Экономические характеристики модулей солнечных батарей

Фотоэлектрическое преобразование солнечной энергии является одним из наиболее быстро развивающихся в мире направленией практического использования возобновляемых источников энергии.

Под мощностью понимается ее значение в стандартных условиях освещения—АМ1, Т=25 ⁰С).

Масштабы использования фотоэлектрических солнечных батарей в народном хозяйстве ограничиваются более высокой стоимостью вырабатываемой электроэнергии, чем получаемой за счет использования традиционных источников энергии.

Удельная стоимость мощности плоских модулей солнечных батарей на мировом рынке составляет 4—5 долл./Вт, а стоимость фотоэлектрических установок 7—10 долл./Вт. Стоимость электроэнергии, вырабатываемой модулями, колеблется в пределах 20—30 цент./(кВт ч), что значительно превышает стоимость электроэнергии от традиционных источников.

Срок окупаемости солнечной фотоэлектрической установки Т_ок и экономический эффект установки солнечных батарей Э в зонах централизованного энергоснабжения определяются, как и для тепловой установки, в регионах, удаленных от централизованного энергоснабжения, по тем же формулам с заменой Ц_т на Ц_тр .

В настоящее время срок службы фотоэлектрических модулей оценивается оптимистическим значением Т_сл=20 лет, в перспективе (до 2030 г.)—до 30 лет, при устойчивой тенденции снижения стоимости вырабатываемой ими энергии.

Необходимо учитывать, что в Казахстане имеются большие районы, формально находящиеся в зонах централизованных энергосетей, но остродефицитные по энергии, а в сегодняшних условиях цены на энергоносители постоянно растут и неравномерны по регионам прежде всего, из-за сложности транспортировки топлива и энергии.

Отношение стоимости единицы мощности солнечной батареи с концентраторами к стоимости планарной солнечной батареи, т. е. величины Ц_БК I η₁[2С_Ф + Цс/S_Ф] в зависимости от К для различных значений параметра v и типичного значения сопротивления R = 0.3 Ом • см², при­чем стоимость планарной солнечной батареи принята равной удвоенной стоимо­сти ее модулей фотопреобразователей в сборке, как это обычно используется в экономических расчетах.

В общем случае, эта зависимость имеет минимум, по­скольку при малых К, согласно, кпд логарифмически растет, η ~ In К, а при К—> , согласно , кпд падает, η ~ In²К1К. При малых v (для типичных па­раметров фотопреобразователей: А = 1, J₀ = 10^-10А/см², R = 0.3 Ом ∙ см² — при v < 0.01) .

В настоящее время мировая стоимость единицы мощности плоских модулей составляет 4—5 долл./Вт, а цена вырабатываемой электроэнергии — 20— 30 цент./(кВт ∙ ч). Удельные стоимости солнечных фотоэлектрических установок за­висят от их назначения, комплектации необходимыми устройствами преобразова­ния и накопления вырабатываемой электроэнергии.

Стоимость мощности солнечных фотоэлектрических систем, как минимум, в 2—10 раз превышает стоимость мощности плоских модулей солнечных батарей, а минимальная цена получаемой электроэнергии соответствует цене модуля и составляет 20 цент./(кВт ч).

Стоимость мощности модулей солнечных батарей с концентраторами состав­ляет 1.5—2.5 долл./Вт, т.е. в 2—3 раза меньше стоимости плоских модулей, однако срок их службы ≥20 лет требует подтверждения.