Собрать солнечную батарею своими руками из китайских частей: Как собрать солнечную батарею из китайских панелей своими руками

Содержание

две модели, сборка и установка

Солнечная энергетика — это просто здорово, но вот в чем проблема: даже одна батарея стоит немалых денег, а для хорошего эффекта нужна не одна, и даже не две. Потому и приходит идея — собрать все самому. Если есть у вас небольшой навык пайки — это сделать просто. Вся сборка заключается в том, чтобы последовательно соединить элементы в дорожки, а дорожки закрепить на корпусе. Сразу скажем о цене. Набор для одной панели (36 штук) стоит в районе 70-80$. А полностью со всеми материалами солнечные батареи своими руками обойдутся вам примерно в 120-150$. Намного меньше, чем заводские. Но нужно сказать, что и по мощности они будут тоже меньше. В среднем каждый фотопреобразователь выдает 0,5 В, если последовательно соединить 36 штук, это будет порядка 18 В.

Немного теории: типы фотоэлементов для солнечных батарей

Самая большая проблема — приобрести фотоэлектрические преобразователи. Это те самые кремниевые пластины, которые преобразуют солнечный свет в электричество. Вот тут нужно немного разбираться в типах фотоэлементов. Их выпускают двух типов: поликристаллические и монокристаллические. Монокристаллические более дорогие, но имеют более высокий КПД — 20-25%, поликристаллические — дешевле, но и производительность у них меньше — 17-20%. Как их отличить внешне? Поликристаллические имеют ярко-синий цвет. Монокристаллические немного темнее и у них не квадратная, а многогранная форма — квадрат со срезанными краями.

С фотоэлектрическими преобразователями для солнечных батарей все не очень сложно: монокристаллические и поликристаллические

О форме выпуска. Есть фотоэлементы для солнечных батарей с уже припаянными проводниками, а есть наборы, где проводники прилагаются и все нужно паять самостоятельно. Что покупать  решает каждый сам, но нужно сказать, что без навыка хотя-бы одну пластину вы повредите, а скорее, не одну. А если и паять умеете не очень… то лучше немного дороже заплатить, но получить уже почти готовые к использованию детали.

Сделать фотоэлементы для солнечных батарей своими руками нереально. Для этого нужно уметь выращивать кристаллы кремния, а потом его еще обрабатывать. Потому нужно знать, где купить. Об этом дальше.

Почитать о вида солнечных батарей можно тут. 

Где и как купить фотоэлементы

Теперь о качестве. На всех китайских площадках типа Ebay или Alibaba продается отбраковка. Те детали, которые не прошли тесты на заводе. Потому идеальной батареи вы не получите. Но цена у них не самая большая, так что можно смириться. Во всяком случае, на первых порах. Соберите пару тестовых солнечных батарей своими руками, набейте руку, а потом можно брать с завода.

Один из вариантов ячеек с припаянными проводниками

Некоторые продают фотоэлементы запаянными в воск. Это предотвращает их порчу при перевозке, но избавиться от воска и не повредить пластины довольно сложно. Нужно все вместе их окунуть в горячую, но не кипящую воду. Подождать пока воск растает, потом аккуратно разъединять. Потом поочередно купать каждую пластину в горячем мыльном растворе, потом окуная в чистую горячую воду. Таких «омовений» моет понадобиться несколько, воду и мыльный раствор придется менять, и не один раз. После того как воск удалите, чистые пластины разложите на махровом полотенце для просушки. Очень хлопотное это дело. Так что лучше покупайте без воска. Так намного проще.

Теперь о покупках на китайских площадках. Конкретно о Ebay и Alibaba. Они проверены, тысячи людей ежедневно там что-то покупают. Система ничем не отличается. После регистрации, как обычно, в строке поиска набираете название элемента. Потом выбираете понравившееся по какой-то причине предложение. Обязательно выбирайте из тех вариантов, где есть бесплатная доставка (на английском free shipping). Если такой пометки нет, то доставку придется оплачивать отдельно. А она часто больше стоимости товара и уж точно больше той разницы, что вы выгадаете на цене.

С кремниевыми ячейками нужно обращаться очень осторожно: они очень хрупкие

Ориентироваться нужно не только на цену, но и на рейтинг продавца и на отзывы. Внимательно читайте и состав товара, его параметры и отзывы. Можно с продавцом общаться, только сообщения писать нужно на английском.

По поводу оплаты. Она на этих площадках переводится продавцу только после того, как вы отпишитесь в получении товара. А пока идет доставка, ваши деньги лежат на счете торговой площадки. Оплачивать можно с карты. Если боитесь светить данные карты, воспользуйтесь промежуточными сервисами. Они есть разные, но суть одна — ваша карта не засветится. Есть на этих площадках и возврат товара, но это долгая песня, так что лучше брать у проверенных продавцов (с хорошим рейтингом и отзывами).

Да. Посылка идет в зависимости от региона. И дело не столько в том, как долго она будет идти из Китая, как в том, как скоро ее доставит почта. В лучшем случае — недели три, но может и полтора месяца.

Как собрать

Сборка солнечной батареи своими руками состоит из трех этапов:

  1. Изготовление каркаса.
  2. Пайка солнечных элементов.
  3. Укладка в каркас и герметизация.

Каркас изготовить можно из алюминиевых уголков или из деревянных реек. Но форма каркаса, материалы, последовательность изготовления зависят от способа установки.

Способ первый: установка на окне

Батарею вешают на окне, на раму изнутри помещения или снаружи, но тоже на окне. Тогда нужно делать каркас из алюминиевого уголка, а к нему приклеивать стекло или поликарбонат. В этом случае между фотоэлементами остаются хоть небольшие зазоры, через которые немного света проникает в помещение. Размеры рамы выбираете исходя из размеров ваших фотоэлементов и того, как вы собираетесь их располагать. Также некоторую роль могут сыграть габариты окна. Учтите, что плоскость должна быть ровная — фотоэлектрические преобразователи очень хрупкие, и при малейшем перекосе будут трескаться.

В квартире есть только одно место для установки солнечной батареи — на окне

Развернув готовую раму с приклеенным стеклом лицом вниз, на поверхность стекла нанести слой герметика. На герметик, снова-таки лицевой стороной вниз, разложить собранные из фотоэлементов линейки.

Из толстого упругого поролона (толщина не менее 4 см) и куска полиэтиленовой пленки (200 мк) сделать мат: поролон обтянуть пленкой и хорошо скрепить. Лучше полиэтилен спаять, но можно и скотчем воспользоваться, только все стыки должны находиться на одной стороне. Вторая должна быть ровной и гладкой. По размерам мат должен хорошо ложиться в раму (без загибов и усилий).

Основная хитрость — заливка герметиком

Уложили мат на фотоэлементы, утопленные в герметике. На него доску, которая по размерам чуть меньше рамы, а на доску солидный груз. Это нехитрое устройство поможет выгнать пузыри воздуха, которые оказались под фотоэлементами. Воздух снижает производительность, причем очень сильно. Потому чем меньше пузырьков будет, тем лучше. Всю конструкцию оставляете на 12 часов.

Теперь время снять груз и отлепить мат. Делаете это медленно и не спеша. Важно не повредить пайку и проводники. Потому тяните плавно, без рывков. После того, как мат сняли, панель нужно оставить на некоторое время — досохнуть. Когда герметик перестанет липнуть, можно навешивать панель и пользоваться.

Вместо длительной процедуры с герметиком можно взять специальную пленку для герметизации. Она называется EVA. Просто сверху на собранную и уложенную на стекло батарею расстилаете пленку и греете ее строительным феном до полной герметизации. Времени уходит в разы меньше.

Способ второй: установка на стене, крыше и т.д.

В этом случае все иначе. Задняя стенка должна быть плотной и не проводящей ток. Возможно — деревянной, фанерной и т.п. Потому имеет смысл и раму сделать из деревянных брусков. Только высота корпуса должна быть небольшой, чтобы тень от бортиков не мешала.

Собираете каркас под размеры вашей батареи (зависит от размеров солнечных преобразователей, которые вы приобрели)

На фото корпус состоит из двух половинок, но это совсем необязательно. Просто легче собирать и укладывать короткие линейки, но соединений в этом случае будет больше. Да. Несколько нюансов: нужно в корпусе предусмотреть несколько отверстий. В нижней части нужны несколько штук для выхода конденсата, а также два отверстия для вывода проводников от батареи.

Затем корпус батареи покрасить белой краской — кремниевые пластины имеют довольно широкий диапазон рабочих температур, но он не безграничен: от -40oCдо +50oC. А летом в закрытой коробке +50oC набегает легко. Потому и нужен белый цвет, чтобы не перегревались фотопреобразователи. Перегрев, как и переохлаждение, ведет к снижению эффективности. Это, кстати, может стать объяснением непонятного явления: полдень, солнце жарит, а батарея стала давать меньше электричества. А она просто перегрелась. Для южных регионов, наверное, нужно уложить фольгу. Это будет эффективнее. Причем производительность, скорее всего, возрастет: будет улавливаться еще и отраженное фольгой излучение.

Собираем и укладываем дорожки

После того как краса высохла, можно укладывать собранные дорожки. Но в этот раз лицом вверх. Как их крепить? На каплю термостойкого герметика посредине каждой пластины. Почему не нанести по всей поверхности? Из-за температурного расширения пластина будет менять размеры. Если приклеить ее только посередине, с ней ничего не случиться. Если будет хотя-бы две точки — она рано или поздно лопнет. Потому аккуратно посередине наносите каплю, мягко прижимаете пластину. Не давите — раздавить очень легко.

В некоторых случаях пластины сначала крепились на основу — лист ДВП, выкрашенный в тот же белый цвет. А потом уже на основе закреплялись к корпусу шурупами.

После того, как все линейки уложены, последовательно их соединяете. Чтобы проводники не болтались, их можно зафиксировать несколькими каплями герметика. Вывести провода от элементов можно через днище или через бортик — как удобнее. Протяните их через отверстие, а потом залейте дырку все тем же герметиком. Теперь нужно дать всем соединениям высохнуть. Если накрыть крышкой раньше, на стекле и фотоэлементах образуется налет, который сильно снижает эффективность батареи. Потому ждем как минимум сутки (или столько, сколько указано на упаковке герметика).

Финальный аккорд: установка прозрачной крышки

Теперь дело за малым — накрыть все стеклом или прозрачным пластиком. Как крепить — дело ваше. Но на первых порах не герметизируйте. По крайней мере, до испытания. Может где-то обнаружится проблема.

И еще один нюанс. Если планируете в систему подключать аккумуляторы, понадобится поставить диод, который будет предотвращать разряд аккумулятора через батарею в ночное время или в плохую погоду. Лучше всего поставить диод «Шоттки». Его подсоединяю к батарее последовательно. Установить его лучше внутри конструкции — при высоких температурах у него уменьшается падение напряжения, т.е. в рабочем состоянии он будет меньше «садить» напряжение.

Как паять элементы для солнечной батареи

Немного об обращении с кремниевыми пластинами. Они очень-очень хрупкие, легко трескаются и ломаются. Потому обращаться нужно с ними с крайней осторожностью, хранить в жесткой таре подальше от детворы.

Работать нужно на ровной твердой поверхности. Если стол покрыт клеенкой, положите лист чего-то твердого. Пластина не должна прогибаться, а всей поверхностью жестко опираться на основу. Причем основание должно быть гладким. Как показывает опыт, идеальный вариант — кусок ламината. Он, жесткий, ровный, гладкий. Паяют на тыльной стороне, не на лицевой.

Все что понадобится для сборки солнечной панели своими руками

Для пайки использовать можно флюс или канифоль, любой из составов в маркере для пайки. Тут у каждого свои пристрастия. Но желательно, чтобы состав не оставлял следов на матрице.

Укладываете кремниевую пластину лицом вверх (лицо — синяя сторона). На ней есть две или три дорожки. Их промазываете флюсом или маркером, спиртовым (не водно-спиртовым) раствором канифоли. В комплекте с фотопреобразователями идет обычно тонкая контактная лента. Иногда она нарезана на куски, иногда идет в катушке. Если лента намотана на катушку, отрезать нужно кусок, равный двойной ширине солнечного элемента, плюс 1 см.

На обработанную флюсом полосу припаиваете отрезанный кусок. Лента получается намного длиннее пластинки, весь остаток остается с одной стороны. Старайтесь вести паяльник не отрывая. Насколько это возможно. Для более качественной пайки на кончике жала у вас должна быть капля припоя или олова. Тогда пайка будет качественной. Непропаянных мест быть не должно, хорошо все прогревайте. Но не давите! Особенно по краям. Это очень хрупкие изделия. Поочередно припаиваете ленты на все дорожки. Фотопреобразователи получаются «хвостатые».

Лицевая сторона — синяя. На ней есть несколько дорожек (две или три) к которым нужно припаять проводники. Серая — это тыльная сторона. К ней потом припаивают проводники от идущей выше пластинки

Теперь, собственно, о том, как собрать солнечную батарею своими руками. Приступаем к сборке линейки. С обратной стороны пластинки тоже есть дорожки. Теперь «хвост» от верхней пластины припаиваем к нижней. Технология такая же: дорожку промазываем флюсом, потом пропаиваем. Так последовательно соединяем нужное количество фотоэлектрических преобразователей.

В некоторых вариантах на задней стороне не дорожки, а площадки. Тогда пайки меньше, но претензий по качеству может быть больше. В этом случае промазываем флюсом только площадки. И паяем тоже только на них. Вот, собственно, все. Собранные дорожки можно переносить на основание или корпус. Но есть еще множество хитростей.

Паять нужно на твердой ровной поверхности

Так, например, между фотоэлементами нужно выдерживать определенное расстояние (4-5 мм), что без фиксаторов не так и легко. Малейший перекос, и есть возможность порвать проводник, или сломать пластинку. Потому для задания определенного шага на кусок ламината приклеивают строительные крестики (используются при укладке плитки), или делают разметку.

Все проблемы, которые возникают при изготовлении солнечных батарей своими руками, связаны с пайкой. Потому перед герметизацией, а лучше еще и перед переносом линейки на корпус, проверить сборку амперметром. Если все нормально, можно продолжать работу.

Об использовании солнечной энергии для отопления дома можно прочесть тут.

Итоги

Теперь вы знаете, как сделать солнечную батарею в домашних условиях. Дело не самое сложное, но требует кропотливой работы.

Солнечные батареи

Купить солнечную батарею в Киеве с доставкой. Солнечные панели купить в Украине

Продаем солнечные батареи отечественных, европейских и китайских производителей. В нашем магазине самый широкий выбор фотомодулей в Украине. Купить солнечные батареи Украина производитель на нашем сайте очень выгодно и просто. Вы всегда сможете найти интересующий Вас товар в нашем экомагазине, так как у нас самый широкий ассортимент батарей и всегда есть выгодные уникальные предложения. Все солнечные панели в Украине на одном сайте. 

Солнечные панели для дома или дачи

Солнечные батареи или фотоэлектрические панели могут использоваться для дома, портативные солнечные батареи - для временного пользования (летний лагерь, дача). Солнечные модули, также монокристаллические и поликристаллические кремниевые пластины, фотогальванические элементы, гибкие и портативные солнечные панели – главные составляющие солнечных электростанций, предложенных в ассортименте на нашем сайте. 

Домашние солнечные батареи дают множество преимуществ

Стационарные солнечные панели можно собрать своими руками или купить электростанцию на солнечных батареях в интернет магазине. Детали, инвертор, наборы для солнечных батарей, сборка, монтаж, - все это можно заказать целостно или по частям, если вы хотите самостоятельно собрать солнечную батарею своими руками. Солнечные автономные электростанции для дома, солнечные панели для дачных участков, солнечные батареи для зарядки ноутбука - всё это и многое другое Вы найдёте в экомагазине экоист.

Монокристаллические солнечные батареи в Украине

Солнечные батареи для туризма

В нашем интернет магазине продаётся множество солнечных батарей для туризма. Вы можете подробно ознакомиться с ними в разделах солнечные зарядные и автономные электростанции. Солнечные батареи для туризма отличаются небольшим весом и удобством использования. 

Китайская солнечная батарея или украинского производителя

В Украине вы можете купить солнечную панель китайского производства или же солнечные батареи Квазар отечественные и высокого качества. Это может быть как большая панель, так и маленькие для зарядки фонарика, телефона, ноутбука, планшета и прочего.

Применение солнечных батарей
  • уличные фонари на солнечных панелях
  • комплект солнечных батарей для дома
  • садовые фонари на солнечных батареях
  • зарядка на солнечных батареях
  • портативная солнечная батарея
  • автомобильные солнечные батареи

Портативные солнечные батареи для дачи

В эко интернет магазине также есть продажа портативных фотоэлектрических батарей для туризма или дачи, стационарные домашние солнечные системы, так же есть фотоэлектрические панели и комплектующие для конструирования солнечных электростанций разных мощностей. В зависимости от области применения можно купить панели (фотомодули) солнечной системы различной конфигурации и разной мощности. Аккумуляторы, контроллеры и инверторы для солнечных батарей в ассортименте.

 

Солнечная энергия доступна всегда, энергоёмкость источника неиссякаема. Солнечные батареи выгодное вложение средств, так как срок службы фотомодулей более 50 лет, Такие системы мобильны и портативны, их можно использовать в любых климатических условиях. Пользу и перспективность солнечных батарей и станций на их основе трудно переоценить.

Фотоэлектрический модуль не будущее, а успешная реальность

Использование солнечных батарей в Украине увеличивается с каждым годом. Фотомодуль для зарядки мобильного телефона, ноутбука, садовые фонари, зарядка часов, освещения территории на солнечных пластинах уже не новинка. Большой выбор товаров  на фотоэлектрических батареях можно купить в нашем интернет-магазине, да и в целом солнечные панели купить в Украине выгоднее всего у нас. Энергия солнца, экологически чистая возобновляемая энергия, и использование энергии солнца в быту привлекает полным отсутствием как сырья так и отходов. Солнечные батареи укомплектованные контроллирующей электроникой и аккумуляторами обеспечат энергией ваш дом, дачу или производство... Предлагаем как автономные солнечные системы так и сетевые.

Купить солнечные батареи Украина - производитель. Цены на солнечные батареи в Украине

Хорошую солнечную батарею купить можно проконсультировавшись с нашими специалистами, у нас есть все представленные солнечные панели в Украине. Солнечные панели купить в Украине выгоднее всего у нас.

Цена на готовые солнечные панели выгодно выделит наш магазин из других реализующих такой товар. Сегодня существует огромное количество кремниевых пластин всевозможных форм и конструкций. 

Вы можете выбрать солнечную батарею купить ее любым удобным для Вас способом оплаты и доставки. Простота продажи солнечной системы и её цена приятно удивит Вас. ЭКОИСТ Вам поможет и купить солнечные электростанции, и установить их. Производство электроэнергии солнечными батареями откроет для Вас новые возможности. Купить солнечные батареи Украина.

Редактор сайта Ржевский Антон

Солнечная батарея своими руками: пошаговый мастер-класс

Многие компании в интернете реализуют уже готовые собранные панели, которые напрямую подключаются к потребителю. Но, такие устройства имеют куда большую стоимость, чем отдельные элементы. В связи с особенностью климатического пояса полностью перейти на солнечную электроэнергию у вас вряд ли получится, поэтому и готовые солнечные батареи смогут окупиться только через 10  — 40 лет. Чтобы сэкономить на дорогостоящих заводских панелях, куда выгоднее приобрести фотоэлектрические модули, комплектующие к ним и заняться сборкой ячеек в единую солнечную батарею самостоятельно.

Какой вариант выбрать?

Первое, что вам нужно – приобрести фотоэлектрический преобразователь. Различные модели предлагаются как отечественными производителями, так и зарубежными. Наиболее дешевыми  вариантами являются китайские кремниевые фотоэлементы. Они имеют ряд недостатков, но, в сравнении с американскими и отечественными, куда более дешевые.  Все модели, в зависимости от типа, подразделяются на три вида:

  • монокристаллические модули – состоят из искусственно выращенных кристаллов достаточно больших размеров. Отличаются самым высоким КПД в 13 – 26% и самым длительным сроком эксплуатации в 25 лет. Недостатком солнечных батарей на их основе является снижение максимального КПД в течении периода эксплуатации.
  • поликристаллические фотоэлементы – в сравнении с предыдущими имеют куда меньший срок эксплуатации, как заявляет производитель – 10 лет. Также они могут выдать только 10 – 12% КПД, в с равнении с предыдущими, зато этот параметр остается постоянным для них в течении всего периода работы.
  • аморфные батареи – это пленочные батареи, в которых на гибкую основу нанесен аморфный кремний. Такие фотоэлементы появились сравнительно недавно и могут наклеиваться на любые поверхности – окна, стены и т.д. Они характеризуются самым низким КПД – 5 – 6%.

Выбор определенного типа зависит от ваших пожеланий  и поставленных задач. К примеру, если количество солнечного излучения сравнительно невелико в вашем регионе, лучше устанавливать  монокристаллические преобразователи, так как у них самый высокий КПД.

Подготовка инструментов и выбор материалов

Помимо преобразователей, для сборки полноценной солнечной панели вам понадобятся такие материалы:

  • Припой – для солнечной батареи необходимы легкоплавкие оловянные сплавы.
  • Соединительные провода – подбираются однопроволочные медные марки. Для соединения монокристаллических и поликристаллических пластин применяются голые проводники, а для отвода электроэнергии изолированные.
  • Рамка – создает основной каркас, в котором располагается вся солнечная батарея. Состоит из основания – ДСП, USB, фанеры и прочих, металлических или деревянных планок, уголков и саморезов для их соединения.
  • Стекло или полимерная пластина – создают защитный слой поверх монокристаллических пластин, также, в сочетании с рамой, служат для скрытия элементов от воздействия атмосферных осадков и механических воздействий.
  • Герметик – наилучшим материалом для герметизации является эпоксидный компаунд, но это достаточно дорогостоящее удовольствие, поэтому его можно заменить силиконовым герметиком.
  • Аккумуляторная батарея – предназначена для накопления электрической энергии в светлое время суток с целью дальнейшего использования. Экономить при выборе батареи не стоит, так как качественная модель прослужит гораздо дольше.
  • Инвертор – используется для преобразования постоянного напряжения в переменное. Преобразователь напряжения необходим для подключения к солнечной батареи любых бытовых приборов.

Из инструментов вам пригодиться ножовка, дрель, шуруповерт или обычная отвертка для закручивания саморезов, мультиметр или амперметр для определения работоспособности солнечной батареи, паяльник.

Составление проекта

На этапе подготовки проекта необходимо определить наиболее подходящее место для установки солнечной батареи. Определите, с какой стороны участка находиться больше всего солнечных лучей, не падает тень от деревьев и других построек. Место установки может быть на земле, скатах крыши, стенах или отдельно стоящих конструкциях. К примеру, если вы хотите установить солнечную батарею на крыше, следует убедиться, что конструкция выдержит ее вес.

Из-за того, что максимальная производительность моно- и поликристаллических ячеек обеспечивается исключительно при перпендикулярном попадании на них солнечных лучей, желательно собрать для них регулируемую конструкцию. Которая позволит изменять угол наклона солнечной батареи, в зависимости от времени года или даже времени суток. Так как положение источника света в различные периоды года и суток значительно отличаются (рисунок 1).

Рис. 1: зависимость положения солнца от времени года

Также обратите внимание, что в стационарно установленной батарее, к примеру, вырабатывающая в идеальных условиях 7 кВт/ч, утром и вечером будет вырабатыватся только 3 кВт/ч. Соответственно, при установке только в одном положении, батарея будет выдавать номинальную мощность лишь несколько месяцев в году. Если вы решите монтировать ее в стационарном положении, панели следует располагать под углом от 50 до 60º, для регулируемых устанавливается два предела – зимний в 70º и летний в 30º, а в промежуточный период, их наклоняют как стационарные.

Чтобы определить количество пластин, необходимо подсчитать, какой электрический ток или мощность генерирует одна из них или 1 м2. Как правило, 1 м2 выдает порядка 125 Вт, поэтому чтобы получить около 2,5 кВт для бытовых нужд, необходимо установить 20 м2 панелей.

Порядок изготовления солнечной батареи

Элементы на поли- или монокристаллическом кремнии необходимо объединить в единую панель. Для этого осуществляется пайка контактов к проводникам. Порядок пайки следующий:

  • Оголенные проводники нарежьте одинаковыми отрезками под лекало, такой длины, чтобы она в два раза превышала размер элемента солнечной батареи. Рисунок 2: отмерьте проводники с помощью лекала
  • Выложите модули на ровную поверхность (секло, лист фанеры, стол и т.д.).
  • Очистите электрические контакты и полудите оловом, накладывать большое количество припоя сюда не нужно, достаточно слегка покрыть контакт. Рисунок 3: полудите контакты
  • Припаяйте заранее полуженные проводники к контактам, обратите внимание, что сильно придавливать пластины нельзя, так как они очень хрупкие. Рисунок 4: припаяйте провод к элементу
  • Замерьте ток от одного элемента с проводниками, это поможет подсчитать суммарную величину для всей батареи.

Если приобретенные вами элементы для солнечных батарей уже оснащены соединительными проводниками, этот этап можно пропустить и сразу переходить к изготовлению рамки.

Изготовление рамки

Рамка солнечной батареи представляет собой короб с невысокими бортами, который накрывается прозрачным стеклом. Для изготовления рамки:

  • Возьмите прямоугольный лист фанеры или ДСП такого размера, чтобы на нем могло располагаться нужное количество элементов. Просверлите в нем небольшие отверстия на расстоянии 10 см друг от друга для вентиляции. Рис. 5: просверлите отверстия для вентиляции
  • Приклейте по краю листа деревянные планки высотой не более 2 см, чтобы они не отбрасывали тень на солнечные приемники. Дополнительно прикрутите планки небольшими шурупами.
  • Вырежьте крышку из стекла или прозрачного полимера. Ее размеры должны соответствовать нижнему листу или быть меньше, в зависимости от того, поддается она сверлению или нет. Если крышку можно прикрутит шурупом, то размер может быть идентичен, если стекло может лопнуть при попытке сверления, сделайте его меньше на 0,5 – 1 см. Рис. 6: заготовьте крышку из стекла
  • Изготовьте из алюминиевого уголка прижимной каркас для верхней прозрачной крышки солнечной батареи, но пока ничего не прижимайте.
Рис. 7. соберите солнечную батарею

Постарайтесь подобрать материал для прозрачной крышки без бликов, иначе часть энергии солнца будет отражаться, что значительно снизит КПД. После того, как изготовите рамку, соберите солнечную батарею.

Изготовление модулей

Данный этап требует особой осторожности и внимания, поскольку на нем вы формируете электрическую цепь солнечной батареи. Если допустите прожоги или трещины, вы можете испортить не только какой-либо конкретный элемент, но и весь модуль, который в итоге придется переделывать.

  • Разместите солнечные коллекторы лицевой стороной на прозрачной крышке. Оптимально между элементами должно быть 3 – 5 мм, если этого трудно добиться с первого раза, можете сделать разметку на стекле. Рис. 8: разместите элементы
  • Аккуратно спаяйте выводы от каждого элемента «+» к «+», и «–» к «–». Плюсовые контакты должны располагаться на лицевой стороне, а минусовые на внутренней. Рис. 9: спаяйте выводы элементов

Все элементы соединяются последовательно сверху вниз, чтобы не раздавить нижние, когда будете паять. Вертикальные ряды припаяйте на общую шину.

  • Приклейте фотоэлементы к прозрачной крышке, для этого нанесите в центр элемента немного герметика и аккуратно придавите его. Следите, чтобы он располагался строго по разметке, рабочей поверхностью к стеклу, иначе переклеить потом будет проблематично. Рис. 10: приклейте элементы к стеклу
  • Просверлите в рамке отверстия для вывода плюсовой и минусовой шины солнечной батареи. В цепь батареи включите контроллер заряда, который предотвратит разряд заряда аккумулятора на солнечную батарею в темное время суток. Для этого подберите такие характеристики диодов, которые обеспечат полную блокировку цепи от обратного тока.
  • Зафиксируйте выводы солнечной батареи в отверстиях при помощи герметика и поместите в рамку. Рисунок 11: зафиксируйте провода герметиком

После того, как вы собрали батарею, проверьте ее работоспособность. Вынесите ее под солнечные лучи и замерьте величину тока на выводах.

Рис. 12: вынесите на улицу и проверьте мультиметром

Сравните это значение с ранее замеренной величиной для одного элемента солнечной батареи. Чтобы проверить правильность, умножьте количество элементов на ток от одного, если прибор показал такое значение или близкое к нему, солнечная батарея собрана правильно и ее можно герметизировать.

Для герметизации используются компаунды или силиконовые герметики, которые подходят для температуры ниже нуля. Для этого солнечную батарею можно как заливать полностью, так и нанести герметик только между модулями.

Рис. 13: залейте герметиком

Второй вариант более экономный, но первый обеспечит вам куда большую надежность и лучшую герметизацию.  После герметизации сверху устанавливается умеренный пресс до полного застывания.

Рис. 14: установите умеренный пресс

До заливки вы можете установить демпфер из плотного поролона между фотоэлементами солнечной батареи и плитой из ДСП.  Ширина поролона выбирается менее высоты борта, в рассматриваемом случае высота – 2 см, соответственно можно взять поролон 1,5 см в толщину. Готовые и проверенные батареи установите согласно составленного проекта и подключите к электрической сети дома через аккумулятор и инвертор.

Другие видео инструкции

Из чего состоит фотоэлемент солнечной батареи. Производство фотоэлементов для солнечных батарей. Солнечная батарея: как это работает

Солнечные элементы с каждым днем все активнее используются в промышленных и индивидуальных энергосистемах. Об их преимуществах и экономических выгодах известно всем. Это и независимость от центрального энергоснабжения, и снижение коммунальных расходов, и экологичность, и простота использования. А вот какими бывают солнечные модули, как их изготавливают, и, главное, как им удается превращать энергию солнца в электричество, - об этом большинство людей знают гораздо меньше.

Итак, самое главное – принцип работы солнечных элементов. Со стороны все выглядит по меньшей мере загадочно и непонятно: на небольшую пластину просто светит солнце, а индикатор напряжения показывает наличие тока! На самом деле в основе работы таких элементов лежит явление, открыто и изученное достаточно давно. Это явление – фотоэффект. Суть его и заключается в том, что некоторые виды материалов (их называют полупроводниками) способны вырабатывать постоянный ток под воздействием обычных солнечных лучей.

Происходит это таким образом. Электроны определенных веществ (к примеру, кремния, из которого и производят фотоэлементы) способны поглощать энергию солнечного потока. За счет этого они получают дополнительный импульс и покидают свои орбиты. Таким образом образуется направленный поток электронов, то есть – постоянный фототок.

Но не все так просто. Получить этот эффект можно только, объединив полупроводники двух типов, с p- и n-проводимостью. Первый тип отличается недостатком электронов, второй – их избытком. В результате получаются двухслойные солнечные элементы, состоящие из помещенных один на другой разнопроводимых полупроводников.

Работают фотоэлементы следующим образом. На n-проводник (его располагают вверху структуры) падают солнечные лучи и выбивают электроны с их атомарных орбит. За счет дополнительного энергоимпульса они переходят в p-проводник (ширину зоны перехода подбирают небольшой, чтобы электроны смогли ее преодолеть) и формируют направленный поток. По сути, такой двухслойный элемент для солнечных батарей представляет собой нечто вроде электродной батареи, причем в роли катода выступает n-вещество, а в роли анода – p-вещество. Для снятия фототока к полупроводниковым пластинам припаивают тонкие проводники и нагрузку.

В качестве p-/n-полупроводников применяют главным образом кремний с разными добавками. Объясняется это тем, что кремний очень легко добывать и обрабатывать в промышленных масштабах, это не требует особых затрат. Поэтому несмотря на кажущуюся невысокую эффективность таких солнечных батарей (порядка 20%) для массового производства применяют именно это вещество. Фотоэлементы на основе других соединений отличаются большим КПД (свыше 40%) но их массовое изготовление пока нерентабельно.

На основе кремния выпускаются элементы солнечных батарей трех типов: из поликристаллов, из монокристаллов и на тонких пленках. У каждой из этих разновидностей батарей свои рабочие показатели, особенности и сферы использования.

Ячейки из поликристаллов кремния имеют квадратную форму и неоднородную поверхность темного (иногда – почти черного) оттенка. Это объясняется тем, что при выращивании поликристаллов получают заготовки в форме призмы с квадратным сечением. Неоднородность поверхности и структуры определяется тем, что состоят такие заготовки из множества разнородных кристалликов. Кроме того, в поликремнии обязательно присутствует некоторая доля примесей.

КПД таких ячеек несколько ниже, чем у монокристаллических. Если производительность монопанелей превышает 20%, то для полимодификаций она составляет примерно 17-18%. Однако при этом стоимость их несколько ниже, поэтому купить элемент солнечной батареи из поликремния можно дешевле. Связано это с тем, что выращивание поликристаллов требует меньших производственных затрат, более того, иногда их получают путем переработки старых фотопанелей или кремниевых отходов.

За счет неравномерной структуры такие ячейки неравномерно поглощают солнечный свет. С одной стороны, это приводит к значительным потерям отраженной энергии, но с другой снижает их зависимость от движения Солнца по небосводу.

Солнечные элементы, изготовленные из монокристаллического кремния, очень легко узнать. Их отличают насыщенный, равномерный синий цвет и однородная поверхность. Такие ячейки производят из монокристаллов высокочистого кремния (порядка 99,99%), поэтому они обладают строгой кристаллографической структурой и более высокими эксплуатационными показателями. Кроме того, ячейки из монокремния имеют так называемую «песвдоквадратную» форму (как правило - со срезанными углами, иногда – форму многоугольника). Объясняется это тем, что для монокристаллов кремния характерна призматическая форма, сечением которой и является многоугольник. А готовые фотоячейки получают при помощи поперечной нарезки монокристалла.

Из всех существующих сегодня элементов солнечной батареи моноячейки обладают наибольшей производительностью. Связано это с тем, что их однородная структура равномерно поглощает солнечный свет и также равномерно преобразует его в фототок. Отражающие потери лучей при этом минимальны, поэтому энергоэффективность такого элемента зависит только от свойств кристалла (количества и качества примесей, соблюдения технологии выращивания и т.д.).

Особенности солнечных батарей на монокристаллах:

Цена солнечных элементов из монокремния лишь незначительно выше поликристаллических аналогов.

Солнечные ячейки из аморфного кремния также называют «гибкими панелями». Это название полностью отражает все их особенности, и прежде всего – гибкую тонкопленочную структуру. Производят такие ячейки путем вакуумного напыления полупроводников на тонкопленочную подложку. Обычно используют аморфный кремний, но нередко применяют и теллурид кадмия или селенид меди-индия. Кроме того, ведутся разработки и по использованию органических материалов.

КПД гибких элементов определяется веществом полупроводника. Для кремниевых изделий он несколько ниже (порядка 10%), для батарей на более современных материалах (селенидах или теллуридах) он достигает 15-20%.

Тонкопленочные солнечные батареи широко используют в регионах с преобладанием пасмурных погодных условий и в очень жарких странах, а также в космической промышленности. Единственный недостаток этих батарей – их размеры, при одинаковой мощности на выходе гибкие панели почти в два раза больше кристаллических.

Еще одна разновидность элементов для солнечных батарей – фотоэлементы из старых транзисторов. Такие солнечные ячейки проще всего сделать своими руками, достаточно взять полупроводниковые транзисторы и аккуратно снять с них крышечки, чтобы открыть p-n-переход. Энерговыработка транзисторного элемента минимальна, но их вполне можно объединять в блоки, увеличивая тем самым выходные параметры. Конечно, домашнюю электростанцию из таких модулей собрать не получится, а вот использовать их для подзарядки, например, светильников, часов или небольших аккумуляторов вполне возможно.

Долгое время уделом солнечных батарей были либо громоздкие панели спутников и космических станций, либо маломощные фотоэлементы карманных калькуляторов. Это было связано с примитивностью первых монокристаллических кремниевых фотоэлементов: они имели не только низкий КПД (не более 25% в теории, на практике – около 7%), но и заметно теряли эффективность при отклонении угла падения света от 90˚. Учитывая, что в Европе в облачную погоду удельная мощность солнечного излучения может падать ниже 100 Вт/м 2 , для получения сколько-нибудь значительной мощности требовались слишком большие площади солнечных батарей. Поэтому первые солнечные электростанции строились только в условиях максимальной мощности светового потока и ясной погоды, то есть в пустынях вблизи экватора.

Значительный прорыв в создании фотоэлементов вернул интерес к солнечной энергетике: так, наиболее дешевые и доступные поликристаллические кремниевые элементы, хотя и имеют меньший КПД, чем у монокристаллических, но зато и менее чувствительны к условиям работы. Солнечная панель на основе поликристаллических пластин выдаст достаточно стабильное напряжение при переменной облачности . Более современные фотоэлементы на основе арсенида галлия имеют КПД до 40%, но слишком дороги для изготовления солнечной батареи своими руками.

На видео идет рассказ об идее постройки солнечной батареи и ее реализации

Во многих случаях солнечная батарея окажется очень полезной : например, владелец частного дома или дачи, расположенного вдалеке от электросети, сможет даже от компактной панели поддержать свой телефон заряженным, подключить маломощные потребители наподобие автомобильных холодильников.

С этой целью выпускаются и продаются готовые компактные панели, выполненные в виде быстро сворачиваемых сборок на основе из синтетической ткани. В средней полосе России такая панель размером около 30х40 см сможет обеспечить мощность в пределах 5 Вт при напряжении 12 В.

Более крупная батарея сможет обеспечить до 100 Вт электрической мощности. Казалось бы, это не так много, но стоит вспомнить принцип работы небольших : в них вся нагрузка запитывается через импульсный преобразователь от батареи аккумуляторов, которые заряжаются от маломощного ветряка. Таким образом становится возможным использование более мощных потребителей.

Использование аналогичного принципа при постройке домашней солнечной электростанции делает ее более выгодной по сравнению с ветряком: летом солнце светит большую часть дня, в отличие от непостоянного и часто отсутствующего ветра. По этой причине аккумуляторы смогут набирать заряд днем гораздо быстрее, а сама солнечная панель гораздо проще в установке, чем требующий высокой мачты .

Есть свой смысл и в использовании солнечной батареи исключительно как источника аварийного питания. Например, если в частном доме установлен газовый котел отопления с циркуляционными насосами, при отключении электропитания можно через импульсный преобразователь (инвертор) запитать их от аккумуляторов, которые поддерживаются заряженными от солнечной батареи, сохраняя систему отопления работоспособной.

Телевизионный сюжет на эту тему

Основой любой установки в фотовольтаике всегда является фотоэлектрический модуль. Фотоэлектрический модуль - это комбинация электрически соединенных между собой фотоэлементов. Термин фотовольтаик состоит из двух слов «фото» (от греч. свет) и «вольт» (Алессандро Вольта - 1745-1827, итальянский физик) - единица измерения напряжения в электротехнике. Анализируя термин фотовольтаик, можно сказать - это .

Фотоэлектрический элемент (фотоэлемент) используется для получения электроэнергии за счет преобразования солнечного излучения. Фотоэлемент можно рассмотреть как диод, состоящий из полупроводников n-типа и p-типа с образованной зоной, обеднённой носителями, поэтому неосвещенный фотоэлемент подобен диоду и может быть описан как диод.

Для полупроводников, имеющих ширину запрещенной зоны между 1 и 3 эВ, максимальное теоретическое КПД может быть достигнуто 30%. Ширина запрещенной зоны и есть минимальная энергия фотона, которая способна поднять электрон из валентной зоны в зону проводимости. Наиболее распространенными из выпускаемых промышленностью солнечных элементов являются .

Монокристаллины и поликристалинны кремния. Кремний на сегодняшний день является одним из самых распространенных элементов для производство фотоэлектрических модулей. Однако из-за маленькой абсорбции солнечного излучения, солнечные элементы из кристалла кремния изготавливаются обычно шириной 300 мкм. КПД фотоэлемента из монокристалла кремния достигает 17%.

Если взять фотоэлемент из поликристалла кремния, то для него КПД лежит на 5% ниже, чем из монокристалла кремния. Граница зерен поликристалла является центром для рекомбинации носителей зарядов. Размер кристалла поликристаллина кремния может колебаться от нескольких мм до одного см.

Арсенид галия (GaAs). Солнечные элементы из арсенида галлия в лабораторных условиях уже показали КПД, равный 25%. Арсенид Галлия, разработанный для оптоэлектроники, сложно производить в больших количествах и для солнечных элементов является достаточно дорогим. Солнечные элементы из арсенида галлия применяются , а так же для космонавтики.

Тонкопленочные фотоэлементы технологии. Основным недостатком кремневых элементов является их высокая стоимость. Имеются тонкопленочные элементы, которые изготовляются из аморфного кремния (а-Si), телурида кадмия (CdTe) или купрум-индиум диселинида (CuInSe 2). Преимущество тонкопленочных фотоэлементов – экономия сырья и материалов и более дешевое производство по сравнению с кремнивыми фотоэлементами. Поэтому можно сказать, что тонкопленочные изделия имеют перспективы для применения в фотоэлементах.

Недостатком является, что некоторые материалы являются достаточно токсичными, поэтому безопасность продукции, а так же “recycling” играют важную роль. Кроме того, теллурид является исчерпаемым ресурсом, по сравнению с кремнием. КПД тонкопленочных фотоэлементов достигает 11 % (CuInSe2).

В начале 60-х годов фотоэлементы приблизительно стоили 1000$/Вт пиковой мощности и изготавливались главным образом в космосе. В 70-х годах начался серийный выпуск фотоэлементов, и их цена снизилась до 100$/Вт. Дальнейший прогресс и снижение стоимости фотоэлементов сделали возможным использование фотоэлементов для бытовых нужд. Особенно для части населения, живущего далеко от линий электропередачи и стандартного электрообеспечения, фотоэлектрические модули стали хорошей альтернативой.

На фото - первая солнечная батарея на основе кремния. Ее создали, ученые и инженеры американской компании Bell Laboratories в 1956-м году. Солнечная батарея представляет собой комбинацию электрически соединенных между собой фотоэлектрических модулей. Комбинация выбирается в зависимости от необходимых электрических параметров как ток и напряжение. Одна ячейка такой солнечной батареи, производившая менее 1 ватт электроэнергии, стоила 250 долларов. Вырабатываемая электроэнергия была в 100 раз дороже, чем из обычной сети.

Почти 20 лет солнечные батареи использовались только для космоса. В 1977 году стоимость электроэнергии удалось снизить до 76 долларов за 1 ваттную ячейку. Постепенно КПД повышалось: 15% в середине 90-х годов прошлого века и 20% к 2000 году. Современные наиболее актуальные данные по этой теме -

Производство фотоэлементов из кремния можно условно разделить на три основные стадии:

    производство кремния высокой степени чистоты;

    изготовление тонких кремниевых шайб;

    сборка фотоэлемента.

Основным сырьем для производства кремния высокой степени чистоты является кварцевый песок (SiO 2). С помощью электролиза расплава получают металлургический кремний , который имеет степень чистоты до 98%. Процесс восстановления кремния происходит при взаимодействии песка с углеродом при высокой температуре 1800 °С:

Такая степень чистоты недостаточна для производства фотоэлемента, поэтому он подлежит дальнейшей обработке. Дальнейшее очищение кремния для полупроводниковой индустрии осуществляется практически по всему миру с помощью технологии, разработанной фирмой Siemens.

"Siemens процесс" представляет собой очищение кремния путем взаимодействия металлургического кремния с соляной кислотой, в результате чего получают трихлорсилан (SiHCl 3):

При температуре 30 °С трихлорсилан (SiHCl 3) находится в жидкой фазе, поэтому он легко отделяется от водорода. Далее, неоднократная дистилляция трихлорсилана повышает его чистоту до 10 -10 %.

Последующим процессом - пиролизом из очищенного трихлорсилана получают поликристаллический кремний высокой степени чистоты. Полученный поликристаллический кремний не совсем удовлетворяет условиям для использования в полупроводниковой индустрии, однако, для солнечной фотоэлектрической индустрии качество материала предостаточно.

Поликристаллический кремний является сырьем для производства монокристаллического кремния. Для производства монокристаллического кремния применяются два способа – метод Чохральского и метод зонного плавления.

Метод Чохральского является энергоемким, а также материалоемким. Сравнительно небольшое количество поликристаллического кремния закладывается в тигель и в вакууме расплавляется. Небольшая затравка монокремния опускается на поверхность расплава и затем, закручиваясь, поднимается, вытягивая за собой слиток цилиндрической формы, за счет силы поверхностного натяжения.

В настоящее время диаметры вытягиваемых слитков доходят до 300 мм. Длина слитков диаметром 100-150 мм достигает 75-100 см. Кристаллическая структура вытянутого слитка повторяет монокристаллическую структуру затравки. Увеличение диаметра и длины слитка, а также усовершенствование в технологии его распилки позволят уменьшить количество отходов, тем самым, удешевить стоимость получаемых фотоэлементов.

Ленточная технология. Технологический процесс, разработанный Mobil Solar Energy Corporation, основан на вытягивании из расплава кремниевых лент и формировании на них фотоэлементов. В расплав кремния погружается частично матрица и благодаря каппилярнному эффекту, поликристаллический кремний поднимается, образуя ленту. Расплав кристаллизуется и вынимается из матрицы. Для увеличения производительности конструируется оборудование, на котором возможно получать до девяти лент одновременно. В результате получается девятиугольная призма.

Преимущество лент в том, что они малоотходны из-за того, что исключается процесс резки слитка. К тому же можно легко получать фотоэлементы прямоугольной формы, в то время как круглая форма монокристаллических пластин не способствует хорошей компоновки фотоэлемента в фотоэлектрическом модуле.

Полученные поликристаллические или монокристаллические кремниевые стержни далее должны быть распилены на тонкие шайбы, толщиной 0,2 – 0,4 мм. При распиливании стержня монокристаллического кремния на потери уходят порядка 50% материала. Далее круглые шайбы, не всегда, но зачастую, обрезают для получения квадратной формы.

Солнечная энергетика - это просто здорово, но вот в чем проблема: даже одна батарея стоит немалых денег, а для хорошего эффекта нужна не одна, и даже не две. Потому и приходит идея - собрать все самому. Если есть у вас небольшой навык пайки - это сделать просто. Вся сборка заключается в том, чтобы последовательно соединить элементы в дорожки, а дорожки закрепить на корпусе. Сразу скажем о цене. Набор для одной панели (36 штук) стоит в районе 70-80$. А полностью со всеми материалами солнечные батареи своими руками обойдутся вам примерно в 120-150$. Намного меньше, чем заводские. Но нужно сказать, что и по мощности они будут тоже меньше. В среднем каждый фотопреобразователь выдает 0,5 В, если последовательно соединить 36 штук, это будет порядка 18 В.

Немного теории: типы фотоэлементов для солнечных батарей

Самая большая проблема - приобрести фотоэлектрические преобразователи. Это те самые кремниевые пластины, которые преобразуют солнечный свет в электричество. Вот тут нужно немного разбираться в типах фотоэлементов. Их выпускают двух типов: поликристаллические и монокристаллические. Монокристаллические более дорогие, но имеют более высокий КПД - 20-25%, поликристаллические - дешевле, но и производительность у них меньше - 17-20%. Как их отличить внешне? Поликристаллические имеют ярко-синий цвет. Монокристаллические немного темнее и у них не квадратная, а многогранная форма - квадрат со срезанными краями.

О форме выпуска. Есть фотоэлементы для солнечных батарей с уже припаянными проводниками, а есть наборы, где проводники прилагаются и все нужно паять самостоятельно. Что покупать решает каждый сам, но нужно сказать, что без навыка хотя-бы одну пластину вы повредите, а скорее, не одну. А если и паять умеете не очень… то лучше немного дороже заплатить, но получить уже почти готовые к использованию детали.

Сделать фотоэлементы для солнечных батарей своими руками нереально. Для этого нужно уметь выращивать кристаллы кремния, а потом его еще обрабатывать. Потому нужно знать, где купить. Об этом дальше.

Где и как купить фотоэлементы

Теперь о качестве. На всех китайских площадках типа Ebay или Alibaba продается отбраковка. Те детали, которые не прошли тесты на заводе. Потому идеальной батареи вы не получите. Но цена у них не самая большая, так что можно смириться. Во всяком случае, на первых порах. Соберите пару тестовых солнечных батарей своими руками, набейте руку, а потом можно брать с завода.

Некоторые продают фотоэлементы запаянными в воск. Это предотвращает их порчу при перевозке, но избавиться от воска и не повредить пластины довольно сложно. Нужно все вместе их окунуть в горячую, но не кипящую воду. Подождать пока воск растает, потом аккуратно разъединять. Потом поочередно купать каждую пластину в горячем мыльном растворе, потом окуная в чистую горячую воду. Таких «омовений» моет понадобиться несколько, воду и мыльный раствор придется менять, и не один раз. После того как воск удалите, чистые пластины разложите на махровом полотенце для просушки. Очень хлопотное это дело. Так что лучше покупайте без воска. Так намного проще.

Теперь о покупках на китайских площадках. Конкретно о Ebay и Alibaba. Они проверены, тысячи людей ежедневно там что-то покупают. Система ничем не отличается. После регистрации, как обычно, в строке поиска набираете название элемента. Потом выбираете понравившееся по какой-то причине предложение. Обязательно выбирайте из тех вариантов, где есть бесплатная доставка (на английском free shipping). Если такой пометки нет, то доставку придется оплачивать отдельно. А она часто больше стоимости товара и уж точно больше той разницы, что вы выгадаете на цене.

Ориентироваться нужно не только на цену, но и на рейтинг продавца и на отзывы. Внимательно читайте и состав товара, его параметры и отзывы. Можно с продавцом общаться, только сообщения писать нужно на английском.

По поводу оплаты. Она на этих площадках переводится продавцу только после того, как вы отпишитесь в получении товара. А пока идет доставка, ваши деньги лежат на счете торговой площадки. Оплачивать можно с карты. Если боитесь светить данные карты, воспользуйтесь промежуточными сервисами. Они есть разные, но суть одна - ваша карта не засветится. Есть на этих площадках и возврат товара, но это долгая песня, так что лучше брать у проверенных продавцов (с хорошим рейтингом и отзывами).

Да. Посылка идет в зависимости от региона. И дело не столько в том, как долго она будет идти из Китая, как в том, как скоро ее доставит почта. В лучшем случае - недели три, но может и полтора месяца.

Как собрать

Сборка солнечной батареи своими руками состоит из трех этапов:

  1. Изготовление каркаса.
  2. Пайка солнечных элементов.
  3. Укладка в каркас и герметизация.

Каркас изготовить можно из алюминиевых уголков или из деревянных реек. Но форма каркаса, материалы, последовательность изготовления зависят от способа установки.

Способ первый: установка на окне

Батарею вешают на окне, на раму изнутри помещения или снаружи, но тоже на окне. Тогда нужно делать каркас из алюминиевого уголка, а к нему приклеивать стекло или поликарбонат. В этом случае между фотоэлементами остаются хоть небольшие зазоры, через которые немного света проникает в помещение. Размеры рамы выбираете исходя из размеров ваших фотоэлементов и того, как вы собираетесь их располагать. Также некоторую роль могут сыграть габариты окна. Учтите, что плоскость должна быть ровная - фотоэлектрические преобразователи очень хрупкие, и при малейшем перекосе будут трескаться.

Развернув готовую раму с приклеенным стеклом лицом вниз, на поверхность стекла нанести слой герметика. На герметик, снова-таки лицевой стороной вниз, разложить собранные из фотоэлементов линейки.

Из толстого упругого поролона (толщина не менее 4 см) и куска полиэтиленовой пленки (200 мк) сделать мат: поролон обтянуть пленкой и хорошо скрепить. Лучше полиэтилен спаять, но можно и скотчем воспользоваться, только все стыки должны находиться на одной стороне. Вторая должна быть ровной и гладкой. По размерам мат должен хорошо ложиться в раму (без загибов и усилий).

Уложили мат на фотоэлементы, утопленные в герметике. На него доску, которая по размерам чуть меньше рамы, а на доску солидный груз. Это нехитрое устройство поможет выгнать пузыри воздуха, которые оказались под фотоэлементами. Воздух снижает производительность, причем очень сильно. Потому чем меньше пузырьков будет, тем лучше. Всю конструкцию оставляете на 12 часов.

Теперь время снять груз и отлепить мат. Делаете это медленно и не спеша. Важно не повредить пайку и проводники. Потому тяните плавно, без рывков. После того, как мат сняли, панель нужно оставить на некоторое время - досохнуть. Когда герметик перестанет липнуть, можно навешивать панель и пользоваться.

Вместо длительной процедуры с герметиком можно взять специальную пленку для герметизации. Она называется EVA. Просто сверху на собранную и уложенную на стекло батарею расстилаете пленку и греете ее строительным феном до полной герметизации. Времени уходит в разы меньше.

Способ второй: установка на стене, крыше и т.д.

В этом случае все иначе. Задняя стенка должна быть плотной и не проводящей ток. Возможно - деревянной, фанерной и т.п. Потому имеет смысл и раму сделать из деревянных брусков. Только высота корпуса должна быть небольшой, чтобы тень от бортиков не мешала.

На фото корпус состоит из двух половинок, но это совсем необязательно. Просто легче собирать и укладывать короткие линейки, но соединений в этом случае будет больше. Да. Несколько нюансов: нужно в корпусе предусмотреть несколько отверстий. В нижней части нужны несколько штук для выхода конденсата, а также два отверстия для вывода проводников от батареи.

Затем корпус батареи покрасить белой краской - кремниевые пластины имеют довольно широкий диапазон рабочих температур, но он не безграничен: от -40 o Cдо +50 o C. А летом в закрытой коробке +50 o C набегает легко. Потому и нужен белый цвет, чтобы не перегревались фотопреобразователи. Перегрев, как и переохлаждение, ведет к снижению эффективности. Это, кстати, может стать объяснением непонятного явления: полдень, солнце жарит, а батарея стала давать меньше электричества. А она просто перегрелась. Для южных регионов, наверное, нужно уложить фольгу. Это будет эффективнее. Причем производительность, скорее всего, возрастет: будет улавливаться еще и отраженное фольгой излучение.

После того как краса высохла, можно укладывать собранные дорожки. Но в этот раз лицом вверх. Как их крепить? На каплю термостойкого герметика посредине каждой пластины. Почему не нанести по всей поверхности? Из-за температурного расширения пластина будет менять размеры. Если приклеить ее только посередине, с ней ничего не случиться. Если будет хотя-бы две точки - она рано или поздно лопнет. Потому аккуратно посередине наносите каплю, мягко прижимаете пластину. Не давите - раздавить очень легко.

В некоторых случаях пластины сначала крепились на основу - лист ДВП, выкрашенный в тот же белый цвет. А потом уже на основе закреплялись к корпусу шурупами.

После того, как все линейки уложены, последовательно их соединяете. Чтобы проводники не болтались, их можно зафиксировать несколькими каплями герметика. Вывести провода от элементов можно через днище или через бортик - как удобнее. Протяните их через отверстие, а потом залейте дырку все тем же герметиком. Теперь нужно дать всем соединениям высохнуть. Если накрыть крышкой раньше, на стекле и фотоэлементах образуется налет, который сильно снижает эффективность батареи. Потому ждем как минимум сутки (или столько, сколько указано на упаковке герметика).

Теперь дело за малым - накрыть все стеклом или прозрачным пластиком. Как крепить — дело ваше. Но на первых порах не герметизируйте. По крайней мере, до испытания. Может где-то обнаружится проблема.

И еще один нюанс. Если планируете в систему подключать аккумуляторы, понадобится поставить диод, который будет предотвращать разряд аккумулятора через батарею в ночное время или в плохую погоду. Лучше всего поставить диод «Шоттки». Его подсоединяю к батарее последовательно. Установить его лучше внутри конструкции - при высоких температурах у него уменьшается падение напряжения, т.е. в рабочем состоянии он будет меньше «садить» напряжение.

Как паять элементы для солнечной батареи

Немного об обращении с кремниевыми пластинами. Они очень-очень хрупкие, легко трескаются и ломаются. Потому обращаться нужно с ними с крайней осторожностью, хранить в жесткой таре подальше от детворы.

Работать нужно на ровной твердой поверхности. Если стол покрыт клеенкой, положите лист чего-то твердого. Пластина не должна прогибаться, а всей поверхностью жестко опираться на основу. Причем основание должно быть гладким. Как показывает опыт, идеальный вариант - кусок ламината. Он, жесткий, ровный, гладкий. Паяют на тыльной стороне, не на лицевой.

Для пайки использовать можно флюс или канифоль, любой из составов в маркере для пайки. Тут у каждого свои пристрастия. Но желательно, чтобы состав не оставлял следов на матрице.

Укладываете кремниевую пластину лицом вверх (лицо - синяя сторона). На ней есть две или три дорожки. Их промазываете флюсом или маркером, спиртовым (не водно-спиртовым) раствором канифоли. В комплекте с фотопреобразователями идет обычно тонкая контактная лента. Иногда она нарезана на куски, иногда идет в катушке. Если лента намотана на катушку, отрезать нужно кусок, равный двойной ширине солнечного элемента, плюс 1 см.

На обработанную флюсом полосу припаиваете отрезанный кусок. Лента получается намного длиннее пластинки, весь остаток остается с одной стороны. Старайтесь вести паяльник не отрывая. Насколько это возможно. Для более качественной пайки на кончике жала у вас должна быть капля припоя или олова. Тогда пайка будет качественной. Непропаянных мест быть не должно, хорошо все прогревайте. Но не давите! Особенно по краям. Это очень хрупкие изделия. Поочередно припаиваете ленты на все дорожки. Фотопреобразователи получаются «хвостатые».

Теперь, собственно, о том, как собрать солнечную батарею своими руками. Приступаем к сборке линейки. С обратной стороны пластинки тоже есть дорожки. Теперь «хвост» от верхней пластины припаиваем к нижней. Технология такая же: дорожку промазываем флюсом, потом пропаиваем. Так последовательно соединяем нужное количество фотоэлектрических преобразователей.

В некоторых вариантах на задней стороне не дорожки, а площадки. Тогда пайки меньше, но претензий по качеству может быть больше. В этом случае промазываем флюсом только площадки. И паяем тоже только на них. Вот, собственно, все. Собранные дорожки можно переносить на основание или корпус. Но есть еще множество хитростей.

Так, например, между фотоэлементами нужно выдерживать определенное расстояние (4-5 мм), что без фиксаторов не так и легко. Малейший перекос, и есть возможность порвать проводник, или сломать пластинку. Потому для задания определенного шага на кусок ламината приклеивают строительные крестики (используются при укладке плитки), или делают разметку.

Все проблемы, которые возникают при изготовлении солнечных батарей своими руками, связаны с пайкой. Потому перед герметизацией, а лучше еще и перед переносом линейки на корпус, проверить сборку амперметром. Если все нормально, можно продолжать работу.

Итоги

Теперь вы знаете, как сделать солнечную батарею в домашних условиях. Дело не самое сложное, но требует кропотливой работы.

Система солнечных панелей

: как построить дешевую

Дешевая система солнечных батарей навсегда останется лучшим решением для оплаты дорогих счетов за электричество. Солнечные батареи дешевеют с каждым годом.

Хотя вы можете заплатить до 10 000 долларов за готовую установку и покрыть стоимость системы всего за 10 лет, все же лучше и образовательнее сделать ее самостоятельно.

Давайте посмотрим правде в глаза: мы все еще живем в посттравматическом стрессе того, что произошло в 2008 году, и мы все еще живем в неопределенные времена, когда каждый цент, который мы берем из банка, тщательно анализируется, прежде чем мы фактически подписываем контракт.Отсутствие финансовой стабильности привело к значительной экономии среди тех, кто научился экономить то, что у них есть, в том числе энергию.

Сейчас мы живем на войне. Никогда еще битва за энергоэффективность не велась с использованием более совершенного оружия, и победителями становятся все те, кто месяц за месяцем платит меньше за большее количество…

Первой линией защиты от того, чтобы платить за электричество больше, чем в прошлом году, является создание собственной системы солнечных панелей . Да, вы, возможно, слышали о разрушении Солиндры и, возможно, даже думали, хотя бы раз в жизни, как это будет похоже на установку ваших собственных солнечных батарей на заднем дворе или на крыше вашего дома.

И на мгновение вы были в восторге. Конечно, было бы неплохо быть энергонезависимым, не говоря уже о наличии электромобиля, который можно было бы питать с помощью этих солнечных батарей, чтобы вы могли бесплатно ездить до конца своей жизни. И так далее.

Возникает проблема: как окупить затраты за пару месяцев?

Что ж, есть решение: создайте свою собственную систему солнечных панелей DIY . Вот как:

1. Получите дешевые солнечные элементы на eBay

Есть много типов солнечных элементов, из которых вы можете выбирать.Есть китайские, с хорошими результатами, лучшей ценой, но не гарантирующие многого, есть японские с хорошей производительностью, хорошей ценой и гарантией японской работы, а есть американские, с лучшей производительностью, самая высокая цена и опять же гарантии выше гарантий. Выбирайте с умом с учетом вашего бюджета. Например, в 2012 году эмпирическое правило гласит, что ячейки не должны продаваться дороже 1,3 доллара за ватт. Купите пару элементов, которые, по вашему мнению, будут соответствовать бюджету и предпочтениям вашей солнечной системы, и переходите к шагу №2.

2. Приобрести инструменты

Итак, вы получили свои клетки по почте. Допустим, вы получили солнечные элементы общей мощностью 194 Вт за 105 долларов США + доставка (реальный пример с ebay), которые вы аккуратно распаковываете, стараясь не сломать их, поскольку они очень тонкие. Теперь найдите инструменты, такие как паяльник, припой, паяльная паста или флюс (для удаления смазки с проводов), пилу, деревянную доску и защитные очки, мультиметр для измерения напряжения и силы тока. И, конечно же, карандаш и линейка.

3. Тщательно спланируйте свою систему солнечных батарей

Поместите квадратные солнечные элементы на деревянную доску и начертите разделительные линии (осторожно). В конце концов, вы уже на полпути.

4. Подключите дешевую солнечную панель.

После того, как вы спланировали физическое расположение солнечных элементов на плате, приступайте к пайке проводов к солнечным элементам, а затем друг к другу.

Сначала соедините ячейки последовательно.Соблюдайте это основное правило, как если бы вы паяли батареи: положительный вывод должен быть припаян к отрицательному выводу следующего элемента. Сделайте это для необходимого количества ячеек, чтобы достичь напряжения 12 или 24 вольт. Не превышайте это значение, так как вы попадете в зону с опасным напряжением. Вы хотите создать здесь серьезную власть, а не дурачиться и не хотите убить себя до смерти (берегитесь!). В конце концов, власть осталась прежней. Вам просто нужно минимум 12 вольт, чтобы запустить инвертор на 12 В для выработки переменного тока 110/220 В или для зарядки аккумуляторных батарей на 12 В.Последовательное соединение ячейки увеличит напряжение.

Затем аккуратно приклейте ячейки к доске. Было бы лучше, если бы вы сделали из них рамку, в которую их можно было бы вставлять по отдельности, чтобы можно было на всякий случай заменить неисправные.

Перед тем, как вставить все ячейки в нужные места, просверлите отверстия для проводов по отдельности. Соедините шины между положительным и отрицательным выводами, а затем подключите эти шины (более толстые провода) параллельно (плюс к плюсу, минус к минусу), чтобы получить параллельное соединение, и увеличьте силу тока .

5. Готово!

Вы создали свою первую работоспособную систему солнечных панелей , и теперь вы можете вынести ее на улицу, чтобы посмотреть, что она производит. Сначала необходимо измерить напряжение, а затем силу тока короткого замыкания. Просто убедитесь, что ваш амперметр выдерживает номинальную мощность солнечных элементов (108 Вт при 12 В означает 9 ампер).

Теперь вы можете питать все, что работает от постоянного тока, заряжать автомобильный аккумулятор и так далее. Если вам удалось выполнить эти 5 шагов, вы можете заказать еще несколько солнечных элементов, пока не достигнете требуемой мощности для вашей системы.Помните, что чем больше мощности вы хотите, тем больше вам понадобится инвертор.

Сейчас самая сложная часть построения системы солнечных панелей, которая требует повышенного внимания и серьезности к качеству выполненных работ, - это подключение панели к батарее, а затем к инвертору. Вы можете использовать компьютерный ИБП (источник бесперебойного питания), но вам потребуется больше энергии для питания вашего дома. Тем не менее, батареи не обязательно должны быть новыми, и они могут быть свинцово-кислотного типа, но рекомендуется покупать специально созданные для аккумулирования энергии и использования глубокого цикла, поскольку автомобильные аккумуляторы могут справляться только с высокими нагрузками в течение длительного времени. короткое время, и если они случайно разрядятся ниже определенного порога, вы потеряете их навсегда.

Конечно, есть много секретов, которые вы откроете только на практике, но общая идея состоит в том, что такая система стоит недорого, и для 200 Вт мощности вам понадобятся солнечные элементы стоимостью около 200 долларов и батареи стоимостью около 400 долларов США. 500 долларов. Если вы приобретете инвертор на ebay или, что еще лучше, купите подержанный ИБП (обращайтесь осторожно), вы не потратите больше 500 долларов за всю систему. Если вы действительно хотите обеспечить электричеством весь свой дом, вам понадобится около 1000 долларов, чтобы стать по-настоящему энергонезависимым (как в , не платя ни копейки электроэнергетическим компаниям ). . Как это звучит?

Затем вы можете попробовать построить ветряную турбину, которая будет дополнять ваши потребности в энергии в ночное время, когда Солнце находится над Европой (или наоборот).

Я знаю, что это звучит сложно, и я знаю, что вам будет трудно начать, как и все, что вы делаете в первый раз, но после того, как вы начнете, вы увидите, что это не такая уж большая проблема. И вам не нужно платить 10 000 долларов за систему солнечных батарей, которая будет делать то же самое, что и ваша собственная, собранная вручную.

(Посещали 99385 раз, сегодня 9 посещений)

Как солнечная промышленность Китая собирается стать новой зеленой ОПЕК

Готовы ли вы перейти от зависимости от иностранной нефти к зависимости от Китая в отношении солнечных батарей?

getty

Верно. Китай готовится стать зеленой ОПЕК в мире. Кто готов бросить им вызов?

По мере того, как Запад отказывается от ископаемых видов топлива, он обращается только к двум источникам энергии для производства электроэнергии: ветровым и солнечным.Ветер по-прежнему остается европейским бизнесом, но это изменится. Солнечная энергия раньше была европейским бизнесом. Раньше он тоже был американским. Теперь это китайская промышленность. Из 10 крупнейших мировых компаний по производству солнечной энергии 8 - китайские. Ни один из них не является европейским (раньше там была норвежская группа REC, но теперь она принадлежит ChemChina). Один американский - First Solar FSLR Огайо. Они также производят продукцию в Азии, хотя их технология отличается от большинства, поэтому большая часть их цепочки поставок осуществляется на местном уровне.

«Одна из самых больших ошибок, допущенных Западом в отношении« зеленой »политики по сокращению выбросов CO2 и попыткам снизить зависимость от стран-производителей нефти и газа, заключается в том, что переход на возобновляемые источники энергии ставит Запад во власть Китая», - говорит Дэвид Заикин. консультант по энергетике и основатель Key Elements Group в Лондоне.

Администрация Байдена хочет сократить использование ископаемого топлива, и президент заявил в ходе своей предвыборной кампании, что намерен установить более 500 миллионов солнечных панелей по всей стране. Где они будут производиться?

Конкурировать с 8 гигантами Китая будет нелегко. Там трудно превзойти эффект масштаба.

Китаю действительно не нужен рынок США. У него есть собственный рынок-монстр. Вот вид с воздуха ... [+] солнечных батарей на крыше базы технического обслуживания метро, ​​2 марта 2021 года в Шанхае.(Фото Чжан Хэнвэй / Служба новостей Китая через Getty Images)

Китайская служба новостей через Getty Images

Что еще хуже, Китай продолжает повышать ставки, выделяя крупные субсидии, поддерживающие миллиарды долларов расширения китайской солнечной энергетики. «Цель Пекина - глобальное доминирование в этой отрасли», - говорит Джефф Ферри, главный экономист Вашингтонской коалиции за процветающую Америку. На прошлой неделе они опубликовали 19-страничный отчет о Китае и солнечной энергетике. В нем Ферри сказал, что доминирование Китая в цепочках поставок солнечной энергии угрожает США.С. Энергетическая независимость и технологическое лидерство США в области солнечной и других экологически чистых технологий.

«Наши доказательства свидетельствуют о том, что Китай ограничил производство солнечной энергии», - говорит Ферри. «Китай стремится к глобальному доминированию в этой отрасли, потому что они признают важность возобновляемых источников энергии, и если они достигнут своего господства в солнечной энергии, это даст им огромное преимущество в получении поддержки и лояльности со стороны многих других стран мира. В игре глобальной геополитики контроль над энергоснабжением является жизненно важным оружием и преимуществом.В сверхконкурентном деловом мире быть номером один в производстве энергии гораздо важнее, чем быть номером один в списках фондовых рынков или в баскетбольных кроссовках ».

Солнечные панели не сделаны из «морского стекла». Есть три ключевых элемента, которые необходимо сделать до того, как будет изготовлена ​​солнечная панель, установленная на вашей крыше.

Проще говоря, солнечные панели сделаны из поликремния, который превращается в слитки и пластины, которые затем превращаются в солнечные элементы, которые затем подключаются и подключаются к солнечным модулям (панелям), которые строятся машинами, обычно производимыми в Китае.

Два производителя завершают работу над солнечными панелями для экспорта в Африку и Юго-Восточную Азию ... [+] в Китае, 11 марта 2021 г. ФОТОГРАФИЯ Costfoto / Barcroft Studios / Future Publishing

Barcroft Media через Getty Images

Около 80% установленных здесь солнечных батарей китайских компаний. В 2019 году солнечные панели США достигли 10-летнего максимума в 19,8% доли рынка, но это, по словам Ферри, в основном благодаря тарифам и антидемпинговым / компенсационным пошлинам, наложенным на китайские фирмы Комиссией по международной торговле.

Не так давно американские компании победили китайские фирмы в антидемпинговом деле, в результате которого были увеличены тарифы. Китай быстро активизировал свою деятельность в Юго-Восточной Азии, чтобы обойти эти пошлины. В 2018 году администрация Трампа ввела тарифы на солнечную энергию из любой точки мира, что дало американским компаниям шанс конкурировать. Китайская компания JinkoSolar, входящая в десятку лучших игроков, открыла магазин в Джексонвилле из-за тарифов.

Даже в этом случае, если есть три ингредиента, которые используются для создания солнечной панели здесь, в США.С., все они приедут из Китая. Если не из материкового Китая, то из Азии и китайскими фирмами.

Китай контролирует 64% поликремния в мире - сырья, используемого для производства солнечных слитков и пластин. Доля рынка США составляет 10%.

После поликремния идут солнечные слитки и солнечные пластины. Доля Китая в этом мире составляет почти 100%.

Доля Китая в производстве солнечных элементов в мире составляет 80%. В США тоже почти ничего не делают.Наша доля выражается однозначными числами.

В отчете CPA говорится, что США необходимо реализовать политику, разработанную для обеспечения долгосрочного будущего непрерывной цепочки поставок солнечной энергии в США, используя сочетание стимулов, налоговых льгот и политики государственных закупок солнечных установок в государственной собственности. , и тарифы. И они должны быть долгосрочными, потому что наш «стратегический соперник», как Байден называет Китай, думает о долгосрочной перспективе, сказали они.

Срок действия защитных тарифов по Разделу 201 истекает в феврале 2022 года.

Лаборатория по производству солнечных пластин Trina Solar. (Фото PHILIPPE LOPEZ / AFP через Getty Images)

AFP через Getty Images

Цель - с точки зрения энергетической безопасности - должна заключаться в устойчивости и самодостаточности Америки в технологиях и производстве солнечной энергии. Было бы обидно, если бы, когда в США стало больше нефти и газа, мы выбросили бы все это в пользу технологии, которая прискорбно зависит от китайских фирм.

Пол Мучлер, директор по коммерческим операциям в Mission Solar Energy LLC в Сан-Антонио, говорит, что компания начала свою деятельность в 2012 году благодаря соглашению о поставках с CPS Energy, крупнейшей муниципальной коммунальной компанией страны.С ними был заключен контракт на производство солнечной энергии на 400 мегаватт. Они построили завод по производству солнечных панелей и отгрузили свои первые CPS Energy в 2014 году.

Но они, как и все остальные, полагаются на зарубежные источники солнечных материалов, используемых при производстве их техасских солнечных панелей.

«Мы конкурируем с китайскими компаниями, расположенными за пределами Китая», - говорит он. «Для нас это труднее, потому что у нас есть только одна фабрика с нашим именем, и она находится здесь, в США».

Тарифы по разделу 201

помогли Миссии, говорит он, «потому что они увеличили стоимость (их) импорта, и когда импорт осуществляется за счет экономии на масштабе, как он есть, это имеет значение.Тариф в 30% был для них большим препятствием. Это также приводит к увеличению количества участников цепочки поставок, что в конечном итоге помогает нам ».

Эти тарифы начинались с 30% в 2018 году и будут снижаться на 5 процентных пунктов каждый год в течение четырехлетнего периода. Тарифы дали толчок развитию отрасли, заставив иностранные компании платить больше за выход на рынок США.

Руководители Jinko Solar наблюдают за своим IPO на NYSE в 2010 году. С тех пор цена их акций выросла ... [+] 356%. Акции First Solar, единственной американской компании, входящей в десятку крупнейших производителей солнечной энергии, с тех пор упали на 32%.

СВЯЗАННЫЙ ПРЕСС

«Мы были совершенно неправы, полагая, что люди хотят, чтобы их производили в США, а это стоило нам миллионов. Люди хотели самой низкой цены », - цитируется в отчете CPA Мамун Рашид, главный операционный директор Auxin Solar. Производство Auxin началось в 2008 году и было разрушено из-за низкой себестоимости производства в Китае и экономии на масштабе.

В 2019 году после введения тарифов бизнес Auxin вернулся. Производство на их заводе в Сан-Хосе впервые за многие годы приблизилось к мощности 150 мегаватт.«Мы живы сегодня из-за 201-го», - цитирует слова Рашида.

В отчете CPA указаны основные игроки Китая в цепочке поставок.

В сфере производства поликремния, слитков и пластин доминируют полдюжины китайских компаний, а именно Daqo New Energy. DQ , GCL-Poly, Jinko Solar и Longi.

Китайские отрасли промышленности неоднократно использовали доминирование одной части цепочки поставок, чтобы вытеснить иностранную конкуренцию из других частей цепочки, делая их незаменимым звеном.Честно говоря, это поступок злого гения.

Ферри говорит, что опасность того, что Китай использует свой удушающий захват для захвата все большей доли рынка, «является очень реальной угрозой и затрудняет для американских предпринимателей сбор денег для инвестиций в проекты по производству солнечных батарей внутри страны».

В отчете CPA содержится призыв к более долгосрочным глобальным тарифам на солнечную энергию, и положения в контрактах на государственные закупки, которые потребуют, чтобы больше компонентов солнечных панелей было сделано в США. Налоговые льготы для продуктов с большим количеством американских компонентов были также рекомендованы в качестве способа повторной отправки больше солнечной индустрии.

Китай уже давно является избыточным поставщиком солнечных материалов, что снижает цены во всем мире. У них столько ... [+] солнечных батарей, что их можно положить куда угодно. Здесь вид сверху на солнечные панели на заснеженной горе в Чунцине 17 января 2021 г. (Фото Е Синцзянь / VCG через Getty Images)

VCG через Getty Images

По словам Заикина, который не принимал участия в исследовании и связался с ним только я, США опережают Европу в области производства солнечной энергии.«Если это европейская солнечная панель, то она из Китая. Они являются основным поставщиком », - говорит он. «В Испании есть некоторая промышленность, но в последние несколько лет вся эта отрасль была оставлена ​​умирать, потому что расходы выросли, и все они переехали в Китай. Теперь, когда себестоимость производства снизилась, они пытаются вернуть ее, но они далеко не там, где хотели бы быть. США в лучшей форме, чем Европа ».

Для парома причина этого кроется в тарифах.

«Китай сегодня контролирует слишком большую часть цепочки поставок солнечной энергии, и ничто не мешает нам разработать политику, обеспечивающую непрерывную цепочку поставок в этой стране», - говорит он.

Байден взвешивает запрет на использование солнечной энергии в Китае над принудительным трудом

В течение нескольких месяцев двухпартийная группа законодателей подталкивала Байдена к введению ограничений на импорт поликремния, аналогичных тем, которые администрация Трампа наложила на хлопок, помидоры и другие товары, экспортируемые из Синьцзяна.

В настоящее время Белый дом рассматривает возможность введения эффективного общерегионального запрета на поликремний из Синьцзяна, согласно четырем источникам в отрасли и на Капитолийском холме, осведомленным о планах администрации.

Запрет, называемый приказом о приостановлении выпуска, позволит таможенной и пограничной службе задерживать в портах США любой импорт, который, по ее мнению, был произведен с использованием принудительного труда. Хотя агентство рассматривает вопрос о введении запрета на региональном уровне, оно также может принять более узкие меры против конкретных заводов или компаний в Синьцзяне, сообщили два источника. Это соответствовало бы стратегии, которую использовала администрация Трампа, когда она санкционировала поставки из крупной военизированной фирмы Синьцзяна, прежде чем наложить последующий общерегиональный запрет на хлопковую продукцию.

Представитель CBP сказал, что агентство не комментирует, ведется ли расследование в отношении конкретных организаций.

Время исполнения любого потенциального заказа не определено. В то время как некоторые лоббисты отрасли ожидали действий в течение нескольких недель, источники в Конгрессе говорят, что они еще не были проинформированы о каких-либо неизбежных шагах CBP, что является типичной любезностью агентства перед серьезными действиями.

Демократы в Комитете по методам и средствам Палаты представителей призвали администрацию Байдена на прошлой неделе заблокировать импорт китайских солнечных панелей и других продуктов, содержащих поликремний, произведенных с помощью принудительного труда в Синьцзяне.Они сказали, что в начале этого года на брифинге с офисами Конгресса CBP заявила, что ожидаются принудительные меры в отношении поликремния, но CBP еще не предприняла никаких таких шагов.

"Есть небольшое разочарование, что, несмотря на то, что мир теперь понимает, что происходит в Синьцзяне, и влияние, которое это оказывает не только с точки зрения прав человека, но и с экономической точки зрения, мы чувствуем, что есть много информации, которая дает им то, что они должны действовать », - сказал Килди, который вел письмо вместе с председателем Ричардом Нилом (демократия от штата Массачусетс.).

Демократы говорят, что есть «неопровержимые доказательства» использования принудительного труда в производстве поликремния, которое превышает стандарты действий в соответствии с разделом 307 Закона о тарифах 1930 года, который запрещает импорт товаров, добытых, произведенных или произведенных в любой стране принудительный или наемный труд.

«Я понимаю, что иногда таможенным органам требуется время, чтобы провести расследование и принять решение», - сказал председатель финансового отдела Сената Рон Уайден (штат Орегон), который отдельно обсуждал этот вопрос в Сенате.«Проблемы с цепочкой поставок могут быть невероятно сложными, и в некоторых случаях трудно получить надежную информацию, особенно если вы говорите о Синьцзяне, [где] их информация строго контролируется. Но агрессивное, безжалостное правоприменение - это, для меня, рецепт за это."

Байден и другие страны G7 привлекли внимание к этой проблеме на недавнем саммите, когда страны подписали тщательно сформулированное совместное коммюнике, в котором содержится призыв к Китаю «уважать права человека и основные свободы, особенно в отношении Синьцзяна».«В нем не изложены какие-либо конкретные действия для США, и при этом он не связывает напрямую Синьцзян с проблемами принудительного труда при использовании солнечной энергии.

«Основная идея в коммюнике заключалась в том, чтобы [] призвать Синьцзян к нарушениям прав человека, а затем установить нейтральный принцип, за которым могут стоять все демократии», - сказал недавно на борту Air Force One советник по национальной безопасности Джейк Салливан. «Мы собираемся предпринять конкретные действия и контрмеры против принудительного труда в этих областях, и когда вы действительно примените это на практике, это повлияет на Синьцзян.«

Но некоторые в отрасли скептически относятся к тому, насколько эффективным будет WRO в искоренении принудительного труда в сложной цепочке поставок солнечной энергии, учитывая ограниченную видимость деятельности Китая.

«Этот [WRO] не может быть единственным механизмом, потому что это тонкая трость, на которую мы вешаем все наши усилия по обеспечению соблюдения», - сказал один из официальных представителей торговой ассоциации. «Это не тот сильный международный механизм, который нам нужен, чтобы послать Китаю сигнал о том, что это неприемлемо».

Стратегия обеспечения соблюдения

CBP в отношении любого предстоящего запрета на торговлю еще не ясна.Но в случае запрета на хлопок в Синьцзяне агентство заняло жесткую позицию, вынуждая компании, импортирующие хлопковую продукцию из Китая, отслеживать свои волокна на всех этапах производства и переработки. Если компании не могут доказать, что их волокна не из Синьцзяна, таможня конфискует груз.

Для солнечной отрасли, которая выходит из своего последнего рекордного года по установке и, как ожидается, в этом десятилетии мощность будет увеличена в четыре раза, потенциальная угроза для поставок может нанести ущерб цепочке поставок, которая уже замедляет реализацию проектов и увеличивает затраты.Это может замедлить развертывание технологии, которая поможет Байдену направить страну на путь ликвидации выбросов углекислого газа из энергосистемы к 2035 году.

Ассоциация предприятий солнечной энергетики взяла на себя обязательство, подписанное сотнями компаний, работающих в сфере солнечной энергетики, в начале этого года, чтобы гарантировать, что цепочка поставок солнечной энергии свободна от принудительного труда. Он также выпустил протокол отслеживания цепочки поставок, чтобы помочь компаниям отслеживать продукты и компоненты до источника, и призвал своих участников покинуть Синьцзян до конца этого месяца.

Президент и главный исполнительный директор

SEIA Эбигейл Росс Хоппер заявила, что даже если администрация продолжила проведение WRO, нацеленного либо на конкретные компании, либо на Синьцзян, американские компании по производству солнечных панелей уже принимали меры, чтобы избежать сбоев в цепочке поставок.

«Последние девять месяцев мы в основном сигнализировали нашим компаниям, что независимо от того, какие действия предприняло федеральное правительство, им необходимо принять меры, чтобы выбраться отсюда», - сказала она. "И я думаю, что подавляющее большинство из них сделали это.«

По данным немецкой компании Bernreuter Research, в 2020 году около 45 процентов мировых поставок поликремния солнечного качества было произведено четырьмя производителями из Синьцзяна. Еще 35 процентов прибыли из других регионов Китая, а остальные 20 процентов прибыли из-за пределов Китая. SEIA заявила, что считает, что этого достаточно для поставок в США без поликремния из Синьцзяна.

Тем не менее, солнечная промышленность США уже начинает ощущать более широкие ограничения в цепочке поставок солнечной энергии.

В ежеквартальном отчете SEIA, опубликованном на прошлой неделе, содержится предупреждение о том, что, хотя средние цены на солнечные системы оставались относительно стабильными с последнего квартала 2020 года по первый квартал этого года, ключевые затраты на солнечные модули и установки, включая поликремний, сталкиваются с ограничениями.

Никос Цафос, временный директор и старший научный сотрудник программ энергетической безопасности и изменения климата в Центре стратегических и международных исследований, предупредил в недавнем сообщении в блоге, что для США будет сложно.S. чтобы быстро перезапустить свое внутреннее производство и выйти из Синьцзяна без ущерба для развертывания.

Большая часть текущих мировых мощностей по производству слитков и пластин находится в Китае, что делает производителей поликремния также зависимыми от Китая.

«Нельзя так быстро перестроить отрасли», - сказал Цафос POLITICO. «Я думаю, что существует основная реальность, заключающаяся в том, что Китай очень велик в этой отрасли, и вы не сможете в течение какого-либо разумного периода времени выбраться из этой зависимости или созависимости.«

Килди предупредил, что любые опасения по поводу повышения цен не должны преобладать над моральной необходимостью решения проблемы принудительного труда.

«Во-первых, цены будут зависеть от множества различных переменных. Одна из них - от масштаба и объема, а другая - от определенности», - сказал он. «Но в-третьих, и это, вероятно, самое главное, самая низкая цена рабского труда неоправданна».

Может ли самый захватывающий новый солнечный материал оправдать свою шумиху?

В то время как перовскиты обладают потенциалом для достижения высокой эффективности (мировой рекорд для ячейки, содержащей только перовскит, составляет чуть более 25%), большинство наиболее эффективных перовскитных элементов сегодня имеют крошечные размеры - менее дюйма в ширину.

Масштабирование затрудняет достижение потенциальных пределов эффективности. Сейчас панели Saule шириной в метр достигают около 10% эффективности. Это затмевается коммерческими кремниевыми панелями аналогичных размеров, эффективность которых обычно составляет около 20%.

Ольга Малинкевич, основатель и технический директор Saule, говорит, что целью компании было выпустить на рынок солнечные элементы, содержащие только перовскит, и низкая эффективность не будет иметь значения, если технология будет достаточно дешевой.

Saule пытается пойти туда, куда не подходят кремниевые солнечные панели: к крышам, которые не выдерживают веса тяжелых стеклянных панелей, или к более специализированным приложениям, таким как жалюзи на солнечных батареях, которые компания в настоящее время тестирует. .

В то время как Saule выпускает тонкопленочные продукты для большего количества нишевых приложений, другие компании надеются обыграть кремний или, по крайней мере, присоединиться к нему в своей игре. Британская компания Oxford PV использует перовскиты в комбинированных перовскитно-кремниевых элементах.

Поскольку кремний поглощает свет ближе к красному концу видимого спектра, а перовскиты можно настроить на поглощение волн различной длины, нанесение слоя перовскита поверх кремниевых элементов позволяет комбинированным элементам достигать более высокой эффективности, чем один кремний.

Комбинированные элементы Oxford PV тяжелые и жесткие, как элементы, содержащие только кремний. Но поскольку они имеют одинаковый размер и форму, новые элементы могут легко вставляться в панели для массивов на крыше или солнечных ферм.

Oxford PV сочетает перовскит и кремний для создания высокоэффективных солнечных элементов.

OXFORD PV

Крис Кейс, технический директор Oxford PV, говорит, что компания сосредоточена на снижении нормированной стоимости электроэнергии - показателя, который учитывает затраты на установку системы и эксплуатационные расходы в течение всего срока службы.Хотя наслоение перовскитов поверх кремния увеличивает стоимость производства, он говорит, что приведенная стоимость комбинированного элемента со временем должна упасть ниже уровня кремния, поскольку эти новые элементы более эффективны. За последние несколько лет Оксфорд установил несколько мировых рекордов эффективности для этого типа элементов, последний из которых достиг 29,5%.

Microquanta Semiconductor, китайская компания по производству перовскита, базирующаяся в Ханчжоу, также берет некоторые примеры из кремниевых солнечных элементов. Компания производит панели из жестких стеклянных ячеек, изготовленных из перовскитов.

Пилотный завод Microquanta открылся в 2020 году и к концу года должен достичь мощности 100 мегаватт, говорит Буй Ян, технический директор компании. Компания установила демонстрационные панели на нескольких зданиях и солнечных фермах по всему Китаю.

Решение проблемы стабильности

Стабильность перовскитов улучшилась от нескольких минут до месяцев в течение нескольких лет. Но на большинство установленных сегодня кремниевых ячеек гарантия составляет около 25 лет, и эта цель, возможно, еще не может быть достигнута перовскитами.

Перовскиты особенно чувствительны к кислороду и влаге, которые могут мешать связям в кристалле, препятствуя эффективному движению электронов через материал. Исследователи работают над увеличением срока службы перовскитов, разрабатывая рецепты менее реактивного перовскита и находя более эффективные способы их упаковки.

Oxford PV, Microquanta и Saule говорят, что они решили проблему стабильности, по крайней мере, достаточно хорошо, чтобы продавать свои первые продукты.

Оценка долговременных характеристик солнечных элементов обычно выполняется путем ускоренных испытаний, когда элементы или панели подвергаются сверхнапряженным условиям для имитации многолетнего износа. Наиболее распространенный набор тестов для наружных кремниевых элементов - серия под названием IEC 61215.

Китайские солнечные панели: хороши ли они?

Если вас интересуют солнечные панели, вы наверняка встретите много китайских брендов солнечных батарей. Они доминируют в списках крупнейших мировых брендов солнечных панелей.Они привлекли внимание Дональда Трампа, введение тарифов на солнечные панели в 2018 году имело в виду китайских производителей.

И, несмотря на торговую напряженность, они занимают большую долю рынка солнечных панелей для жилых домов. Если вы домовладелец, который хочет купить домашнюю солнечную систему, вам почти наверняка будут представлены варианты, произведенные в Китае.

Так в чем же дело с китайскими солнечными батареями? Они хорошие? Или люди покупают их только потому, что они дешевые?

Если вам интересно, стоит ли доверять китайским солнечным батареям, эта статья поможет вам принять решение.

Понимание китайской солнечной энергетики

В настоящее время почти две трети всего оборудования солнечных панелей производится в Китае.

Как китайские солнечные батареи достигли такого доминирующего положения? Это было сочетание нескольких разных факторов.

Во-первых, Китай сделал большую ставку на возобновляемые источники энергии. Годы огромных инвестиций в чистую энергию в целом и солнечную энергию в частности сделали Китай крупнейшим в мире производителем солнечной энергии.

Только на Китай сейчас приходится более половины мирового спроса на солнечные модули; большая часть его используется для мега-размеров солнечных электростанций и даже гигантских плавучих солнечных ферм.

Во-вторых, Китай извлек выгоду (и продолжает извлекать выгоду) из своей огромной производственной базы и низких производственных затрат. Как и в случае с большинством типов электроники и промышленного оборудования, Китай также является лидером по стоимости в этой отрасли.

В-третьих, китайские производители солнечных панелей воспользовались своим бумом в области солнечной энергетики в стране и массивной государственной поддержкой, чтобы резко увеличить свои масштабы. Этот рост частично совпал с финансовым кризисом 2007–2008 годов, из-за которого американские компании оказались в плохом состоянии для конкуренции.Это позволило китайским компаниям захватить долю на мировом рынке.

Теперь китайские производители солнечных панелей поставляют компании по всему миру. Для компаний, работающих в сфере солнечной энергетики в Соединенных Штатах, нет ничего необычного в том, что они закупают запчасти из Китая. Эти компании будут оценивать продукты в соответствии со своими стандартами качества и иногда продают их под своими (американскими) торговыми марками.

В солнечной отрасли также часто бывает, что компании имеют штаб-квартиры в одной стране, а производственные мощности - в другой стране.

Выяснить, откуда берутся солнечные панели, может быть сложно

Появление глобальной цепочки поставок солнечных модулей (описанной выше) означает, что определить «китайские солнечные панели» или «американские солнечные панели» не всегда просто.

Возьмем, к примеру, SunPower (также известную как Maxeon Solar), которую часто называют американской историей успеха в солнечной энергии. Они известны своей производительностью и качеством своих панелей и занимают видное место в рейтингах лучших доступных солнечных панелей.Однако, хотя они базируются в Калифорнии, они производят их в Мексике, на Филиппинах и в Китае.

Тогда есть Canadian Solar. Его название предполагает, что он с Великого Белого Севера, но, по иронии судьбы, они производят в Китае и в значительной степени являются китайской компанией!

Если вы пытаетесь получить высококачественные панели, ищите бренд, который соответствует стандартам, которые вы ожидаете от отечественных компаний. Это не значит, что они не могут или не будут производиться в Китае.

Китайские солнечные панели и рынок США

Хотя не каждый продукт китайского бренда будет дешевле отечественного, китайские солнечные бренды обычно предлагают более конкурентоспособные цены.

Доступность дешевой солнечной продукции китайского производства снизила стоимость солнечной энергии и способствовала буму использования солнечной энергии в США.

Однако правительство США обвинило китайских производителей солнечных батарей в подрыве конкуренции, несправедливо наводнив рынок США.

В ответ в январе 2018 года правительство США добавило 30% -ный тариф на импорт солнечной энергии. Очевидно, это оказало прямое влияние на китайские бренды. Но поскольку отечественные бренды также полагаются на солнечные компоненты, произведенные в Китае и других странах, рост цен наблюдался на более широком рынке солнечных панелей.

Влияние тарифов с тех пор в значительной степени компенсировалось значительным увеличением предложения. В середине 2018 года правительство Китая сократило субсидии на своем местном рынке. Это оставило китайским поставщикам больше панелей для экспорта в США и другие рынки, в результате чего цены на китайские солнечные панели снова упали.

Кроме того, несколько китайских производителей сейчас перемещают производство в США, чтобы избежать уплаты пошлин. Например, крупнейший в мире производитель солнечных панелей, китайская компания Jinko Solar, открывает завод в Джексонвилле, штат Флорида.

В целом, влияние тарифов на китайские и другие импортные солнечные панели было смягчено несколькими факторами. Ожидайте, что китайские солнечные панели останутся конкурентоспособными по цене и сохранят свою долю на рынке солнечной энергии США.

Получите смету на лучшие солнечные панели китайского и американского производства

Какие китайские солнечные панели самые лучшие?

Здесь, в SolarReviews, мы оцениваем бренды на основе различных показателей эффективности и стоимости. Если вы ознакомитесь с нашим списком лучших солнечных панелей для вашего дома, вы увидите самые популярные солнечные панели, которые в настоящее время продаются в США.S. на основе 3 категорий: обзоры экспертов, эффективность солнечных панелей и стоимость.

Из 5 лучших брендов солнечной энергии, основанных на обзорах экспертов , есть один китайский бренд: Canadian Solar, который занимает третье место.

В рейтинге эффективности солнечных панелей также есть одна китайская компания в списке 5. Это снова Canadian Solar, на этот раз на 4 месте.

Затем идет последняя категория - лучших солнечных панелей по стоимости. Вот где действительно сияют китайские бренды солнечных батарей.Полные 4 из 5 производителей в этом списке - китайцы:

Единственным некитайским брендом в стоимостном рейтинге является REC Group, занимающая 4-е место. REC Solar была основана в Норвегии, а производство - в Сингапуре, но, как ни странно, теперь она принадлежит китайской корпорации.

Как видите, китайских брендов доминируют в списке лучших брендов солнечных панелей . Каждая из этих компаний является крупной и зарекомендовала себя благодаря отличному качеству производства. Хотя тарифы на импорт солнечной энергии, введенные в начале 2018 года, снизились из-за их ценового преимущества, они по-прежнему дешевле, чем у других брендов солнечных панелей первого уровня, особенно тех, которые считаются премиальными.

Как получить лучшие солнечные панели для своего дома (независимо от того, где они были сделаны)

Солнечные панели - это большие инвестиции, поэтому исследование окупается.

Начните с чтения, какие солнечные панели лучше всего подходят для вашего дома. Это должно дать вам представление об основных критериях, по которым следует судить о солнечных батареях.

Также не забудьте прочитать отзывы клиентов, которые установили солнечные панели этой марки в своих домах. Это легко благодаря SolarReviews.Просто перейдите на страницу обзоров солнечных панелей и найдите интересующую вас марку. У каждой марки солнечной энергии есть отдельная страница, на которой вы можете прочитать честные отзывы домовладельцев об их опыте использования солнечных панелей.

Наконец, обсудите ваши варианты с местным установщиком солнечных батарей. После того, как они оценят ваш дом, вы можете обсудить с ними, какие бренды лучше всего соответствуют вашим потребностям.

Помните, что солнечные модули - это не единственное, за что вам нужно будет платить. Если вы собираетесь установить на крыше, вам понадобится много другого оборудования для установки, крепления и подключения панелей на месте.Вам понадобится солнечный инвертор. Это может обойтись вам дороже, чем вы рассчитывали, когда начнете добавлять затраты на рабочую силу, поэтому подумайте об американских расходах на китайские панели!

С солнечными батареями нет реальной корреляции между качеством и местоположением

Если вы покупаете панель, произведенную в Китае, вы имеете дело с диапазоном качества, не имеющим ничего общего с местом расположения.

Единственная реальная причина выбрать панель, сделанную в США, а не панель, произведенную в Китае, - это стимулировать американское производство.

Но если вы хотите получить максимальную отдачу от вложенных средств, сохраняйте непредвзятость и сравнивайте несколько брендов независимо от их происхождения. Судя по отличным оценкам стоимости, солнечные панели китайского производства определенно заслуживают внимания.

Получите оценку стоимости солнечной энергии и экономии для системы, в которой используются лучшие солнечные панели уровня 1

Основные выводы

  • Почти две трети всего оборудования солнечных панелей в настоящее время производится в Китае.
  • Многие солнечные компании со всего мира либо производят в Китае, либо поставляют детали оттуда.
  • Иногда бывает сложно определить страну происхождения солнечной панели! Американские бренды, такие как SunPower (также известная как Maxeon Solar), производят в Китае, а китайские компании, такие как Jinko Solar, производят в США
  • Китайские солнечные батареи обычно дешевле, чем другие марки солнечных батарей.
  • китайский бренд солнечных батарей пострадали от введения тарифов на солнечную энергию в 2018 году, но по-прежнему сохраняют значительную долю рынка.

Solar - «самая дешевая электроэнергия в истории», подтверждает IEA

.

Лучшие в мире схемы солнечной энергетики теперь предлагают «самую дешевую… электроэнергию в истории» с технологией, более дешевой, чем уголь и газ в большинстве крупных стран.

Это соответствует «Перспективе развития мировой энергетики на 2020 год» Международного энергетического агентства. В 464-страничном обзоре, опубликованном сегодня МЭА, также отмечается «чрезвычайно бурное» воздействие коронавируса и «весьма неопределенное» будущее глобального энергопотребления в ближайшем будущем. две декады.

Отражая эту неопределенность, версия очень влиятельного годового прогноза на этот год предлагает четыре «пути» до 2040 года, каждый из которых предполагает значительный рост возобновляемых источников энергии. По основному сценарию МЭА к 2040 году будет произведено на 43% больше солнечной энергии, чем ожидалось в 2018 году, отчасти из-за подробного нового анализа, показывающего, что солнечная энергия на 20-50% дешевле, чем предполагалось.

Несмотря на более быстрый рост возобновляемых источников энергии и «структурный» спад в отношении угля, МЭА заявляет, что пока слишком рано объявлять о пике использования нефти в мире, если не будет более жестких мер по борьбе с изменением климата. Точно так же в нем говорится, что спрос на газ может вырасти на 30% к 2040 году, если не будет усилена политическая реакция на глобальное потепление.

Это означает, что, хотя глобальные выбросы CO2 фактически достигли своего пика, они «далеки от немедленного пика и спада», необходимого для стабилизации климата. МЭА заявляет, что достижение нулевых выбросов потребует «беспрецедентных» усилий со стороны всех частей мировой экономики, а не только сектора энергетики.

Впервые МЭА включает подробное моделирование траектории 1,5 ° С, которая приведет к достижению глобальных нулевых выбросов CO2 к 2050 году. В нем говорится, что изменение индивидуального поведения, такое как работа из дома «три дня в неделю», сыграет «важную роль »Роль в достижении этого нового« нулевого чистого выброса к 2050 году »(NZE2050).

Будущие сценарии

Ежегодный обзор мировой энергетики (WEO) МЭА выходит каждую осень и содержит некоторые из наиболее подробных и тщательно изученных анализов глобальной энергетической системы.Более сотни плотно упакованных страниц, он основан на тысячах точек данных и Мировой энергетической модели МЭА.

Прогноз включает несколько различных сценариев, чтобы отразить неопределенность в отношении многих решений, которые повлияют на будущий путь развития мировой экономики, а также на путь выхода из кризиса коронавируса в «критическое» следующее десятилетие. ПРМЭ также направлено на информирование политиков, показывая, как их планы должны измениться, если они хотят перейти на более устойчивый путь.

В этом году он опускает «сценарий текущей политики» (CPS), который обычно «обеспечивает базовый уровень… путем определения будущего, в котором не будут добавлены новые политики к уже существующим». Это связано с тем, что «трудно представить себе, что в сегодняшних обстоятельствах преобладает такой подход« как обычно »».

Эти обстоятельства являются беспрецедентными последствиями пандемии коронавируса, глубина и продолжительность которой остаются весьма неопределенными. Ожидается, что кризис приведет к резкому снижению мирового спроса на энергию в 2020 году, причем наибольший удар нанесет ископаемое топливо.

Основным путем ПРМЭ снова является «сценарий заявленной политики» (STEPS, ранее NPS). Это показывает влияние обещаний правительства выйти за рамки текущей политики. Однако важно то, что МЭА делает свою собственную оценку того, действительно ли правительства добиваются своих целей.

В отчете поясняется:

«STEPS разработан, чтобы детально и беспристрастно взглянуть на политику, которая либо действует, либо объявлена ​​в различных частях энергетического сектора.Он учитывает долгосрочные цели в области энергетики и климата только в той мере, в какой они подкреплены конкретной политикой и мерами. Тем самым он отражает планы сегодняшних политиков и иллюстрирует их последствия, не задумываясь о том, как эти планы могут измениться в будущем ».

Прогноз затем показывает, как нужно будет изменить планы, чтобы проложить более устойчивый путь. В нем говорится, что его «сценарий устойчивого развития» (SDS) «полностью согласован» с парижской целью удержания потепления «значительно ниже 2 ° C ...5С ». (Эта интерпретация оспаривается.)

Согласно паспорту безопасности выбросов CO2 к 2070 году выбросы CO2 достигают нулевого значения и дает 50% шанс удержать потепление на уровне 1,65 ° C с потенциалом остаться ниже 1,5 ° C, если отрицательные выбросы будут использоваться в масштабе.

МЭА ранее не указывало подробный путь к тому, чтобы оставаться ниже 1,5 ° C с 50% вероятностью, в прошлогоднем прогнозе предлагался только базовый анализ и некоторые общие параграфы описания.

Впервые в этом году ПРМЭ содержит «подробное моделирование» «нулевых чистых выбросов к 2050 году» (NZE2050).Это показывает, что должно произойти, чтобы выбросы CO2 упали до 45% ниже уровня 2010 года к 2030 году на пути к нулевому значению к 2050 году с 50% вероятностью достижения предела в 1,5 ° C.

Последний путь в прогнозах на этот год - «сценарий отложенного восстановления» (DRS), который показывает, что может произойти, если пандемия коронавируса затянется и мировая экономика займет больше времени для восстановления, с последующим сокращением роста ВВП и энергии. требовать.

На приведенной ниже диаграмме показано, как изменяется использование различных источников энергии по каждой из этих траекторий в течение десятилетия до 2030 года (правые столбцы) по сравнению с сегодняшним спросом (слева).

Слева: мировой спрос на первичную энергию по видам топлива в 2019 году, млн тонн нефтяного эквивалента (Мтнэ). Справа: изменение спроса к 2030 году по четырем направлениям в прогнозе. Источник: IEA World Energy Outlook 2020.

.

Примечательно, что на возобновляемые источники энергии (светло-зеленый) приходится большая часть роста спроса во всех сценариях. В отличие от этого, в отношении ископаемого топлива наблюдается постепенное замедление роста, сменяющееся нарастающим спадом по мере увеличения амбиций глобальной климатической политики (слева направо на диаграмме выше).

Любопытно, что есть признаки того, что МЭА уделяет большее внимание паспорту безопасности (SDS), и этот путь соответствует парижской цели «значительно ниже 2C». В WEO 2020 он появляется чаще, раньше в отчете и более последовательно по страницам по сравнению с более ранними выпусками.

Это показано на диаграмме ниже, которая показывает расположение (в относительном положении на странице) каждого упоминания «сценария устойчивого развития» или «паспортов безопасности» в ПРМЭ, опубликованных за последние четыре года.

Упоминания «сценария устойчивого развития» или «паспортов безопасности» в последних четырех отчетах ПРМЭ с указанием относительного положения страниц. Источник: Краткий углеродный анализ отчета МЭА World Energy Outlook 2020 и предыдущих выпусков. Диаграмма Джо Гудмана для Carbon Brief.

Солнечный всплеск

Одно из наиболее значительных изменений в ПРМЭ этого года спрятано в Приложении B к отчету, в котором показаны оценки МЭА стоимости различных технологий производства электроэнергии.

Таблица показывает, что солнечная электроэнергия сегодня на 20-50% дешевле, чем предполагало МЭА в прошлогоднем прогнозе, причем диапазон зависит от региона.Аналогичным образом наблюдается значительное сокращение предполагаемых затрат на использование наземных и морских ветроэнергетических установок.

Этот сдвиг является результатом нового анализа, проведенного командой WEO, в ходе которой рассматривалась средняя «стоимость капитала» для разработчиков, стремящихся построить новые генерирующие мощности. Ранее МЭА предполагало, что диапазон 7-8% для всех технологий варьируется в зависимости от стадии развития каждой страны.

Теперь МЭА проанализировало доказательства на международном уровне и пришло к выводу, что для солнечной энергии стоимость капитала намного ниже - 2.6–5,0% в Европе и США, 4,4–5,5% в Китае и 8,8–10,0% в Индии, в основном в результате политики, направленной на снижение риска инвестиций в возобновляемые источники энергии.

В лучших местах и ​​с доступом к наиболее благоприятной политической поддержке и финансам, по словам МЭА, солнечная энергия теперь может вырабатывать электроэнергию «по цене или ниже» 20 долларов за мегаватт-час (МВтч). Там написано:

«Для проектов с недорогим финансированием, использующих высококачественные ресурсы, солнечные фотоэлектрические панели теперь являются самым дешевым источником электроэнергии в истории.”

МЭА заявляет, что новые солнечные проекты для коммунальных предприятий сейчас стоят 30-60 долларов / МВтч в Европе и США и всего 20-40 долларов / МВтч в Китае и Индии, где существуют «механизмы поддержки доходов», такие как гарантированные цены.

Эти затраты «полностью ниже диапазона LCOE [приведенных затрат] для новых угольных электростанций» и «находятся в том же диапазоне», что и эксплуатационные расходы существующих угольных электростанций в Китае и Индии, сообщает МЭА. Это показано в таблице ниже.

Расчетные приведенные затраты на электроэнергию (LCOE) от солнечной энергии для коммунальных предприятий с поддержкой доходов по сравнению с диапазоном LCOE для электроэнергии на газе и угле.Источник: IEA World Energy Outlook 2020.

.

Предполагается, что береговая и морская ветроэнергетика теперь имеет доступ к более дешевому финансированию. Это объясняет гораздо более низкие оценки затрат на эти технологии в последнем ПРМЭ, поскольку стоимость капитала составляет до половины стоимости новых разработок в области возобновляемых источников энергии.

В сочетании с изменениями в государственной политике за последний год эти более низкие затраты означают, что МЭА снова повысило свой прогноз в отношении возобновляемых источников энергии на следующие 20 лет.

Это показано на диаграмме ниже, где производство электроэнергии из возобновляемых источников энергии, не связанных с гидроэнергетикой, в 2040 году теперь достигнет 12 872 тераватт-часов (ТВт-ч) в STEPS, по сравнению с 2 873 ТВт-ч сегодня. Это примерно на 8% выше, чем ожидалось в прошлом году, и на 22% выше уровня, ожидаемого в прогнозе на 2018 год.

Мировое производство электроэнергии по видам топлива, тераватт-час. Исторические данные и ШАГИ из WEO 2020 показаны сплошными линиями, в то время как WEO 2019 показан пунктирными линиями, а WEO 2018 - пунктирными линиями.Источник: Краткий углеродный анализ отчета МЭА World Energy Outlook 2020 и предыдущих выпусков. Диаграмма от Carbon Brief с использованием Highcharts.

Solar является главной причиной этого, объем производства в 2040 году увеличится на 43% по сравнению с ПРМЭ 2018 года. В отличие от этого, диаграмма показывает, что производство электроэнергии из угля сейчас «структурно» ниже, чем ожидалось ранее, с выработкой в ​​2040 году примерно на 14% ниже, чем предполагалось в прошлом году. МЭА заявляет, что топливо так и не восстановится после 8% -ного падения в 2020 году из-за пандемии коронавируса.

Примечательно, что уровень производства газа в 2040 году также будет на 6% ниже в рамках STEPS этого года, опять же отчасти из-за пандемии и ее длительного воздействия на экономику и рост спроса на энергию.

В целом, возобновляемые источники энергии - во главе с «новым королем» солнечной энергии - удовлетворяют подавляющее большинство нового спроса на электроэнергию в STEPS, что составляет 80% от роста к 2030 году.

Это означает, что к 2025 году они превзойдут уголь в качестве крупнейшего источника энергии в мире, опередив «ускоренный случай», изложенный агентством всего год назад.

Рост количества переменных возобновляемых источников означает, что существует растущая потребность в гибкости электросетей, отмечает МЭА. «Надежные электрические сети, управляемые электростанции, технологии хранения и меры реагирования на спрос - все это играет жизненно важную роль в достижении этой цели», - говорится в сообщении.

Пересмотренные перспективы

Более низкие затраты и более быстрый рост солнечной энергии, наблюдаемые в прогнозах на этот год, означают, что с 2020 года будет происходить рекордное добавление новых солнечных мощностей каждый год, сообщает МЭА.

Это контрастирует с его планом STEPS для солнечной энергии в предыдущие годы, когда глобальный прирост мощностей каждый год - за вычетом выбытия - не изменился в будущем.

Теперь рост солнечной активности неуклонно повышается по ШАГАМ, как показано на диаграмме ниже (сплошная черная линия). Это еще яснее, если учесть добавление новых мощностей для замены старых солнечных станций по мере их вывода из эксплуатации (брутто, пунктирная линия). Согласно SDS и NZE2050 рост должен быть еще более быстрым.

Ежегодный чистый прирост солнечной мощности во всем мире, гигаватт.Исторические данные показаны красным цветом, в то время как основные прогнозы из последующих выпусков ПРМЭ показаны оттенками синего. ЭТАПЫ ПРМЭ 2020 показаны черным цветом. Пунктирной линией показаны валовые приросты с учетом замены старых мощностей по мере их вывода из эксплуатации после предполагаемого срока службы в 25 лет. Источник: Краткий углеродный анализ отчета МЭА World Energy Outlook 2020 и предыдущих выпусков прогноза. Диаграмма от Carbon Brief с использованием Highcharts.

История повышения прогнозов по солнечной энергии - благодаря обновленным предположениям и улучшению политической ситуации - прямо контрастирует с картиной для угля.

Последовательные выпуски ПРМЭ пересматривали прогноз по наиболее грязному ископаемому топливу, причем в этом году произошли особенно драматические изменения, отчасти благодаря «структурному сдвигу» от угля после коронавируса.

В настоящее время МЭА считает, что использование угля незначительно возрастет в течение следующих нескольких лет, но затем пойдет на спад, как показано на диаграмме ниже (красная линия). Тем не менее, эта траектория далеко отстает от сокращений, необходимых для согласования с SDS, траектории, соответствующей парижской цели «значительно ниже 2C» (желтый).

Исторический мировой спрос на уголь (черная линия, миллионы тонн нефтяного эквивалента) и предыдущие основные сценарии МЭА для будущего роста (оттенки синего). ШАГИ этого года показаны красным, а паспорт безопасности - желтым. Углерод. Краткий анализ «Перспектив мировой энергетики на 2020 год» МЭА и предыдущих выпусков прогноза. Диаграмма от Carbon Brief с использованием Highcharts.

Прогноз на этот год особенно кардинально меняется для Индии, где использование угля в производстве электроэнергии, как ожидается, будет расти гораздо медленнее, чем ожидалось в прошлом году.

Согласно STEPS, мощность угольных электростанций вырастет всего на 25 гигаватт (ГВт) к 2040 году, заявляет МЭА, что на 86% меньше, чем ожидалось в WEO 2019. Вместо того, чтобы увеличиться почти вдвое с 235 ГВт в 2019 году, это означает, что угольный флот Индии вряд ли вырастет в следующие два десятилетия.

Аналогичным образом, согласно данным МЭА, в настоящее время ожидается, что рост количества электроэнергии, производимой из угля в Индии, будет на 80% медленнее, чем предполагалось в прошлом году.

В @IEA # WEO20

скрыта примечательная деталь результат? Мировые мощности по добыче угля упадут.https://t.co/bt7QfouTAf pic.twitter.com/SUDlaMo8so

- Саймон Эванс (@DrSimEvans) 15 октября 2020 г.

МЭА ожидает продолжения быстрого вывода из эксплуатации старых угольных мощностей в США и Европе, которые к 2040 году сократятся до 197 ГВт (74% от текущего парка) и 129 ГВт (88%) соответственно.

В совокупности, несмотря на быстрое расширение в Юго-Восточной Азии, это означает, что согласно прогнозам, впервые мировой флот угля сократится к 2040 году.

Энергетический прогноз

Взятые вместе, быстрый рост возобновляемых источников энергии и структурный упадок угля помогают сдерживать глобальные выбросы CO2, предполагает прогноз.Но стабильный спрос на нефть и рост использования газа означают, что выбросы CO2 только стабилизируются, а не быстро сокращаются, как это требуется для достижения глобальных климатических целей.

Эти конкурирующие тенденции показаны на приведенной ниже диаграмме, которая отслеживает спрос на первичную энергию для каждого вида топлива в соответствии с ШАГАМИ МЭА, сплошными линиями. В целом возобновляемые источники энергии удовлетворяют три пятых увеличения спроса на энергию к 2040 году, при этом на их долю приходится еще две пятых от общего объема. Небольшого увеличения объемов добычи нефти и атомной энергии достаточно, чтобы компенсировать сокращение использования угольной энергии.

Мировой спрос на первичную энергию в разбивке по видам топлива, миллионы тонн нефтяного эквивалента, в период с 1990 по 2040 год. Будущий спрос основан на STEPS (сплошные линии) и SDS (пунктирные). Другие возобновляемые источники энергии включают солнечную, ветровую, геотермальную и морскую. Источник: IEA World Energy Outlook 2020. Chart by Carbon Brief using Highcharts.

Пунктирные линии на приведенной выше диаграмме показывают кардинально разные пути, по которым необходимо следовать, чтобы соответствовать SDS МЭА, что примерно соответствует сценарию значительно ниже 2C.

К 2040 году, хотя нефть и газ останутся первым и вторым по величине источниками первичной энергии, потребление всех ископаемых видов топлива снизится. Уголь упал бы на две трети, нефть на треть и газ на 12% по сравнению с уровнями 2019 года.

Между тем, другие возобновляемые источники энергии, в первую очередь ветровая и солнечная, заняли бы третье место, поднявшись почти в семь раз за следующие два десятилетия (+ 662%). SDS предполагает меньший, но все же значительный рост в гидроэнергетике (+ 55%), атомной энергии (+ 55%) и биоэнергетике (+ 24%).

В совокупности низкоуглеродные источники составят 44% мировой энергетики в 2040 году по сравнению с 19% в 2019 году. По данным МЭА, уголь упадет до 10%, что является самым низким показателем со времен промышленной революции.

Однако, несмотря на эти быстрые изменения, мир не увидит чистых нулевых выбросов CO2 до 2070 года, примерно через два десятилетия после крайнего срока 2050 года, который потребуется для того, чтобы оставаться ниже 1,5 ° C.

Это несмотря на SDS, включающий «полное выполнение» целевых показателей нулевого уровня, установленных Великобританией, ЕС и совсем недавно Китаем.

Глобальные выбросы будут восстанавливаться гораздо медленнее, чем после финансового кризиса 2008–2009 годов.

Но # WEO20 дает понять, что 🌍 далек от того, чтобы привести к значительному снижению выбросов. А низкий экономический рост - это не стратегия с низким уровнем выбросов.

Подробнее: https://t.co/Iu4KdrI6N9 pic.twitter.com/IfEjXQb4Er

- Фатих Бирол (@IEABirol) 13 октября 2020 г.

(Эти цели будут только частично реализованы в рамках STEPS, исходя из оценки МЭА надежности действующих политик для достижения целей.Например, в таблице B.4 отчета говорится, что согласно STEPS существует лишь «некоторая реализация» юридически обязывающей цели Соединенного Королевства по достижению нулевых чистых выбросов парниковых газов к 2050 году.)

Чистые нулевые числа

«Пример» NZE2050, описывающий путь к 1,5 ° C, был опубликован впервые в этом году, потому что команда WEO согласилась, что «пора углубить и расширить наш анализ нулевых чистых выбросов», по словам директора МЭА. Фатих Бирол, пишет в предисловии к отчету.

За последние 18 месяцев крупнейшие страны, объявившие или законодательно установившие целевые показатели нулевых выбросов, включают Великобританию и ЕС. Совсем недавно Китай объявил о своем намерении достичь «углеродной нейтральности» к 2060 году. [В предстоящем анализе Carbon Brief будут изучены последствия этой цели.]

Углерод. Краткий анализ последних четырех ПРМЭ показывает, что эти изменения - наряду с публикацией специального доклада Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) по температуре 1,5 ° С в 2018 году - сопровождались значительным увеличением охвата этих тем в WEO.

В то время как в WEO 2017 фраза «1,5C» использовалась реже одного раза на 100 страниц, это число увеличилось до пяти использований в 2019 году и восьми использований на 100 страниц в 2020 году. Использование «чистого нуля» увеличилось с одного раза на 100 страниц в В 2017 и 2018 годах, до шести в 2019 году и 38 на 100 страниц в отчете за этот год.

Однако случай NZE2050 не является полным сценарием ПРМЭ, и поэтому он не содержит полного набора данных, сопровождающих ШАГИ и ПБ, что затрудняет полное изучение пути.

Это кажется «странным», - говорит д-р Джоэри Рогель, преподаватель по вопросам изменения климата и окружающей среды в Институте Грантема в Имперском колледже Лондона и ведущий автор-координатор отчета IPCC 1.5C.

МЭА уже публикует длинные приложения с подробной информацией о путях распространения различных источников энергии и выбросах СО2 от каждого сектора в ряде ключевых экономик мира по каждому из своих основных сценариев. (В этом году это STEPS и SDS.)

Рогель, который в прошлом году присоединился к ученым и неправительственным организациям, призвавшим МЭА опубликовать полный сценарий 1.5C, сообщает Carbon Brief, что «все базовые данные по случаю NZE2050 должны быть доступны с той же детализацией, что и другие сценарии ПРМЭ».

Carbon Brief запросил такие данные в МЭА и обновит эту статью, если появятся новые подробности. Рогель добавляет:

«Главный вопрос, конечно, заключается в том, как NZE2050 намеревается достичь своей цели по нулевым чистым выбросам CO2 к 2050 году.Особый интерес здесь вызывает то, сколько и какой тип удаления CO2 [отрицательные выбросы] сценарий намеревается использовать и как он намеревается это делать при обеспечении устойчивого развития ».

В ПРМЭ целая глава посвящена NZE2050, с особым акцентом на изменениях, которые потребуются в течение следующего десятилетия до 2030 года.

(Он также сравнивает путь с путями, изложенными в специальном отчете МГЭИК, в котором говорится, что в случае NZE2050 траектория выбросов CO2 сопоставима со сценарием «P2», который остается ниже 1.5C с «нулевым или низким выбросом» и относительно «ограниченным» использованием BECCS.)

НИТЬ

: @IEA теперь имеет агрессивный сценарий 1,5 ° C, достигающий нуля к 2050 году.

Он основан на сценарии устойчивого развития, усиливая сокращение мощности и конечного использования, но с новыми поведенческими мерами.

Голубые сценарии - это IPCC SR15. Https://t.co/RB9jajDICn ​​pic.twitter.com/HETn2c3Icn

- Глен Питерс (@Peters_Glen) 15 октября 2020 г.

На диаграмме ниже показано, как выбросы CO2 фактически выходят на плато до 2030 года в STEPS, оставаясь чуть ниже уровня, наблюдавшегося в 2019 году, тогда как в случае NZE2050 наблюдается снижение более чем на 40%, с 34 млрд тонн (ГтCO2) в 2020 году до всего 20 ГтCO2 в 2030 г.

Глобальные выбросы CO2 от энергетики и промышленных процессов, 2015-2030 гг., Млрд тонн CO2 (ГтCO2), в соответствии с STEPS, SDS и NZE2050. Цветные клинья показывают вклад в дополнительную экономию, необходимую для SDS и NZE2050. Источник: IEA World Energy Outlook 2020.

.

Энергетический сектор вносит наибольшую часть экономии, необходимой в течение следующего десятилетия (оранжевые клинья на диаграмме выше). Но есть также важный вклад от конечного использования энергии (желтый), такого как транспорт и промышленность, а также от индивидуального изменения поведения (синий), который более подробно рассматривается в следующем разделе.

Эти три клина внесут примерно равные доли дополнительных 6,4 ГтCO2 экономии, необходимой для перехода от SDS к NZE2050 в 2030 году, заявляет МЭА.

В случае NZE2050 низкоуглеродные источники электроэнергии удовлетворят 75% спроса в 2030 году по сравнению с 40% сегодня. Солнечная мощность должна будет расти примерно на 300 гигаватт (ГВт) в год к середине 2020-х годов и почти на 500 ГВт к 2030 году по сравнению с текущим ростом примерно на 100 ГВт.

Выбросы CO2 от угольных электростанций сократятся на 75% в период с 2019 по 2030 год.Это означает, что наименее эффективные «подкритические» угольные электростанции будут полностью выведены из эксплуатации, и большинство «сверхкритических» электростанций также будет закрыто. В WEO говорится, что большая часть этого снижения придется на Юго-Восточную Азию, на которую приходится две трети нынешних мировых мощностей по углю.

Несмотря на то, что ядерная энергия внесет небольшую часть в увеличение производства с нулевым выбросом углерода к 2030 году в NZE2050, МЭА отмечает, что «длительное время разработки крупномасштабных ядерных установок» ограничивает потенциал технологии для более быстрого масштабирования в этом десятилетии.

Что касается промышленности, то выбросы CO2 сократятся примерно на четверть, при этом на электрификацию и энергоэффективность придется наибольшая доля усилий. Только в «странах с развитой экономикой» каждый месяц в этом десятилетии будет модернизироваться более 2 млн домов с целью повышения энергоэффективности.

В транспортном секторе выбросы CO2 снизятся на одну пятую, не считая поведенческих сдвигов, перечисленных ниже. К 2030 году более половины новых автомобилей будут электрическими по сравнению с 2,5% в 2019 году.

Поведенческие изменения

Впервые в обзоре этого года содержится подробный анализ потенциала изменения индивидуального поведения в целях сокращения выбросов CO2.(Это ясно даже на упрощенном уровне, когда слово «поведение» упоминается 122 раза по сравнению с 12 раз в 2019 году.)

Поведенческие изменения, такие как сокращение рейсов и отключение кондиционирования воздуха, будут играть жизненно важную роль в достижении нулевых выбросов, говорится в отчете.

Хотя SDS призывает к скромным изменениям в образе жизни людей, таким как более широкое использование общественного транспорта, этот выбор составляет лишь 9% разницы между этим сценарием и ШАГАМИ.

Для сравнения, в NZE2050 эти изменения ответственны за почти треть сокращений выбросов CO2 по сравнению с SDS в 2030 году.

Отчет включает подробный анализ предполагаемой экономии выбросов в результате глобального принятия конкретных мер, в том числе глобального перехода на сушку белья без стирки, снижение скорости движения и работу из дома.

По оценкам авторов, на 60% этих изменений могут повлиять правительства, ссылаясь на широко распространенное законодательство по контролю за использованием автомобилей в городах и усилия Японии по ограничению кондиционирования воздуха в домах и офисах.

Как показано на диаграмме ниже, большая часть экономии выбросов приходится на изменения в выборе транспорта людьми. На автомобильный транспорт (синие столбцы) приходится более половины экономии в 2030 году, а на значительное сокращение количества рейсов приходится еще один квартал (желтый).

Влияние изменений поведения в трех ключевых секторах на годовые выбросы CO2 в сценарии NZE2050. Источник: IEA World Energy Outlook 2020.

.

Около 7% выбросов CO2 от автомобилей происходит при поездках на расстояние менее 3 км, что, по словам авторов, «займет менее 10 минут».В сценарии NZE2050 все эти поездки заменены пешими и велосипедными прогулками.

В отчете оценивается, что изменение поведения может сократить выбросы от полетов примерно на 60% к 2030 году. Сюда входят существенные изменения, такие как отказ от полетов продолжительностью менее одного часа, а также сокращение количества дальних и деловых рейсов на три. кварталы.

Даже в этом случае, из-за ожидаемого роста авиации, общая активность авиации в 2030 году по-прежнему останется на уровне 2017 года в этом сценарии.

Оставшаяся экономия связана с решениями по ограничению использования энергии в домах, такими как отключение систем отопления и кондиционирования воздуха.

Работа на дому может снизить выбросы в целом, поскольку сокращение выбросов от поездок на работу более чем в три раза превышает увеличение выбросов в жилых помещениях.

Получите наш бесплатный ежедневный брифинг, содержащий дайджест новостей о климате и энергетике за последние 24 часа, или наш еженедельный брифинг, содержащий обзор нашего контента за последние семь дней.Просто введите свой адрес электронной почты ниже:

По оценкам отчета, если бы 20% глобальной рабочей силы, способной работать из дома, делали это всего один день в неделю, в 2030 году это позволило бы сэкономить около 18 миллионов тонн CO2 (MtCO2) во всем мире, как показано на диаграмме ниже.

Фактически, сценарий NZE2050 предполагает, что все, кто в состоянии сделать это, работают из дома три дня в неделю, что дает относительно скромную экономию в 55 млн т CO2.

Из-за более широких изменений в структуре энергопотребления в NZE2050 влияние выбросов от широко распространенной домашней работы невелико по сравнению с текущей ситуацией, показанной в левом столбце, или ШАГАМИ в 2030 году, показанными в среднем столбце.

Изменение годового глобального потребления энергии (левая ось Y) и выбросов CO2 (правая ось Y), если 20% населения работали из дома один день в неделю по трем различным сценариям. Сокращение выбросов от транспорта (красный и голубой) превышает увеличение выбросов в жилых помещениях (фиолетовый, темно-синий и серый), связанных с работой на дому. Источник: МЭА.

Хотя в отчете основное внимание уделяется выбросам CO2 от энергетической системы, в нем также упоминаются высокие уровни метана и закиси азота в результате глобального сельского хозяйства и, в частности, животноводства.

В нем отмечается, что без перехода к вегетарианской диете будет «очень трудно добиться быстрого сокращения выбросов».

Авторы признают, что повсеместное принятие предложенных изменений поведения маловероятно, но предполагают, что существуют «альтернативные способы», которыми такие изменения могут сочетаться для получения аналогичных результатов.

Например, хотя некоторые регионы могут не вводить более жесткие ограничения скорости, другие могут решить снизить скорость движения более чем на 7 км / ч, предложенных в отчете.

Саймон Эванс был одним из более чем 250 внешних рецензентов, которые читали разделы «Перспективы мировой энергетики» в черновой форме.

Линии публикации из этой истории

  • Солнечная энергия стала «самой дешевой электроэнергией в истории», подтверждает IEA

    .
  • Анализ: впервые детализированные графики МЭА 1.Путь 5C в World Energy Outlook

  • Анализ: «Критическое десятилетие» для климата, согласно IEA World Energy Outlook

    .

Узнайте, как сделать автомобиль на солнечной энергии дома

Как построить автомобиль на солнечной энергии
  1. Выберите материал для кузова автомобиля, который называется шасси.Подумайте об этом внимательно: вам нужно что-то крепкое, но также и что-то легкое, чтобы двигателю требовалось меньше энергии для его перемещения. (Но будьте осторожны - если он слишком легкий, его легко унесет ветром.) Большая часть инженерной мысли заключается в нахождении правильного баланса между весом и силой.
  2. Используйте гвоздь, чтобы проткнуть небольшое отверстие в центре колес. Убедитесь, что жесткая проволока или деревянные шпажки, которые вы используете для осей, плотно вошли в отверстия. Возьмите дополнительный колпачок и отрежьте стороны, оставив только верхнюю часть, которая обычно имеет небольшой внутренний ободок, чтобы бутылка не протекала.Приклейте этот колпачок к одному из колес. Вы только что создали шкив для своего ведущего колеса; внутренний край дополнительной крышки бутылки будет поддерживать приводной ремень вашего автомобиля. (Вы можете попробовать использовать на этом этапе крышку канистры из пленки вместо того, чтобы разрезать крышку бутылки. Если вы используете игрушечные колеса, такие как K'nex, вы можете просто использовать колесо меньшего размера, установленное на внутренней стороне вашего основного колеса, чтобы действовать как шкив. .)
  3. Теперь установите оси на шасси. В зависимости от того, из чего сделано ваше шасси, вы можете продеть ось с помощью винтов с ушком, установленных на дне.Еще один простой способ - приклеить соломку к нижней части шасси и продеть через них оси. (Используйте наш проект аэростатной ракетной машины в качестве справочника, чтобы узнать, как это сделать.)
  4. Присоедините шкив малого двигателя к валу двигателя. Определите, где установить двигатель, соединив ведущий шкив со шкивом двигателя, используя эластичную ленту в качестве приводного ремня. Расположите мотор так, чтобы лента была слегка растянута (но не растягивайте ее слишком сильно!). Закрепите двигатель клеем или скотчем между небольшой рамой из дерева или картона.
  5. Используйте прозрачную пластиковую ленту, чтобы соединить два солнечных элемента рядом друг с другом; затем соедините их последовательно, используя провода с зажимами типа «крокодил». Подключите положительную клемму одной ячейки к отрицательной клемме другой. Остальные клеммы подключите к двигателю. Если двигатель вращается неправильно, переключите провода в том месте, где они соединяются с двигателем. После правильного подключения вы, вероятно, захотите использовать ленту, чтобы держать провода под контролем.
  6. Установите солнечные элементы на шасси под углом, в котором они будут получать больше всего солнечного света.Выведите машину на солнечный тротуар, подсоедините приводной ремень и смотрите, как она едет!
  7. Проектирование и сборка автомобиля с нуля требует большой настойчивости, проб и ошибок, поэтому не расстраивайтесь, если ваша не сразу работает идеально. Поэкспериментируйте, чтобы увидеть, сможете ли вы улучшить конструкцию своего автомобиля на солнечных батареях. Как быстро это идет? Он едет прямо? Как бы он работал только с одним солнечным элементом? Что, если бы вы использовали более гладкие колеса для меньшего трения? Продолжайте тестировать новые идеи, чтобы ваша машина работала лучше.

После того, как вы усовершенствуете свой автомобиль, подумайте о других способах поэкспериментировать с солнечной энергией.

Можно ли построить лодку на солнечных батареях или водяной насос?

Можете ли вы провести электролиз для разделения воды на водород и кислород с помощью солнечной панели? Как мы можем использовать удивительную силу солнца?

Может быть, вы станете следующим ученым, который поможет выяснить это!

Чтобы получить больше удовольствия от солнечной науки, ознакомьтесь с этими научными проектами:

Урок солнечной энергетики

Солнце: лучший источник энергии

Каждое утро встает солнце, неся свет и тепло на землю, а каждый вечер оно заходит.Это кажется настолько обычным, что мы редко задумываемся об этом ярком объекте в небе. Но без него нас бы не было!

Глубоко в ядре нашей местной звезды атомы водорода вступают в реакцию ядерного синтеза, производя огромное количество энергии, которая течет во всех направлениях со скоростью света (это ошеломляющая скорость более 186 000 миль в секунду). Всего за восемь минут эта энергия перемещается на Землю на 93 миллиона миль.

Мы используем много разных форм энергии здесь, на Земле, но вот в чем дело: почти все они происходят от Солнца, а не только от света и тепловой (тепловой) энергии!

Закон сохранения энергии гласит, что энергия не может быть создана или уничтожена, но может изменять свою форму.Вот что происходит с солнечной энергией - она ​​принимает множество различных форм:

  • Растения преобразуют световую энергию солнца в химическую энергию (пищу) в процессе фотосинтеза. Животные едят растения и используют одну и ту же химическую энергию для всей своей деятельности.
  • Тепловая энергия солнца вызывает изменение погодных условий, в результате чего возникает ветер. Затем ветряные турбины преобразуют энергию ветра в электрическую.
  • Гидроэлектроэнергия - это электрическая энергия, производимая движущейся водой, и вода течет, потому что тепловая энергия солнца вызывает испарение, которое поддерживает движение воды в круговороте воды.
  • В настоящее время большая часть человеческой деятельности использует энергию ископаемых видов топлива, таких как уголь, нефть и природный газ. Эти источники энергии создаются в течение очень долгих периодов времени из разложившегося и окаменевшего живого вещества (животных и растений), а энергия в этом живом веществе изначально поступала от Солнца посредством фотосинтеза.

Солнце за один час посылает на Землю больше энергии, чем нужно всей планете за год. Представьте, если бы мы могли напрямую улавливать эту энергию и преобразовывать ее в форму, которая могла бы питать наши города, дома и автомобили!

Многие ученые во всем мире исследуют, как мы можем улучшить использование солнечной энергии.Один из способов - использовать солнечные тепловые панели для сбора тепловой энергии для нагрева воздуха и воды.

Другой способ - использовать фотоэлектрические (PV) элементы, также называемые солнечными элементами, для преобразования солнечного света непосредственно в электричество. («Фотоэлектрические» по сути означает «световое электричество».)

В фотоэлементах

используется такой материал, как кремний, для поглощения энергии солнечного света. Энергия солнечного света заставляет часть электронов оторваться от атомов кремния в ячейке.

Из-за того, как устроен солнечный элемент, эти свободные электроны перемещаются к одной стороне элемента, создавая отрицательный заряд и оставляя положительный заряд на другой стороне.

Когда элемент подключен к цепи с проводами, электроны будут течь по проводам от отрицательной стороны к положительной, как батарея. Этот поток электронов представляет собой электричество, и он питает нагрузку (лампочку, автомобильный двигатель и т. Д.), Которую вы подключаете к его пути.

Сегодня

фотоэлементов по-прежнему способны улавливать лишь небольшую часть солнечной энергии, поэтому их необходимы акры, чтобы собирать достаточно света для производства электроэнергии в больших масштабах.

Необходимо проделать еще большую научную работу, чтобы сделать их более эффективными и занимать меньше места.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *