Анатолий Копылов - Экономика ВИЭ. Издание 2-е, переработанное и дополненное

Пожалуй, важнейшим фактором ускорения ввода мощностей ФЭ станций в мире стало заметное снижение стоимости основного оборудования солнечных станций – фотоэлектрических панелей и отдельных элементов, из которых панели собирают. Ещё 3—4 года назад цены $2—3 за ватт пиковой мощности считались для солнечных фотоэлектрических панелей большим достижением. Начало 2012 года было отмечено знаменательным событием: впервые были зарегистрированы оптовые цены поставки панелей по ценам ниже $1 (€0,78) за ватт или ниже $1000 (€781,3) за 1 кВт пиковой мощности. Говоря об актуальных ценах на фотоэлектрические панели (Рисунок 15), следует иметь в виду одно, недавно сформировавшееся явление, а именно, продажа небрендированных или даже контрафактных панелей категорий «b» и «с» по демпинговым ценам, немногим выше $0,65 (€0,496) за ватт пиковой мощности. При этом следует иметь в виду, что эффективность таких панелей заметно отличается в худшую сторону. По мнению автора, уровень цен на основное оборудование солнечных станций – солнечные панели, около $1000 (€781,3) за 1 кВт пиковой мощности является новым ценовым ориентиром на ближайшие 1—2 года.

Рисунок 15. Средние цены продажи ФЭ панелей со склада производителя или с первой точки продаж (долл. США за ватт пиковой мощности)

Источник: Mints, P. A Solar Panel Quality Manifesto. http://www.renewableenergyworld.com/rea/news/article/2012/09/a-solar-panel-quality-manifesto?cmpid=WNL-Friday-September7-2012

В результате такого резкого снижения затрат на строительство ФЭ станций сейчас во многих районах мира, в т.ч. в России солнечные энергоустановки на основе фотопреобразования показывают более экономичные результаты, чем установки с использованием дизельного топлива или мазута.

Принято различать несколько технологических направлений в солнечной энергетике: фотовольтаика (включая органическую фотовольтаику), концентраторная (тепловая) солнечная энергетика. Бóльшая часть технологий продолжает развиваться и улучшать эксплуатационные характеристики солнечных панелей (Рисунок 16).

Рисунок 16. Развитие технологий солнечной энергетики в мире

Источник: NREL, Malbranche, Philippe, CEA-INES, Presentation «OVERVIEW OF PV TECHNOLOGIES»

Наибольшее развитие в настоящее время получила фотовольтаика. В основном на базе её технологий сегодня реализуются масштабные проекты строительства солнечных электростанций (на конец 2015 года суммарная установленная мощность построенных в мире солнечных электростанций достигла более 230 ГВт).

Современная фотовольтаика представлена следующими технологиями и материалами:

1. кремниевые:

a. монокристаллические

b. мультикристаллические

c. технология тыльной пассивации PERC

d. технология сомкнутого заднего контакта MWT

e. технологии туннельного перехода

f. другие

2. тонкоплёночные (в том числе гетеропереходные):

a. CIGS (солнечные элементы на основе соединений меди, индия, галлия и селена)

b. на основе теллурида кадмия

c. на основе аморфного и микроморфного кремния

d. на основе арсенида галлия (гетеропереходная концентраторная фотовольтаика)

e. комбинированные гибридные технологии (на основе микроморфных и кристаллических элементов – так называемая HIT-технология)

3. органические технологии фотопреобразования (пока не достигли стадии промышленного развития).

Тонкоплёночные технологии еще более разнообразны и выбор той или иной технологии в первую очередь обусловлен климатическими особенностями той местности, где строится солнечная электростанция. Комбинированные гибридные технологии стали результатом разработок, осуществляемых в развитие тонкопленочной технологии, и благодаря сочетанию свойств обладают большим потенциалом роста эффективности преобразования солнечной энергии и снижения себестоимости. Их разработка ведется компаниями-лидерами отрасли, в том числе в Японии (Panasonic) и США (SolarCity, First Solar). В последнее время аналогичные разработки начаты и в России (компания «Хевел» совместно с ФТИ им Иоффе).

В последние годы мы стали свидетелями эволюции фотоэлектрических модулей, КПД преобразования которых для технологии на основе кристаллических кремниевых пластин (на которые приходится более 90% рынка) увеличился со значения порядка 12% или ниже до текущего стандартного значения 18%. Что касается производственных мощностей, то по состоянию на конец 2011 года более 20 производителей заявляли о возможной производственной мощности, исчисляемой в ГВт, т.е. явно превышающую единичную мощность их производства в 1000 МВт, однако, для развития в те годы было характерно не просто увеличение мощности, но и усовершенствование в плане автоматизации технологических операций и управления процессами производства. Результат этой эволюция нашел свое отражение в определении цены 1 ватта установленной пиковой мощности (Вт пик) солнечных батарей и, впоследствии, в стоимости 1 кВт•ч электроэнергии, произведённой на основе фотопреобразования энергии солнца.