Обзор солнечных батарей компании First Solar

В ноябре 2011 года в штате Калифорния, США, компания First Solar приступила к строительству самой мощной в мире фотоэлектрической станции. В феврале 2013 года электростанция начала выдавать потребителям первые мегаватты, а в ноябре 2014 года строительство было полностью завершено, и станция вышла на проектную мощность 550 мегаватт, став самой мощной фотоэлектрической станцией в мире. Компания выполняла не только строительно-монтажные работы, но еще изготавливала и поставляла солнечные батареи First Solar, которые и составляли основу станции.

Строительство солнечной электростанции Тораz

Компания First Solar является ведущим поставщиком в мире комплексных фотоэлектрических солнечных установок. Суммарная мощность всех энергетических объектов, изготовленных и установленных компанией во всем мире, превышает 10 гигаватт. Новейшие технологии производства солнечных модулей позволили снизить себестоимость одного киловатта электроэнергии настолько, что даже при падении цен на ископаемые энергоносители стоимость одного киловатта «солнечного» электричества вполне конкурентоспособна со стоимостью одного киловатта «традиционного» электричества.

Солнечная электростанция Тораz(снимок со спутника)

В ноябре 2011 года в штате Калифорния, США, компания First Solar приступила к строительству самой мощной в мире фотоэлектрической станции. В феврале 2013 года электростанция начала выдавать потребителям первые мегаватты, а в ноябре 2014 года строительство было полностью завершено, и станция вышла на проектную мощность 550 мегаватт, став самой мощной фотоэлектрической станцией в мире. Компания выполняла не только строительно-монтажные работы, но еще изготавливала и поставляла солнечные батареи First Solar, которые и составляли основу станции.

Строительство солнечной электростанции Тораz

Компания First Solar является ведущим поставщиком в мире комплексных фотоэлектрических солнечных установок. Суммарная мощность всех энергетических объектов, изготовленных и установленных компанией во всем мире, превышает 10 гигаватт. Новейшие технологии производства солнечных модулей позволили снизить себестоимость одного киловатта электроэнергии настолько, что даже при падении цен на ископаемые энергоносители стоимость одного киловатта «солнечного» электричества вполне конкурентоспособна со стоимостью одного киловатта «традиционного» электричества.

Солнечная электростанция Тораz(снимок со спутника)

В основу своей деятельности компания положила принцип «Включай и работай». Компания выполняет не только строительство крупных энергетических объектов таких, как солнечная электростанция Topaz Solar Farm, но строит также небольшие корпоративные солнечные электростанции, не гнушается и электрификацией отдельных коттеджей.

Самые передовые технологии

Все мировые производители элементов солнечной вольтаики решают одни и те же проблемы – увеличение показателей эффективности своей продукции, повышение срока службы. Наиболее эффективными в этом плане до недавнего времени считались гелиевые панели, созданные на базе монокристаллического кремния.

Некоторые ведущие производители сумели довести эффективность таких модулей до 18%. Но стоимость этих солнечных панелей была очень высока, а следовательно, вырастала в цене и стоимость одного киловатта электроэнергии. Тонкопленочные модули, выполненные на базе поликристаллического или аморфного кремния, показывали намного меньшую эффективность. Понимая бесперспективность дальнейшего совершенствования технологии для повышения кремниевых фотопреобразователей, в компании First Solar начали поиски альтернативных кремнию материалов.

В небольшом американском городке Голден, расположенном в штате Колорадо, находится национальная лаборатория возобновляемых источников энергии США. Научные сотрудники компании First Solar совместно со специалистами лаборатории проводили опыты по созданию новых материалов, которые могли бы, если не заменить, то успешно конкурировать с дорогостоящим кремнием. В результате был получен высокоэффективный полупроводник – теллурид кадмия (CdTe).

Гибкие модули компании First Solar

В 2001 году на тонкопленочных солнечных панелях из этого полупроводника была получена эффективность 16,7%. Понадобилось несколько лет упорных исследований и экспериментов, чтобы повысить эффективность этих батарей до 17.3%.

Модули First Solar серии 4™

Являясь мировым лидером в области фотовольтаики и производства солнечной электроэнергии, компания First Solar установила своеобразный отраслевой стандарт, построив по всему миру электростанции суммарной мощностью более 10 гигаватт.

Установленные тонкопленочные модули прекрасно зарекомендовали себя в различных условиях эксплуатации, обеспечивая превосходную производительность и надежность. Выходя на новый уровень стандартизации и унификации, компания начала выпускать унифицированные тонкопленочные модули серии 4™, которые по сравнению с аналогичными кремниевыми панелями такой же номинальной мощности имеют лучшие показатели.

Модули на основе теллурида кадмия электростанции Тораz

Чтобы прийти к такому заключению, специалистами компании была проделана большая работа по тестированию солнечных модулей различной мощности, конфигурации, выполненных на различной элементной базе.

В результате этого тестирования было достоверно доказано, что тонкопленочные солнечные модули на базе теллурида кадмия производят больше энергии по сравнению с традиционными монокристаллическими кремниевыми модулями равной мощности.

Улучшенный температурный коэффициент приводит к увеличению выхода электроэнергии в диапазоне рабочих температур, характерных для полевых условий. Увеличенный спектральный диапазон также дает преимущества для производства электричества в условиях повышенной влажности. И, наконец, антибликовое стекло с покрытием увеличивает выработку энергии.

Все модули прошли многочисленные проверки и испытания в экстремальных условиях эксплуатации. Модули сертифицированы Международной электротехнической комиссией по стандартам IEC 61646 1500 вольт, IEC 61730 1500 вольт, IEC 61701 – коррозия от соляного тумана, IEC 60068-2-68 – сопротивление воздействию пыли и песка.

Международная организация по стандартизации ISO сертифицировала модули по классам ISO 9001:2008 – требования к системам менеджмента качества и ISO 14001:2004– система экологического менеджмента. Применение модулей компании First Solar одобрено специализированными органами США (CSI, FSEC), Великобритании (MCS), Австралии (СЕС), Японии (JET), Израиля (SII), Бразилии (INMETRO).

Основные технические характеристики

Электрические характеристики

Механические характеристики

Примечания к таблицам:

1. Устройство прошло проверку согласно тесту комплексных исследований на прочность и долговечность ATLAS 25+.
2. Тестирование в соответствии с требованиями сертификатов.
3. Ограничение мощности и гарантия работоспособности при соблюдении всех технических требований.
4. Гарантируется 97% номинальной мощности в первый год работы и потеря не более 0.7% в год до 25 лет работы.
5. Стандартные условия испытаний (STC): 1000 вольт/м², АМ 1.5, температура 25°С.
6. Все отклонения ± 10%, если не указано иное. Технические характеристики могут быть изменены без предупреждения.
7. Применение класса А для 1000 вольт (класс II), применение класса В для 1500 вольт (класс 0).
8. Номинальная рабочая температура: модуля при производстве 800 Вт/м², температуре воздуха 20°С, скорости ветра 1 м/сек.
9. Многоконтактный разъем MC4 (PV-KST4/PV-KBT4).
10. Более высокие нагрузки могут быть выдержаны при наличии дополнительных зажимов.

Кроме своей основной деятельности, компания сейчас развернула программу по вторичной переработке отработанных солнечных батарей. Старые панели может сдать любой желающий. После переработки до 90% материала используется в новых изделиях компании.

Хотя по итогам 2015 компания First Solar заняла шестое место в ТОП-10 ведущих производителей солнечных батарей, в 2016 году ее рейтинг стремительно повышается. В настоящее время компания работает над амбициозным проектом – обеспечить к 2020 году производство трети всей электроэнергии, потребляемой в Калифорнии. И планы эти успешно претворяются в жизнь.