Россия замахнулась на мировой рекорд по фотовольтаике

Министерство образования и науки разместило заказ на разработку солнечной батареи, по своим параметрам превосходящей все существующие образцы. Разработку опытного образца фотоэлемента, дающего КПД на уровне 50%, ведомство оценило в 100 млн рублей. Победившим на конкурсе ученым, таким образом, предстоит примерно на 10% улучшить существующий сегодня мировой рекорд КПД в фотовольтаике.

Желающий бросить вызов рекордам известен, это Андрей Лавров, главный конструктор петербургского предприятия «Ленполиграфмаш». В Минобрнауки не отрицают, что Лавров — основной претендент на победу в объявленном тендере. В конкурсной документации  «Ленполиграфмаш» упомянут как инициатор проекта, под который и объявлен конкурс.

По словам Лаврова, разрабатываемая установка представляет собой стеклянную панель прямоугольной формы. На нее напыляется несколько десятков слоев фотоэлементов с покрытием из нитрида галлия, которые принимают солнечный свет. Поверх слоев накладывается специальная светопринимающая пленка. На внутренней стороне панели закрепляются двадцать пять 500-кратных концентраторов солнечного цвета — специальные линзы Френеля. С виду они похожи на выпуклые фары машин с рифленой поверхностью, на них падает рассеянный свет, концентрируется и отправляется на солнечную панель. Закрепляются панели и линзы в металлической раме, которая подобно прожектору стоит на подвижной подставке. Площадь светопринимающей поверхности составляет чуть более 1 м. Также на установке располагается система наведения на Солнце, которая вычисляет положения светила и располагает панель под оптимальным углом. Весить вся конструкция будет порядка 100 кг, сможет выдерживать перепады температур от плюс 110 до минус 40 градусов. 

В Минобрнауки «Известиям» сообщили, что рассчитывают на успешную разработку солнечной батареи-рекордсмена, запуск серийного производства которой выведет Россию в мировые лидеры по солнечной энергетике.

— Сейчас мировая практика основана на применении силикона, то есть подложки солнечной панели из кремния. А мы предлагаем сделать подложку из нитрида галлия, что позволит значительно снизить совокупную стоимость владения установкой, — рассказал Лавров. — Киловатт электроэнергии тогда будет стоить $2,2, когда у основных конкурентов — ES System Co — он стоит $2,45.

У России большие планы на солнечный сегмент энергетического рынка: в этом году, помимо разработки солнечной панели рекордсмена, должно начаться промышленное производство солнечных батарей компании «Хевел», которая за год планируется выпустить порядка 1 млн установок: в этот проект РОСНАНО и «Ренова» уже вложили 20,1 млрд рублей.

— Наши установки будут иметь КПД минимум 8,5%, но мы надеемся увеличить эффективность до 10% и более, — говорит Антон Усачев, руководитель управления по внешним связям компании «Хевел». — Что касается установок с КПД больше 20–30%, то это разработки в основном лабораторные, до промышленного производства им пока далеко. Да и те световые концентраторы, которые заявляются, делают установку в несколько раз более дорогой.

Заведующий лабораторией фотоэлектрических преобразователей Физико-технического института имени Иоффе Вячеслав Андреев полагает, что решение задачи такого масштаба как преодоление мирового рекорда по КПД для солнечных батарей потребует затрат в большем объеме чем 100 млн рублей:

— Чтобы такую комплексную систему сделать, может и 1 млрд рублей не хватить, здесь же речь идет о разработке совершенно новых материалов и системы слежения за Солнцем. Хорошая газофазная установка для создания новых материалов, о которой идет речь в техзадании, стоит больше 100 млн. 

Андреев согласен, что тот, кто первым сконструирует конкурентоспособную установку, где цена электроэнергии будет сравнима с той, что мы получаем из розетки, станет миллиардером. Поэтому выбранный путь ученый считает правильным, но успешность проекта с таким бюджетом — маловероятной.