запыленности (например, на производстве), но из-за более низкого КПД он занимает гораздо большую площадь, чем кристаллический.
Преимуществом кристаллических модулей был более высокий КПД, зато себестоимость тонкопленочных была значительно ниже, поскольку при их производстве требовалось в 200 раз меньше кремния. В 2009 году, когда запустили производство «Хевел», стоимость кремниевого сырья на мировом рынке достигала $400 за килограмм, поэтому вопрос себестоимости при выборе технологии стал ключевым, несмотря на низкий (9–12%) КПД тонкопленочных модулей.
«Итоговый выбор был сделан после анализа конкурентного окружения, оценки эффективности работы в российских условиях. Важно было учесть потенциал технологии в дальнейшем снижении себестоимости производства, так как ключевая задача состояла в том, чтобы сделать продукцию доступной для российских потребителей», — объясняет Игорь.
Проблемы подсказывают решение
При запуске производства никаких аналогов в стране не было. Освоение отрасли «с нуля» привело к интеграции бизнес-процессов и расширению функционала.
«Мы не только производитель оборудования, но и инженерная компания, которая строит солнечные электростанции и небольшие объекты генерации, и обслуживающая организация, обеспечивающая их эффективную работу, и трейдеры, которые реализуют электроэнергию на оптовом рынке, и ученые, которые непрерывно работают над повышением эффективности и снижением себестоимости технологии, разрабатывают новые решения для расширения сферы применения солнечных элементов — в коммерческом и водном транспорте, сельском хозяйстве, авиационной и космической сферах», — рассказывает Игорь.
К совершенствованию технологий вынуждала и экономическая ситуация. Запуск завода совпал с обвалом на мировом рынке кремния. Это позволило предприятиям, выпускающим кристаллические модули, снизить цены, а заводы, работавшие по тонкопленочной технологии, стали закрываться.
Банкротство грозило и «Хевелу», но помогли инвестиции в собственный НИОКР и авторские разработки. Ученые завода предложили новую технологию на базе гетероперехода. КПД гетероструктурных модулей оказался в два раза больше тонкопленочных (до 23% против 12%).
Здесь возникла другая сложность: надо было сохранить оборудование и перепрофилировать его под выпуск новых моделей по иной технологии. От разработки лабораторного образца нового солнечного элемента до выпуска полноразмерного модуля на заводе прошел год. Потребовалась незначительная модернизация технологической линии, большая часть оборудования была задействована в новом производстве. Его основу составляют плазмохимические реакторы, для которых в процессе модернизации были разработаны специальные паллеты, способные загружать отдельные пластины вместо цельного стекла, как это приходилось делать в рамках предыдущей технологии.
Сейчас новые модули входят в пятерку наиболее эффективных в мире. К преимуществам гетероструктурной технологии кроме высокого КПД относятся низкий температурный коэффициент (модули работают при температуре от -60 до +85 °С) и низкий уровень деградации (рабочий ресурс 25 лет).
Это позволяет увеличить выработку электроэнергии примерно на 15% в течение всего жизненного цикла по сравнению с классическими кремниевыми технологиями, а также сократить расходы на возведение солнечных электростанций за счет уменьшения количества строительных конструкций и вспомогательного оборудования.
Для европейских компаний из сегмента BIPV (Building Integrated Photovoltaics) и VIPV (Vehicle Integrated Photovoltaics), которые специализируются на создании собственных решений на базе солнечной энергетики — от систем освещения до беспилотников на солнечных элементах — принципиальна эффективность, размеры и гибкость элементов. Поэтому они также заинтересованы в гетероструктурных модулях.
Building Integrated Photovoltaics — интегрированные в конструкцию здания фотоэлектрические материалы, которые используют в качестве основного или вспомогательного источника энергии.
Vehicle Integrated Photovoltaics — интеграция фотогальванических элементов в электромобили, что увеличивает их мощность и пробег.
Клиенты и перспективы
Сегодня основной объем всех производимых «Хевел» солнечных модулей — порядка 70% — идет на строительство масштабных солнечных электростанций в России и Казахстане мощностью от 1 до 100 МВт. Еще около 20% — на солнечные электростанции небольшой мощности 15–200 кВт, которые снижают расходы на электроэнергию для бизнеса, инфраструктурных и промышленных объектов, а также в сельском хозяйстве. Примерно 5% покупают владельцы частных домов и предприниматели, которым проще использовать энергию солнца, чем согласовывать условия и платить за техприсоединение к энергосетям. Оставшиеся 5% сегодня экспортируются в европейские и азиатские страны.
Так, в 2019 году «Хевел» заключил соглашение о строительстве солнечной электростанции «Нура» мощностью 100 МВт в Казахстане. В этом же году шведской компании, занимающейся занимающаяся монтажом и обслуживанием энергоустановок для частных домов, «Хевел» поставил партию солнечных панелей.
В России также начались продажи солнечных батарей для частных домов. Этот рынок весьма перспективен: за последний год мощность солнечной генерации выросла на треть. Пока модули покупают в основном жители Краснодарского края (четверть общего объема продаж).
Этому способствует высокий уровень инсоляции, большое количество частных домов в регионе и высокая стоимость подключения к энергосетям. На втором месте идет Челябинская область, на третьем — Москва и Московская область (12,8% и 11,7% соответственно). Всего за первое полугодие 2019 года розничные продажи составили более 7 000 модулей.
Говоря о дальнейших планах, Игорь отмечает, что на первом месте стоит наращивание доли экспорта и развитие розничного рынка. По его словам, несмотря на изменившееся отношение к солнечной энергетике, стереотипы о том, что «в России солнца нет», до сих пор популярны. Но некоторые города России превосходят по количеству солнечных дней Средиземноморье. Например, в Иркутске в среднем 200 солнечных дней в году, в то время как в Ницце — 150.
«Многие не верят в эффективность применения технологии, пока не увидят, как это работает у соседа или партнера по бизнесу, — вспоминает Шахрай. — В 2012 году одна из наших первых поездок была в Республику Алтай, где руководство региона помогло с организацией встречи с представителями муниципальных коммунальных служб. Мы рассказывали им о сфере применения солнечной энергетики в ЖКХ, приводили примеры экономии средств. Реакция была, мягко говоря, критичной. Но спустя два года, в 2014-м, вводится в эксплуатацию первая в России сетевая солнечная электростанция в Кош-Агаче».
В «Хевел» рассчитывают, что распространению солнечных модулей в частных домах будет способствовать закон о микрогенерации. Он не только облегчит установку солнечных батарей, но и позволит владельцам продавать излишки энергии на розничном рынке, при этом полученная прибыль не будет облагаться налогом как минимум до 2029 года. Госдума приняла законопроект в третьем чтении в начале декабря, но пока не будут приняты подзаконные акты, сложно сказать, как это повлияет на окупаемость солнечных установок.
Источник: hightech.fm
Можно ли заработать на солнечном свете?
7 ноября 2018 г. Правительство РФ направило в Госдуму законопроект «О внесении изменений в федеральный закон «Об электроэнергетике» в части развития микрогенерации». У пользователей СЭС (солнечных электростанций), ветрогенераторов и другого оборудования, работающего с ВИЭ (возобновляемыми источниками энергии), появляется шанс реализовывать через электросеть излишки сгенерированного электричества. Стимулирует ли это развитие бизнеса по продаже и установке оборудования для «зеленой» генерации?
Экономика «зеленой» энергетики
Альтернативная энергетика, основанная на использовании ВИЭ, получила распространение во многих странах мира. Причины у этого феномена разные, но если бы не было реальной экономической выгоды, то идея вырабатывать «зеленое» электричество не приняла бы промышленных масштабов. Хотя на самом деле, большинство поставщиков, занятых в этом секторе, – домохозяйства.
Сергей Роженко,
руководитель практики
энергетического
консультирования Arup:
– Крупнейшим мировым инвесторам интересен сегмент «зеленой» энергетики, где превалирует использование таких источников как солнце и ветер. Представляется, что направление ВИЭ сможет вывести отрасль, работающую на традиционных технологиях, из застоя. Сейчас глобальное потребление энергии не возрастает – инвестировать в тепловую генерацию нет смысла, а вместе с тем бизнесу нужно расти.
В России существует программа развития «зеленой» генерации, однако внедренные на сегодня мощности вырабатывают менее 2% от всего объема электричества, получаемого в отечественной энергетике. Российские энергокомпании пока что не видят для себя возможностей зарабатывать в секторе ВИЭ.
Почему? Для объяснения ситуации можно использовать понятие энергетической трилеммы: энергополитика любого государства определяется тремя ключевыми факторами – энергобезопасностью, доступностью энергии и устойчивым развитием (связано с экологией). «Зеленая» генерация сейчас развивается в тех странах, для которых индекс энергетической трилеммы (его ежегодно публикует Мировой энергетический совет) смещается в сторону устойчивого развития.
На практике это значит, что там стремятся минимизировать сжигание углеводородов. Даже небольшое сокращение потребление нефти и газа ведет к существенному снижению цен на оптовом рынке электроэнергии. Например, энергополитика Германии направлена на уменьшение зависимости от поставок ископаемого топлива. Страна выходит в лидеры по разработке и экспорту технологий генерации от ВИЭ. Жители в Германии готовы платить чуть больше за «зеленое» электричество, потому что в конечном счете это оборачивается для них экономической выгодой.
ЕСЛИ В МИРЕ «ЗЕЛЕНАЯ» ГЕНЕРАЦИЯ ДОСТУПНА НА БЫТОВОМ УРОВНЕ, ТО МЫ В РОССИИ ДАЛЕКИ ОТ ЭТОГО
В российской электроэнергетике необходимо какое-то инновационное технологическое решение, желательно в тренде мирового развития. Сейчас это – ВИЭ.
Ключевым параметром для «зеленой» генерации является не надежность электроснабжения, а объем энергии, который СЭС или ветропарк может выработать за год – весь смысл уйти от сжигания ископаемого топлива. В мире существует два направления использования СЭС в бытовой энергетике: солнечные панели на крышах, подключенные к электросети (90% всего рынка) и автономное энергоснабжение (когда нет возможности подключить здание к централизованному источнику). Весь мир сейчас идет к тому, чтобы кровельный источник энергии каждого отдельного домохозяйства был интегрирован в энергосистему гарантирующего поставщика.
Если в мире «зеленая» генерация доступна на бытовом уровне, то мы в России далеки от этого. Что мешает? Во-первых, стоимость СЭС довольно высокая. Развивать отечественные технологии до такой степени, чтобы они снизили себестоимость сгенерированного электричества, у нас нет стимулов, потому что нет на это оборудование массового спроса. Во-вторых, интерес к микрогенерации может быть остановлен бюрократическими барьерами.
Цена вопроса в России
Во сколько пользователям домашних СЭС обходится электричество? Стоимость зависит от варианта установки – рассчитана ли она на автономное электроснабжение или интегрирована в централизованную сеть.
На сайте «Ваш Солнечный Дом» (ООО «ПроСолар», Москва) приведены примерные расчеты: система автономного электроснабжения с генерацией 1 кВт/ч в сутки обойдется примерно в 120 тыс. руб., а для того чтобы получать 3 кВт/ч, нужно инвестировать в оборудование 350 – 370 тыс. руб. Далее специалисты поясняют, что в среднем загородном доме в России расход энергии составляет 5 – 10 кВт/ч в сутки (без учета отопления). Т.о., становится понятным, что СЭС будет окупаться несколько лет, и если есть возможность подключить дом к централизованной сети, то лучше так и сделать. Соединенная с электросетью СЭС, рассчитанная на генерацию 1 кВт/ч, в сутки будет стоить примерно 26 тыс. руб., а система для получения 6 кВт/ч в сутки – около 80 тыс. руб. В средней полосе России на установке за 80 тыс. в течение года можно сгенерировать более 1000 кВт/ч электроэнергии.
В 2017 г. доход ООО «ПроСолар» составил 13,348 млн. руб., прибыль – 542 тыс. руб. Дилерская сеть компании охватывает 9 городов в 7 регионах РФ. На рынке ЗАО «Ваш Солнечный Дом» работает с 2002 г.
Владимир Каргиев,
генеральный директор
ООО «ПроСолар»:
– Обсуждение вариантов поддержки частных лиц для распространения в России электрогенерации от ВИЭ ведется десятилетиями. То, что предлагает новый законопроект (о микрогенерации), не породит большого спроса на бытовые СЭС. Покупка экологически чистой электроэнергии у населения по оптовым ценам – это не стимул, и даже если «зеленый» тариф поднимут до розничной цены, дело не продвинется. Срок окупаемости СЭС примерно равен сроку ее службы, поэтому при текущих ценах на электроэнергию на территории России интерес к микрогенерации проявят, возможно, только экоэнтузиасты.
За рубежом, чтобы стимулировать использования ВИЭ, домохозяйствам предложили продавать излишки выработанной электроэнергии по ценам выше розничных, рост «зеленого» тарифа был гарантирован на протяжении 20 лет. Хотя, конечно, ценовая нагрузка легла на плечи пользователей этой «зеленой» энергии. Тем не менее, это привело к взрывному эффекту в сегменте ВИЭ.
По-моему, наиболее сбалансированный (относительно интересов участников рынка) способ поддержки и стимулирования предложили в США: там было льготное кредитование на приобретение оборудования и льготное налогообложение его владельцев, а кроме этого была введена система чистого измерения (СЧИ), т.е. применялся взаимозачет. При СЧИ не было факта продажи, поэтому стоимость электричества не имела значения, важно было только количество полученной из сети и отданной туда энергии. Баланс по потреблению и генерации обнулялся раз в год. Т.е. генерировать нельзя больше, чем потребляешь.
Солнечный бизнес сегодня и завтра
Минэнерго рассматривает программу «1 000 000 солнечных крыш» как одну из возможностей обеспечить «зеленым» электричеством жилые дома. Согласно проекту, предполагается установить на крышах солнечную черепицу из расчета мощности 3,5 кВт/ч в сутки на одну семью. Кровельные солнечные панели будут занимать 25-30% площади крыши. Этот проект должен стать стимулом и для отечественных производителей оборудования. Как на практике будет происходить установка, и что это даст бизнесу, покажет время.
МИНЭНЕРГО РАССМАТРИВАЕТ ПРОГРАММУ «1 000 000 СОЛНЕЧНЫХ КРЫШ»
Драйвером для внедрения «зеленой» генерации, безусловно, станет снижение стоимости технологий. Инновации не только их удешевляют, но и принципиально обновляют, и в будущем они могут быть интегрированы в строительную отрасль.
Геннадий Новиков,
зав. лабораторией
фотоэлектрофизики
ИПХФ РАН:
– Кремниевые солнечные батареи в настоящее время исчерпали себя. Есть потребность создавать панели более дешевые, экологичные, легкие, гибкие, иногда полупрозрачные. Мы в своих разработках по фотовольтаике используем соединение нескольких химических элементов. Полученные батареи можно будет наклеивать на стены, использовать на окнах.
Формируется направление строительной фотовольтаики, т.е. солнечные батареи будут использоваться при строительстве в качестве элементов дизайна, одновременно являясь эффективными источниками электроснабжения. В ближайшие годы могут появиться дома, которые не будут требовать ремонта фасадов в течение длительного времени, а окна в них смогут затемняться или осветляться в зависимости от потребностей. Наш проект осуществляется в рамках целевой федеральной программы в партнерстве с Индией.
Вместе с тем бизнес, работающий с традиционными для отрасли решениями, продолжает развиваться – на рынок выходят новые компании. Летом этого года в Новосибирске появилась фирма Solar-e (ИП Абраменко Марк Александрович), которая уже выполнила 8 проектов по обеспечению генерации от ВИЭ. В том числе, в Красноярском крае компания Solar-e смонтировала самую мощную на сегодня частную СЭС в Сибири с выработкой до 140 кВт/ч в день.
Источник: nblife.info
Технологический стартап из будущего. Как в Москве делают «всепогодные» солнечные батареи
Лаборатория перспективной солнечной энергетики МИСиС — претендент на премию «Сделано в России — 2022» в номинации «Наука и технологии». Ее специалисты создали солнечные батареи, которые работают в любую погоду. «Сноб» поговорил о разработке с научными сотрудниками Данилой Сараниным и Артуром Иштеевым
30 мая 2022 11:39
Научные сотрудники лаборатории Данила Саранин и Артур Иштеев
Фото: Евгений Пахоль
Сегодня 90% солнечных батарей, представленных на рынке, — кремниевые. 10% — батареи CIGS, их делают из полупроводникового соединения меди, индия и галлия с селеном. Производство батарей обоих видов — процесс сложный, энергоемкий и очень дорогой, поэтому затраты на переход к такому виду альтернативной энергетики могут позволить себе только развитые страны. Развивающимся выгоднее использовать традиционные топливные энергоресурсы, атомную и гидроэнергетику.
Сделать производство солнечных батарей дешевле ученые пытаются с 1980-х годов. Сначала для этого хотели создавать генерирующие энергию элементы на специальных материалах-красителях, потом — работать с органическими полупроводниками, но выяснилось, что КПД и тех, и других не больше 15% (для сравнения: у кремния — 20–25%).
В 10-х годах 21-го века ученые обнаружили уникальные свойства галогенидного перовскита, который позволяет получать КПД, сопоставимый с кремнием. Важнейшее преимущество новой технологии — возможность использовать методы печати на различных типах подложек вместо дорогих процессов вакуумного и высокотемпературного производства кремния.
Несколько лет назад перспективным материалом заинтересовались ученые НИТУ МИСиС, предположив, что производить солнечные батареи из него получится на порядок дешевле. Специально для разработки промышленных процессов печати новых солнечных батарей в институте открыли отдельную лабораторию.
Лаборатория перспективной солнечной энергетики МИСиС
Фото: Евгений Пахоль
Ловец солнца
«Архитектура перовскитной солнечной батареи похожа на очень тонкий сэндвич. Он состоит из нескольких слоев: фотоактивный поглощает свет, генерирует положительные и отрицательные заряды, транспортные слои “переносят” эти заряды к электродам — плюсу (аноду) и минусу (катоду)», — рассказывает кандидат технических наук, старший научный сотрудник Данила Саранин. С 2015 года он вместе с коллегами по НИТУ МИСиС участвовал в международных научных проектах в Университете Техаса в Далласе и Университете Тор Вергата в Риме — там они занимались разработками элементов для солнечных батарей, а по приезде решили создать собственную лабораторию, выиграли мегагрант правительства РФ на 90 миллионов рублей и запустили проект. Сейчас в команде — химики, материаловеды, специалисты по оптоэлектронике.
Разработчики говорят, что получать перовскитные фотоэлементы проще, чем кремниевые, — с помощью простого осаждения из раствора, как буквы в струйном принтере. Сверхчистые газы, вакуумные камеры или высокие температуры, как для производства кремниевых батарей, для перовскитных не нужны.
Материал-новичок, как его называют в журнале Science, хорош и тем, что панели из перовскита можно печатать на промышленных принтерах, в том числе на стекле и пластике, поэтому их легко размещать на фасадах зданий или окнах. При этом его производство обходится вдвое дешевле, чем производство батарей из кремния, говорит Саранин: ожидается, что цена одного квадратного метра солнечной панели из перовскита будет всего 20 долларов.
Другое преимущество материала связано с тем, что он лучше аналогов поглощает свет, отмечает Данила Саранин. В то время как последние могут работать хорошо только при прямом солнечном свете, перовскитные солнечные батареи справляются со своими задачами при облачной и дождливой погоде и даже если источник света в помещении низкоинтенсивный, например лампа в офисе. Именно поэтому из перовскита можно делать «всепогодные» солнечные батареи.
«Главный недостаток этого материала – нестабильность, – говорит Саранин. – При воздействии света он начинает выцветать, как фотопленка. Чтобы материал не терял поглощающих свойств, нужно внедрять в него другие наноразмерные материалы. Сейчас мы добились стабильности уже на несколько тысяч часов и движемся в сторону промышленной сертификации, стандарт для которой – не менее 10 тысяч часов».
Лаборатория перспективной солнечной энергетики МИСиС
Фото: Евгений Пахоль
От науки к бизнесу
Как говорят ученые НИТУ МИСиС, главной их задачей было как можно быстрее перейти от теории к практике. Именно поэтому лабораторию проектировали так, чтобы в одном месте собрать полный цикл производства. Сейчас «путь» от материала до готового фотоэлемента занимает всего пять часов.
«Одной из проблем было масштабирование: как перейти от маленького пикселя в несколько квадратных миллиметров к модулям на сто квадратных сантиметров. Со временем мы усовершенствовали технологию и решили эту задачу. Теперь адаптируемся к индустриальным стандартам производства, — рассказывает один из сотрудников лаборатории Артур Иштеев. — Хотим построить экспериментальную автоматизированную производственную линию, чтобы набить шишки и учесть все ошибки, когда будем строить большой завод».
По словам ученых, в разработки перовскитных панелей активно инвестирует большой бизнес: заменить кремний на солнечных электростанциях новым материалом, может, и не получится (для этого понадобится серьезное вмешательство в их работу), зато благодаря прочности и тонкости перовскит можно интегрировать в гаджеты, устройства телекоммуникации, экосистемы датчиков интернета вещей.
«У нас есть пул патентов, которые защищают нашу технологию и позволяют взаимодействовать с бизнесом. Мы адекватно оцениваем силы и не показываем больше, чем у нас есть. И пытаемся доказать, в том числе самим себе, что сложный технологический проект можно реализовать в России», — объясняет Иштеев.
По его словам, сейчас команда разработчиков предлагает свой продукт как источник питания для автономных устройств: трекинга, сенсорики — всего того, что делает жизнь комфортнее. «Для всего этого нужен маленький элемент питания, который работает в любых условиях достаточно эффективно», — поясняет Артур Иштеев.
Сейчас команда планирует запускать пилотный проект, чтобы довести свой продукт до конечных потребителей.
Источник: snob.ru
