Производство солнечных батарей

26 октября 2013

Неизменный рост потребления энергии солнечного света способствует увеличению спроса на оборудование, с помощью которого эту энергию можно накапливать и использовать для дальнейших нужд.

Наиболее популярным способом получения электроэнергии является солнечная фотовольтаика.

В первую очередь объясняется это тем, что производство солнечных батарей основано на использовании кремния – химического элемента, занимающего второе место по содержанию в земной коре.

Рынок солнечных батарей на сегодняшний день представляют крупнейшие мировые компании с многомиллионными оборотами и многолетним опытом. В основе производства солнечных панелей лежат различные технологии, которые постоянно совершенствуются.

В зависимости от ваших нужд вы можете найти солнечные батареи, размеры которых позволяют встроить их в микрокалькулятор, или панели, которые без проблем разместятся на крыше здания или автомобиля.

Как правило, одиночные фотоэлементы вырабатывают очень небольшое количество мощности, поэтому используются технологии, позволяющие соединять их в так называемые солнечные модули. О том, кто и как это делает и пойдет речь дальше.

Технологический процесс изготовления солнечных панелей

1 этап

Первое с чего начинается любое производство, в том числе и производство солнечных батарей – это подготовка сырья. Как мы уже упоминали выше, основным сырьем в данном случае служит кремний, а точнее кварцевый песок определенных пород. Технология подготовки сырья состоит из 2 процессов:

1. Этап высокотемпературного плавления.
2. Этап синтеза, сопровождающийся добавлением различных химических веществ.

Путем этих процессов достигают максимальной степени очистки кремния до 99,99%. Для изготовления солнечных батарей чаще всего используют монокристаллический и поликристаллический кремний. Технологии их производства различны, но процесс получения поликристаллического кремния менее затратный. Поэтому солнечные батареи, изготовленные из этого вида кремния, обходятся потребителям дешевле.

После того, как кремний прошел очистку, его разрезают на тонкие пластины, которые, в свою очередь, тщательно тестируют, производя замер электрических параметров посредством световых вспышек ксеноновых ламп высокой мощности. После проведенных испытаний пластины сортируют и отправляют на следующий этап производства.

2 этап

Второй этап технологии представляет собой процесс пайки пластин в секции, с последующим формированием из этих секций блоков на стекле.

Для переноса готовых секций на поверхность стекла используют вакуумные держатели. Это необходимо для того, чтобы исключить возможность механического воздействия на готовые солнечные элементы.

Секции, как правило, формируют из 9 или 10 солнечных элементов, а блоки – из 4 или 6 секций.

3 этап

3 этап – это этап ламинирования. Спаянные блоки фотоэлектрических пластин ламинируют этиленвинилацетатной пленкой и специальным защитным покрытием. Использование компьютерного управления позволяет следить за уровнем температуры, вакуума и давления. А также программировать требуемые условия ламинирования в случае использования разных материалов.

4 этап

На последнем этапе изготовления блоков солнечных батарей монтируется алюминиевая рама и соединительная коробка. Для надежного соединения коробки и модуля используется специальный герметик-клей. После чего солнечные батареи проходят тестирование, где измеряют показатели тока короткого замыкания, тока и напряжения точки максимальной мощности и напряжения холостого хода. Для получения необходимых значений силы тока и напряжения возможно объединение не только солнечных элементов, но и готовых солнечных блоков между собой.

Какое оборудование необходимо?

При производстве солнечных панелей необходимо использовать только качественное оборудование.

Это обеспечивает минимальные погрешности при измерении различных показателей в процессе тестирования солнечных элементов и состоящих из них блоков.

Надежность оборудования предполагает более долгий срок эксплуатации, следовательно, минимизируются расходы на замену вышедшего из строя оборудования. При низком качестве возможны нарушения технологии изготовления.

Основное оборудование, используемое в процессе производства солнечных панелей:

1. Стол для перемещения. Незаменим при осуществлении различных действий с солнечными модулями. Обрезка краев, укладка, установка соединительной коробки – эти и многие другие операции производят исключительно на данном столе. Закрепленные на столешнице неметаллические шарики позволяют без каких-либо усилий перемещать модуль, не повреждая его при этом.
2. Ламинатор для солнечных батарей. Как понятно из названия, данное оборудование применяется при ламинации солнечных элементов. Все необходимые параметры поддерживаются специальными контроллерами. Имеется возможность выбора как полностью автоматизированного режима работы, так и ручного управления.
3. Инструмент для резки ячеек (рисунок справа). Разрезание ячеек осуществляется волоконным лазером. Размеры задаются программно.
4. Машина для очистки стекла. Оборудование используется для очистки стеклянных подложек. Процесс происходит в несколько этапов. Сначала стекло очищают с использованием моющего средства, для чего применяют нейлоновые щетки, а затем споласкивают деионизированной водой в 2 этапа. Затем стеклянные подложки сушат холодным и горячим воздухом.

Кто поставляет нам солнечные батареи?

Солнечные панели – дело очень перспективное, а главное прибыльное. Количество покупаемых солнечных батарей увеличивается с каждым годом. Что обеспечивает постоянный рост объемов продаж, в котором заинтересован любой завод по производству солнечных батарей, а их по всему миру немало.

На первом месте стоят, конечно, китайские компании. Низкая стоимость солнечных батарей, которые китайцы экспортируют по всему миру, привела к появлению множества проблем у других крупнейших компаний. За последние 2-3 года о закрытии производства солнечных панелей объявили, по меньшей мере, 4 немецких бренда.

Началось все с банкротства компании Solon, после которой закрылись Solarhybrid, Q-Cells и Solar Millennium. Американская компания First Solar также заявила о закрытии своего завода во Франкфурте-на-Одере. Свое производство панелей свернули и такие гиганты как Siemens и Bosch.

Хотя, учитывая, что китайские солнечные батареи стоят, к примеру, почти в 2 раза дешевле немецких аналогов, удивляться здесь нечему.

Первые места в топе компаний, производящих солнечные панели, занимают:

• Yingli Green Energy (YGE) является ведущим производителем солнечных батарей. За 2012 год ее прибыль составила более 120 млн. $. Всего она установила солнечных модулей более чем на 2 ГВт. Среди ее продукции панели из монокристаллического кремния мощностью 245-265 Вт и поликристаллические кремниевые батареи мощностью 175-290 Вт.
• First Solar. Хоть эта компания и закрыла свой завод в Германии, в числе крупнейших она все-таки осталась. Ее профиль – это тонкопленочные панели, мощность которых за 2012 год составила около 3,8 ГВт.
• Suntech Power Ко. Производственные мощности этого китайского гиганта составляют примерно 1800 МВт в год. Около 13 млн солнечных батарей в 80 странах мира – это результат труда этой компании.

Среди российских заводов следует выделить:

• «Солнечный ветер»
• ООО «Хевел» в Новочебоксарске
• «Телеком-СТВ» в Зеленограде
• ОАО «Рязанский завод металлокерамических приборов»
• ЗАО «Термотрон-завод» и другие.

Более полный перечень фирм, изготавливающих и поставляющих оборудование и изделия для солнечной энергетики, вы найдете в нашем Каталоге производителей и поставщиков.

Не отстают и страны СНГ. Так, например, завод по производству солнечных батарей еще в прошлом году был запущен в Астане. Это первое предприятия подобного рода в Казахстане.

В качестве сырья планируется использовать 100% казахского кремния, а оборудование, установленное на заводе, отвечает всем последним требованиям и полностью автоматизировано. Запуск аналогичного завода есть и в планах у Узбекистана.

Инициатором строительства выступила крупнейшая китайская компания Suntech Power Holdings Co, такое же предложение поступило и от российского нефтяного гиганта «ЛУКОЙЛ».

При таких темпах строительства, следует ожидать повсеместного использования солнечных модулей. Но это и неплохо. Экологичный энергетический источник, дающий бесплатную энергию, сможет решить множество проблем, связанных с загрязнением окружающей среды и истощением запасов природного топлива.

Статью подготовила Абдуллина Регина

Видео о процессе изготовления солнечных панелей:

Перспективы бизнеса по производству солнечных панелей

Думая над идеей создания бизнеса, предпринимателям можно обратить внимание на «инновационные» направления, которые только начинают развиваться на потребительском рынке. Это несет значительные риски для бизнесмена – важно все досконально продумать, чтобы не прогореть на старте.

Одна из таких сфер – выпуск солнечных панелей. И если на зарубежном рынке подобные изделия уже давно используются простыми обывателями, то для наших соотечественников – это диковинная новинка. Солнечные панели российского производства предлагают не более десятка производителей.

А значит – у вас есть шанс покорить это направление

• Наша оценка бизнеса:
• Стартовые инвестиции – от 300000руб.
• Насыщенность рынка – низкая.
• Сложность открытия бизнеса – 5/10.

Бизнес выгоден по нескольким причинам:

• невысокие затраты на старте,
• простота технологии,
• большие возможности для развития,
• огромный рынок сбыта.

Несмотря на массу достоинств, производство и продажа солнечных панелей потребует продуманной маркетинговой стратегии. И именно новизна продукта на рынке вызовет проблемы – придется прилагать массу усилий, чтобы реализовывать коллекторы. Но хорошее качество изделий послужит лучшей рекламой.

Реально ли самостоятельно изготовить солнечные панели?

Технология производства солнечных панелей достаточно сложна. Организовывая дело, лучше привлечь к делу специалиста, знающего физику и электромеханику. И пусть «консультанту» придется заплатить, зато он поможет наладить рентабельное дело.

Первые трудности возникнут на этапе подбора сырья. Для выпуска изделий вам потребуются следующие материалы:

• поли- и монокристаллический кремний,
• алюминиевые рамки,
• сотовый полипропилен,
• сотовый поликарбонат,
• провода,
• электрические преобразователи.

Изготовление солнечных панелей как бизнес можно построить и по другому пути – вы заказываете у сторонних компаний уже готовые «детали», а перед установкой просто собираете их. В данном случае, не придется тратить денег на сложное оборудование.

Но ожидают другие трудности – удорожание готовых изделий, поскольку качественные детали стоят немало.

Если запланировали такое развитие будущего предприятия, наладьте контакты с надежными поставщиками, чтобы получать составные элементы для батарей высокого качества.

Солнечные панели для дома производятся по нескольким технологиям. И наиболее изученной из всех стала именно кремниевая методика. Она состоит из следующих этапов:

• Разрезание кремниевых пластин их очистка.
• Травление поверхности кремниевой пластины и ее структурирование.
• Нанесение фосфора на пластину и его вжигание.
• Нанесение антиотражающего слоя.
• Металлизация поверхности.
• Сушка пластин.
• Присоединение электроконтактов на лицевой стороне коллектора.
• Выравнивание пластины.
• Обрамление пластин алюминиевыми рамками.
• Тестирование готового коллектора.

Какое оборудование потребуется?

Следующее, что предстоит сделать предпринимателю после изучения технологии – купить оборудование для производства солнечных панелей. Только полная автоматизация производства позволит поставлять на рынок изделия высокого качества. При этом из себестоимость будет ниже, чем если вы решите работать на закупаемых деталях.

Для организации домашнего бизнеса вам вполне хватит «стандартного» набора мастера – электродрель, лобзики, пилы, уровень.

Чтобы получить гибридные солнечные панели, потребуется производственная линия, состоящая из следующих наименований оборудования:

• резательная лазерная машина,
• ламинатор,
• обрамляющая машина,
• машина для очистки поверхности пластин,
• «инспекционные» столы,
• автоматы для проверки коллекторов под высоким напряжением.

Достать производственную линию в России будет сложно – наши заводы пока не выпускают таких высокотехнологичных станков. Остается только искать поставщиков за границей – бизнесмены чаще заказывают линии в Европе и Китае.

Цена оборудования для изготовления солнечных панелей варьируется в широком диапазоне, в зависимости от мощности и комплектации. Азиатскую линию небольшой производительности вы купите не менее чем за 5000000 руб.

И это далеко не предел – есть полностью укомплектованные заводы, стоимость которых достигает 10000000 руб.

Желательно позаботиться о создании собственного автопарка. Так вы будете предлагать клиентам услугу доставки и сами выезжать на объекты для установки заказанных батарей. Это будет гораздо выгодней, чем каждый раз нанимать стороннее транспортное средство.

Покупая станок для солнечных батарей, узнайте у продавца, предлагает ли он услугу пуско-наладки и монтажа линии – это значительно упростит дело. Но скорее всего, за «услугу» придется доплатить.

Требование к помещению и найм персонала

И если для сборки панелей из отдельных деталей вам не потребуется больших площадей, то в случае с полноценным предприятием без аренды цеха не обойтись.

Тут тоже предстоят вложения, поскольку площадь необходимо тщательно подготовить, чтобы технология осуществлялась по всем правилам. Потребуются – вентиляционные системы, отопление, водоснабжение, трехфазное электричество, обеззараживающие установки.

В цехе должна соблюдаться чистота, поскольку предстоит вести высокоточную техническую работу. Потребуется площадь не менее 300 м2.

Домашний бизнес можно вести и в собственном гараже. Выполнив заказ, вы станете выезжать на место для установки коллектора.

Гибкие солнечные панели должны выпускаться под четким надзором специалиста. Помимо рабочего персонала, пригласите на производство квалифицированных сотрудников, имеющих опыт в работах со сложной техникой. А вот найти специалистов, которые уже работали в подобных цехах в России, будет практически нереально – если только приглашать людей из-за границы.

1. Возможно, заинтересует:
2. Идея для бизнеса: изготовление биокаминов своими руками.
3. Какое купить оборудование для производства еврозаборов?
4. Как открыть производство метизов и крепежа в России?

Рентабельность планируемого бизнеса

Чтобы открыть бизнес по сборке солнечных панелей, потребуется не так много вложений – от 300000 руб. Но если говорить о полноценном предприятии, то инвестиции возрастут в десятки раз – от 5500000 руб. К делу тогда придется привлекать сторонних инвесторов, что очень сложно, учитывая новизну направления – не каждый согласится отдать свои деньги.

Окупаться затраты начнут, когда будут отлажены каналы сбыта и продукция станет популярной в конкретном регионе (а потом и за его пределами). Рыночная цена солнечных панелей российского производства – не менее 20000 руб за коллектор площадью 2 м2.

При этом себестоимость их на 50-100 % ниже – отличные показатели рентабельности! Плюсуйте к выручкам еще и стоимость услуг по установке – а это еще как минимум 30000-50000 руб за заказ. Значит, ставьте перед собой цель продвижения продукции на рынке.

И если поначалу купить солнечные панели российского производства желающих практически не будет из-за новизны продукта и минимума отзывов от потребителей, то со временем популярность их будет только возрастать.

Чтобы раскрутить предприятие, задействуйте все рекламные возможности – объявления в журналах и газетах, сайт в интернете, реклама на ТВ и радио, обзвоны потенциальных заказчиков.

Предстоят внушительные траты на рекламу – но и эти вложения вполне себя окупят, если реклама начнет «работать», привлекая заинтересованных покупателей.

Технология изготовления солнечных панелей

Всё большей популярности набирает потребление энергии солнца, что неизменно влечет за собой увеличение спроса на оборудование, которое преобразует солнечное излучение в электроэнергию.

Самым распространенным методом получения таковой считается фотовольтаика. Разумеется, одной из причин есть то, что производство солнечных батарей базируется на использовании кремния.

Этот химический элемент – второй по численности на земном шаре.

Сейчас на рынке солнечных батарей функционируют огромные мировые компании, которые имеют многомиллионные обороты и многолетний опыт. Технологии, положенные в основу производства, из года в год совершенствуются.

Вы с легкостью найдете солнечную батарею, которая вам нужна. Будь то устройство для автомобиля, микрокалькулятора или освещения дома. Если приобрести одиночный фотоэлемент, вы заметите, что у них очень маленькая мощность.

Потому чаще их соединяют в солнечный модуль. Давайте разбираться, как.

Она делится на этапы, разберем каждый из них:

Конечно же, первое, с чего начинается абсолютно любое производство, и не только солнечных панелей, это с подготовки сырья (материала). Как говорилось ранее, в основном панели делают из кремния, а если быть точнее, то из кварцевого песка определенной породы. Технология подготовки материала включает два процесса:

1. Высокотемпературное плавление.
2. Синтез с добавлением разнообразных химических элементов.

После прохождения этих процессов можно достигнуть очищения кремния до 99,99 %.

Чаще всего для производства солнечных панелей берут поликристаллический или монокристаллический кремний. И хоть технология производства у них разная, тем не менее получение поликристаллического кремния считается более экономной. Поэтому, выбираю солнечную батарею из такого сырья, вы заплатите за нее меньше.

После очистки кремния, его режут тонкими пластинами, которые потом пройдут тестирование. Производится оно путем замера электропараметров с помощью световой вспышки ксеноновой лампы очень высокой мощности. По окончанию испытаний пластин, их отправляют на следующий этап.

• На втором этапе пластины спаивают в секции, после чего из них формируют блоки на стекле. Чтобы перенести эти секции на стекло, используются держатели из вакуума. С их помощью исключается механическое воздействие на готовый солнечный элемент. Обычно секции состоят из 10 элементов, а блоки из 4 секций, реже – из 6.
• Блоки, которые получили на втором этапе, ламинируются с помощью этиленвинилацетатной пленки и специального защитного покрытия. Компьютерное управление позволяет проследить за температурой, давлением и уровнем вакуума, а также запрограммировать условия для ламинирования.
• Это последний этап производства солнечных панелей. Заключается он в монтировании алюминиевой рамы и соединительной коробки. Специальный клей-герметик обеспечивает надежное соединение модуля и коробки. Потом солнечные батареи тестируют, измеряя ток короткого замыкания, напряжение точки максимальной мощности  и напряжение холостого хода.

Оборудование для производства солнечных батарей

В производстве солнечных панелей используют только лучшее оборудование. Благодаря высокому качеству оборудования достигается минимальная погрешность при тестировании и измерении показателей.

Также это гарантирует более длительный срок эксплуатации, что в свою очередь снижает затраты на покупку нового оборудования. Низкое же качество влечет за собой нарушения в технологии производства.

Основное оборудование, которое используют при изготовлении  солнечных панелей:

• Инструмент для резки ячеек. Ячейки режутся с помощью волоконного лазера. Размеры можно задать с помощью различных программ.
• Ламинатор. Название говорит само за себя.С его помощью ламинируют солнечные элементы. Имеет специальные контроллеры для поддержки выбранных параметров. Ламинаторы работают в двух режимах: ручном и автоматизированном.
• Столик для перемещения. Очень сложно обойтись без данного предмета. Именно на нем производят такие операции, как обрезка краев, укладка соединительной коробки и многие другие. Столешница имеет закрепленные шарики, с помощью которого можно открыть и переместить модуль, не боясь его повредить.
• Машинка для очистки стекла. Ее используют при очистке стеклянных подложек. Стекло сначала очищают при помощи моющего средства, позже ополаскивают деионизированной водой два раза. Уже после подложки сушатся с помощью холодного и горячего воздуха.

Производители солнечных батарей

Изготовление солнечных панелей из кремния – довольно перспективный и прибыльный бизнес. Спрос на солнечные панели растет каждый год. Соответственно, растут объемы продаж.

Безусловно, первое место по производству солнечных батарей занимают китайцы. Их главный козырь – очень низкая стоимость. Естественно, многие компании по всему миру не выдерживают напора и конкуренции китайских компаний.

Это стало следствием закрытия, например, четырех немецких брендов за последние пару лет. Это такие гиганты, как Solon, Solarhybrid, Q-Cells и SolarMillennium. Вслед за ними закрыла свой филиал в Германии американская компания FirstSolar, а вслед за ней и компании Siemens, Bosch. И это неудивительно.

Китайские солнечные панели стоят в два раза дешевле своих заграничных аналогов.

Топ компаний-производителей солнечных панелей:

• YingliGreenEnergy. YGE за время своего существования установила солнечных батарей больше, чем на 2 ГВт.
• FirstSolar. Несмотря на то, что компании пришлось закрыть свой завод в Германии, она не сдала свои позиции в топе. Профилем ее являются тонкопленочные панели, которых они выпустили более, чем на 4 ГВт.
• SuntechPower Ко. Производитель выпустил на рынок около 13 миллионов батарей.

Российские популярные производители батарей:

• Завод «Солнечный ветер».
• Завод «Хевел».
• Завод «Телеком-СТВ».
• «Рязанский завод металлокерамических приборов».
• «Термотрон-завод».

Страны СНГ также не пасут задних.

Например, в Астане тоже запустили завод, выпускающий солнечные батареи из кремния. Для Казахстана это пионер в подобной отрасли. В качестве материалов там планируется использование кремния, которое находится в Казахстане.

Оборудование, закупленное для производства, отвечает всем стандартам и отличается высоким качеством.

Высокие темпы строительства заводов свидетельствуют о высоком спросе на солнечные батареи. Потому в ближайшем будущем можно ожидать повсеместное использования солнечных модулей. И это, однозначно, положительно повлияет на нашу атмосферу, избавив ее от загрязнений и истощений запасов топлива.

Производство солнечных батарей: технология изготовления панелей

В условиях постоянного повышения цен на энергоресурсы, все больше внимания уделяется альтернативным источникам электроэнергии. Таким путем снижается зависимость от централизованных поставок, улучшается экологическая обстановка. Одним из направлений является производство солнечных батарей, которое к настоящему времени в целом обеспечивает растущие потребности населения.

Что такое солнечная батарея

Первые эксперименты в области солнечной энергетики начались в середине прошлого века. Ведущие индустриальные страны попытались использовать термальные станции для получения электрической энергии.

Данная технология предполагала нагревание воды концентрированными солнечными лучами, после чего она превращалась в пар.

Затем этот пар под давлением подавался на турбины генератора, заставлял их вращаться, в результате чего начинала вырабатываться электроэнергия.

Наибольший эффект получается от фотоэлементов, созданных на основе монокристаллического кремния, в том числе и российского производства. В таких кристаллах минимальное количество граней, что обеспечивает прямолинейное движение электронов.

Как устроена солнечная панель

В конструкцию панели входит определенное количество элементов, являющихся фотоэлектрическими преобразователями. С их помощью солнечная энергия превращается непосредственно в электрическую.

Основным материалом для изготовления служит монокристаллический или поликристаллический кремний, выращенный искусственным путем.

Они производятся по разным технологиям и отличаются коэффициентом полезного действия.

Эффективность фотоэлементов определяется их полезной мощностью, которая зависит от напряжения и выходного тока.

На состояние этих параметров оказывает влияние интенсивность солнечного излучения, попадающего на поверхность панели.

Значение выходного тока зависит еще и от размеров фотоэлементов: чем ярче свет, тем сильнее генерация тока. При пасмурной погоде происходит резкое снижение зарядного тока и отдаваемой мощности.

Расчетная и установленная мощность

Соединение фотоэлементов между собой осуществляется с помощью последовательной и параллельной схемы.

В первом случае это способствует увеличению выходного напряжения, а во втором – выходного тока. Обычно используется комбинированный способ, позволяющий улучшить оба показателя и сделать их наиболее оптимальными.

Данное соединение обеспечивает надежную работу всей панели, даже, если какой-то из элементов вышел из строя.

При попадании одного из фотоэлементов в тень, он на этот период сам становится потребителем тока из-за разрядки аккумулятора. В подобной ситуации возможен его перегрев и выход из строя.

Чтобы этого не произошло, выполняется шунтирование диодами по 4 штуки на каждый элемент.

При частичном попадании панели в тень, ток начинает проходить через диоды, что и спасает затененные места от перегревания.

Весь набор фотоэлементов размещается в общем корпусе, соединяющем и скрепляющем всю конструкцию. Каркас изготавливается из алюминиевого профиля, а для защиты используется специальное закаленное стекло, покрытое отражающей пленкой. Шунтирующие диоды размещаются в распределительной коробке.

Солнечная батарея не может отдавать выработанный ток непосредственно потребителю. Для этой цели используется специальное оборудование – аккумуляторы, контроллеры, инверторы, соединительные провода и другие детали.

Разновидности кремниевых установок

Прежде чем рассматривать изготовление солнечных батарей, необходимо изучить материалы, используемые в фотоэлектрическом слое элементов. Это связано с тем, что каждый материал требует собственной технологии производства и в конечном итоге влияет на характеристики и стоимость конкретного изделия.

В большинстве солнечных панелей применяются кремниевые кристаллы. Разрабатываются батареи с другими материалами, однако, несмотря на их высокий КПД, они не нашли широкого применения из-за своей высокой стоимости. В настоящее время производители солнечных батарей не изготовляют таких устройств, поскольку это неэффективно и нецелесообразно.

Элементы на основе кремния обладают повышенной чувствительностью к нагреву. Для замеров электрической генерации используется базовая температура в 25 градусов. С каждым повышением ее на 1 градус происходит снижение эффективности панелей до 0,5%. Основой кремния служат размолотые кристаллы кварцевого песка, превращенного в порошок.

В зависимости от способа производства, все панели разделяются на следующие виды.

Монокристаллические

Отличаются темно-синим цветом, равномерно распределенным по всей поверхности. Изготавливаются из наиболее чистого кремния, что позволяет получить лучший КПД, хотя и за высокую цену.

Такая повышенная стоимость получается за счет сложности технологических процессов, ориентирующих кристаллы в одном направлении.

В этом случае для максимального КПД требуется строго перпендикулярное падение лучей солнца на поверхность фотоэлементов.

В связи с этим, монокристаллическим панелям необходимо дополнительное оборудование, обеспечивающее их вращение и приведение в нужное положение в течение дня. Среди них широким спросом пользуются российские солнечные панели.

Расчет и выбор циркуляционного насоса

Поликристаллические

Обладают неравномерным синим окрасом различной интенсивности по причине хаотичной ориентации кристаллов. В фотоэлементах используется кремний, не такой чистый как в монокристаллическом варианте, однако, из-за различной направленности кристаллов обеспечиваются хорошие показатели КПД даже в пасмурную погоду.

Более низкие требования и неоднородная структура кремния существенно удешевляет его производство, что влияет и на конечную стоимость таких панелей. Им не требуется постоянная ориентация относительно солнца, поэтому они чаще всего устанавливаются на крышах частных домов и промышленных объектов.

Панели с аморфным кремнием

Технология изготовления совсем другая по сравнению с предыдущими вариантами. В данном случае применяется не чистый кремний, а гидрид кремния, разогреваемый до состояния пара и осаждаемый на специальную подложку. У таких панелей сравнительно низкий КПД – всего 8-9%, но и цена у них небольшая.

Сегодня показатель КПД удалось поднять до 12%, но таких изделий на рынке еще очень мало, и они дорогие. На эффективность аморфных панелей не оказывает влияния даже значительное повышение температуры.

Изготовление фотоэлементов

На всех специализированных предприятиях производство солнечных батарей начинается с изготовления фотоэлементов. Для каждого типа кристаллов существует собственная технология производства.

Монокристаллический кремний получается в результате термической обработки исходного сырья. На выходе получается слиток материала в виде прямоугольного бруска с однородной кристаллической решеткой и высокой степенью чистоты. Углы бруска обрезаются, а сам он разрезается на тонкие пластинки. В результате получаются квадраты с закругленными углами, которые используются в качестве фотоэлементов.

Производство поликристаллических элементов более простое, поскольку не требуется выращивание кристаллов с однородной структурой. Здесь также используется термическая обработка сырья.

После разрезания брусков получаются тонкие пластинки с видимой разнородной структурой и хаотичным расположением частичек.

Свет, попадая на них, отражается на соседние частички, в результате чего, общая отражающая способность снижается примерно на 25%.

Для улучшения поглощающих свойств поверхность пластинок последовательно обрабатывается щелочами и кислотами. Данную технологию применяет практически каждый завод по производству солнечных батарей.

Аморфные панели изготавливаются методом напыления гидрида кремния на жесткую или гибкую поверхность. С целью придания определенных свойств, в распыленный материал добавляются различные наночастицы и микроэлементы.

Готовые пластины покрываются специальным материалом, снижающим отражающие свойства. В противном случае, примерно 10% излучения отразится назад и выпадет из процесса генерации электрического тока.

За счет покрытия, свет проникает максимально глубоко и не отражается обратно.

Производство солнечных панелей

Для сбора заряда на лицевую сторону пластины наносится металлизированная сетка с оптимальной толщиной линий и их расположением относительно друг друга. Как правило, используется специальная паста, содержащая серебро. Высокая проводимость серебра позволяет увеличить КПД фотоэлементов на 15%.  Далее, из полученных фотоэлементов собираются солнечные батареи в общую конструкцию.

Тензодатчики веса: схема подключения

Все производство готовых изделий можно условно разделить на несколько этапов:

• В первую очередь выполняется тестирование, замеряют электрические характеристики. Для этот используют ксеноновые лампы, способные производить мощные вспышки. По итогам испытаний элементы сортируются и переходят на следующий этап.
• Из готовых элементов выполняется формирование секций, укладываемых на стеклянную подложку. Для укладки используются специальные вакуумные захваты, чтобы исключить любое воздействие на пластины. Один блок состоит из 4-6 секций, а каждая секция включает в себя 9-10 фотоэлектрических пластин. Соединение блоков между собой осуществляется методом пайки, поэтому каждый собранный таким образом компонент, служит дольше.
• Далее выполняется ламинирование соединенных блоков этиленвинилацетатной пленкой, после чего на поверхность наносится защитное покрытие. Все операции производятся на оборудовании с ЧПУ, а параметры ламинирования контролируются в течение всего процесса.
• На последнем этапе готовая конструкция помещается в рамку из алюминиевого профиля. Все соединения выполняются клеем-герметиком. По окончании сборки готовые солнечные панели вновь тестируются на соответствие выдаваемых параметров нормативным показателям. Такие меры позволяют снизить процент брака и увеличить срок службы солнечных батарей.

Производители солнечных батарей

Солнечные батареи уже давно перешли из стадии экспериментов в широкое промышленное производство. Хорошую и качественную продукцию выпускают отечественные заводы. Вниманию потребителей предлагаются следующие российские производители солнечных панелей.

Зеленоградская компания ЗАО «Телеком-СТВ» (Москва и Подмосковье)

Их продукция примерно на 30% дешевле зарубежных аналогов. Панель, мощностью 100 Вт, стоит примерно 6000 рублей, при заявленном КПД 20%. Предприятие специализируется на выпуске монокристаллических панелей.

Один из популярных в России завод. Основной упор также делается на монокристаллы. Налажен выпуск дополнительного оборудования – инверторов, контроллеров и других компонентов. Производятся панели небольшой мощности для зарядки мобильных устройств.

Краснодарский завод «Сатурн»

В технологиях применяются металлические, струнные, сетчатые и другие типы каркасов. Продукция компании «Сатурн» отличается высокими эксплуатационными характеристиками не только в обычных условиях, но и в космосе. Предприятие «Сатурн» выполняет полный цикл работ по проектированию, изготовлению и испытанию солнечных панелей, считается одним из лучших предприятий.

НПП «Квант»

Специализируются на выпуске солнечных панелей с двухсторонней чувствительностью. Кроме традиционных материалов, используют арсенид галлия. Самой популярной моделью является Квант КСМ-180П, мощностью 185 Вт, с напряжением 36 В. Срок эксплуатации, заявленный изготовителем, составляет 40 лет, ориентировочная стоимость – 20000 рублей.

Производство солнечных батарей: бизнес-план

Сложно представить современного человека без всех благ цивилизации. Но чтобы пользоваться большинством из них, необходима электроэнергия – чтобы заряжать телефон, ноутбук и любую другую технику.

Потребитель зависим от поставщиков электричества. Мировой рынок электроэнергии нестабилен. Цены на электричество растут, что стимулирует развитие альтернативной энергетики. Наиболее востребованное направление – солнечная энергия.

Ее популярность растет, благодаря чему развиваются отдельные сегменты бизнеса, построенного на выработке альтернативной энергетики.

Бизнес-план по производству и установке солнечных батарей поможет предпринимателю изучить эту нишу и открыть свое прибыльное дело.

Описание бизнес-идеи по производству солнечных батарей

Солнечная энергетика особо популярна в странах Средиземноморья – Греции, Италии, Испании и Турции. Однако этот сегмент альтернативной энергии хорошо развит и в других странах Европы, а также в США.

Почему растет популярность добычи альтернативной энергии:

1. Дешевизна. Добывать электричество из солнечных батарей выгодней – как в промышленных масштабах, так и для самообеспечения.
2. Доступность. Чтобы получать энергию из солнечных батарей, не нужно дополнительно закупать сырье – например, уголь.
3. Автономность. Нет зависимости от цен на электричество, сырье и политической обстановки в мире.
4. Экологичность. Такая энергетика не вредит природе, поэтому она настолько популярна в индустриально развитых странах.

В связи с этим спрос на солнечные батареи растет, особенно в России, где этот сегмент рынка только развивается. Например, если в Европе и США солнечные батареи пользуются популярностью еще с начала 2000-х годов, то в Россию они только начинают проникать.

• Производство и установка солнечных батарей – перспективный бизнес для развития в России.
• Цель данного бизнес-плана – изучить эту нишу и помочь предпринимателю открыть свое дело по реализации солнечных батарей.
• Возможны следующие варианты развития бизнеса:

• наладить производство, реализацию и установку батарей;
• найти поставщиков, организовать продажу и установку оборудования.

Виды энергии, получаемой от солнечной батареи

Существует два вида энергии, получаемой от солнечной батареи, – электрическая и тепловая.

Электрическая

Это самый распространенный вид энергии, получаемой от солнечных батарей. Для преобразования солнечной энергии в постоянный ток используются батареи на фотоэлементах.

Полноценно использовать такие батареи можно только в периоды солнечной активности. Чтобы энергия накапливалась, батареи снабжают мощными аккумуляторами и устройствами, которые преображают постоянный ток в переменный. Благодаря этому такое оборудование можно эффективно использовать даже в регионах, где наблюдается низкая солнечная активность, например на севере России.

Тепловая

Тепловая энергия добывается при помощи установленных в батарею коллекторов – плоских или вакуумных. Используя солнечную энергию и инфракрасное излучение, коллектор осуществляет нагрев жидкости (воды, масла, антифриза) или воздуха.

Такое оборудование чаще всего используют для подогрева воды или для отопления.

Чаще всего в таких батареях применяются вакуумные коллекторы. Высокая термоизоляция помогает долго сохранять тепло. Главные недостатки таких коллекторов – их высокая стоимость и необходимость в постоянном обслуживании.

Плоский коллектор стоит дешевле, но его эффективность ниже. Кроме того, он занимает больше места и не работает при низких температурах.

Технология производства

Солнечная батарея – это объединенные в один блок фотоэлектрические преобразователи. Производство такого оборудования – сложный процесс, занимающий до 6 часов. Кремний – один из главных элементов в изготовлении солнечных батарей. Кремневые полупроводники увеличивают эффективность фотоэлементов до 25%.

Этапы производства преобразователя:

1. Подготовка материалов. Кремневые полупроводники, фотоэлементы, преобразователи и другие комплектующие.
2. Формирование первоначальной поверхности пластины и ее травление.
3. Удаление лишних элементов, очистка и обезжиривание панели.
4. Формирование антиотражающего слоя на поверхности панели.
5. Нанесение металлического покрытия.
6. Подключение аккумуляторов к контактам. Осуществляется только после предварительной просушки оборудования.
7. Тестирование. После того как устройство готово, его нужно протестировать на наличие дефектов.

Анализ рынка, конкуренции и оценка рисков

Нестабильность рынка традиционной энергетики, изменчивость цен на электроэнергию и загрязнение окружающей среды – главные причины роста популярности альтернативной энергетики.

Солнечные электростанции – наиболее развитый сегмент этого рынка. В России и Восточной Европе этот вид альтернативной энергетики развит слабо. Его популярность только начинает расти.

К примеру, солнечные электростанции начали появляться в южных регионах РФ только в последнее десятилетие. Строятся как промышленные электростанции, так и домашние комплексы.

 Несмотря на наличие спроса, в РФ мало компаний, которые занимаются разработкой и установкой подобного оборудования.

Этому бизнесу присущи следующие риски:

1. Сложность организации. Важно правильно наладить все процессы – от производства до реализации товара.
2. Снижение цен на электричество. Из-за этого содержание солнечных батарей может стать менее выгодным, чем покупка электричества.
3. Сложность реализации готовой продукции.
4. Рост конкуренции, который может спровоцировать растущий спрос на услугу.
5. Сезонность. Зимой спрос на солнечные панели ниже, чем в теплое время года.
6. Долгая окупаемость.

Бизнес-план производства и установки солнечных батарей

Регистрация бизнеса

Регистрация бизнеса – первое, что должен сделать предприниматель, открывая собственное дело. Предприятие регистрируется в Федеральной налоговой службе.

Предприниматель может зарегистрировать:

1. Юридическое лицо. Подходит только крупному бизнесу с большим оборотом.
2. Оформить статус индивидуального предпринимателя (ИП). Наиболее распространенный способ регистрации. Подходит мелкому и среднему бизнесу.

Второй вариант – наиболее оптимальное решение. Оформить ИП проще и быстрее. Кроме того, регистрировать юрлицо небольшому предприятию не имеет смысла.

Чтобы оформить ИП, нужно:

1. Определиться со способом регистрации. Их два – по месту жительства и через интернет. Удобней всего подавать заявку в режиме онлайн – через сайт ФНС.
2. Выбрать коды ОКВЭД. Эти коды – своего рода индикаторы, сообщающие налоговой о том, какой вид бизнеса регистрирует предприниматель. Законом разрешается выбирать сразу несколько ОКВЭД-кодов с учетом расширения бизнеса в будущем.
3. Определиться, как платить налоги. Необходимо выбрать систему налогообложения. Оптимальный вариант для ИП – упрощенная система налогообложения. С ней проще работать.
4. Заполнить заявление по форме Р21001. Инструкция оформления и шаблон есть на сайте ФНС в разделе «Регистрация индивидуальных предпринимателей».
5. Оплатить государственную пошлину.
6. Отправить готовое заявление, прикрепив к нему все необходимые документы.

ВНИМАНИЕ! Важно с первого раза правильно составить заявление. Даже незначительная ошибка станет причиной отказа в регистрации, поэтому перед отправкой документа рекомендуется проверить его несколько раз.

Список документов, необходимых для регистрации ИП:

• паспорт;
• ИНН;
• квитанция об уплате государственной пошлины;
• заявление по форме Р21001.

Аренда помещения под цех

Помещение выбирается в зависимости от планируемых масштабов производства. Чтобы организовать небольшой цех, будет достаточно 150 кв. м.

Месторасположение цеха не имеет большого значения, если при предприятии не будет работать магазин.

ВНИМАНИЕ! Важно, чтобы в помещении хорошо функционировала вытяжка, было налажено водоснабжение и отопление в зимний период.

В качестве цеха для производства можно арендовать:

• подвал;
• помещение в промышленной части города, например часть завода;
• дом в частном секторе, который можно переоборудовать под цех.

Покупка оборудования

Для организации цеха по производству солнечных батарей понадобится следующее оборудование:

• резательная лазерная машина;
• ламинатор;
• стол для сбора элементов батареи;
• провода;
• электрические преобразователи;
• аккумуляторы;
• прочие комплектующие – отвертки, дрели, шуруповерты.

Формирование штата работников

Для организации бизнеса нужны следующие сотрудники:

• главный инженер;
• электромеханик;
• монтажники;
• менеджер по продажам;
• бухгалтер;
• уборщица.

Поиск каналов сбыта готовой продукции

1. Успех данного бизнеса во многом зависит от маркетинговой стратегии.
2. Прежде чем запускать производство, рекомендуется изучить местный рынок и заранее найти каналы сбыта продукции.
3. Каналы продаж солнечных панелей:

1. Офлайн-продажи. Ориентированы прежде всего на реализацию на местном рынке.

2. Онлайн-продажи. Многие предприниматели и частные лица предпочитают делать заказы через интернет. При помощи собственного сайта можно продавать батареи как на местном сегменте рынка, так и по всей стране.

ВНИМАНИЕ! Чтобы сбывать как можно больше продукции, нужно подключить все возможные источники для размещения рекламы.

Начинать продвижение бизнеса рекомендуется с создания сайта предприятия. Важно помнить, что сайт – лицо компании, поэтому на его разработке лучше не экономить.

Маркетинговая кампания включает:

1. СЕО-продвижение собственного сайта. Необходимо, чтобы потенциальный клиент смог найти сайт по запросам в поисковых системах.
2. СММ-продвижение. Социальные сети – мощный инструмент для привлечения клиентов. Для некоторых компаний это основной канал продаж. Кроме того, соцсети позволяют завоевать лояльность клиентов и сделать их постоянными.
3. Реклама в местных СМИ. Новостные издания читают разные сегменты ЦА (целевой аудитории), поэтому при грамотном применении такая реклама может быть весьма эффективной.
4. Наружная реклама. Размещение рекламы на билбордах, баннерах и городских рекламных досках будет напоминать потенциальному покупателю о том, где можно заказать солнечную батарею.

Финансовые расчёты

Инвестиции в проект

Вложения на старте включают:

• аренда помещения – 30 тыс. рублей;
• приобретение оборудования – 700 тыс. рублей;
• закупка материалов – 650 тыс. рублей;
• покупка автомобиля – 300 тыс. рублей;
• обустройство цеха – 150 тыс. рублей;
• рекламная кампания – 250 тыс. рублей.

Текущие расходы и амортизация

Ежемесячные траты на поддержание бизнеса включают:

• аренда – 30 тыс. рублей;
• коммунальные услуги – 45 тыс. рублей;
• закупка материалов – 650 тыс. рублей;
• заработная плата сотрудников – 320 тыс. рублей;
• реклама – 150 тыс. рублей;
• налоги.

Доходы и формирование прибыли

Предприятие производит батареи разной мощности и разного предназначения – для домашнего и промышленного использования.

Средний чек составляет 100 тыс. рублей. Маржинальность продукции – 30%.

Ожидается, что в среднем ежемесячно будет продаваться от 20 солнечных батарей. Таким образом, на начальном этапе за месяц предприятие будет зарабатывать 2 млн рублей.

Из этой суммы вычитаются траты на содержание бизнеса и налоги. Чистая ежемесячная прибыль – 500 тыс. рублей.

Срок окупаемости проекта

При условии, что ежемесячно будет продаваться 20 батарей средней стоимости, бизнес окупит себя за полгода. При этом необходимо учитывать фактор сезонности – в зимнее время спрос на подобную продукцию снижается.

Изготовление и продажа солнечных панелей – перспективный и низкоконкурентный бизнес. Однако ему присущи определенные риски. Чтобы рассчитать все возможные организационные риски, детально изучить нишу и возможность ее освоения на отдельных сегментах рынка, рекомендуется заказать бизнес-план у профессионалов.

Купить готовый бизнес план