Энергетическая отрасль имеет огромное значение для экономического развития любой страны. Для того, чтобы решить долгосрочные энергетические проблемы человечества, необходимо активно развивать солнечную энергетику. В развитых странах уделяют большое внимание разработке систем на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ), в том числе энергии Солнца. Как правило, в создании таких систем вкладываются значительные средства из государственного бюджета, действуют многочисленные налоговые льготы. Широкому внедрению солнечной энергетики препятствует ее дороговизна. Это представление въелось в общественное сознание, что использование энергии Солнца относят к далекому будущему, не отрицая при этом перспективности использования солнечной энергии для локальных нужд. Для ее оценки необходимо принимать во внимание существующие тенденции изменения цен энергии, получаемой от Солнца и традиционных источников [1–4]. Сегодня ввиду уменьшения энергетических полезных ископаемых, а именно уменьшения запасов нефти, угля и природного газа возникают серьезные проблемы. Для решения этой задачи в последние 20–30 лет доля солнечной энергетики должна возрасти до 25 %. К 2050 году снабжение солнечной энергии может достичь 20–25 %, к концу века солнечные энергетика может составить 60 % общей энергопотребления [3]. Уже на сегодня стоимость энергии, получаемой с помощью преобразования солнечной энергии термодинамическим методом, приблизилась к стоимости энергии тепловых станций. На мировом рынке производство кремния растет в последнее время примерно 30 % ежегодно, но этого недостаточно для обеспечения потребностей производителей фотоэлектрических и полупроводниковых приборов. Дефицит кремния приводит к росту цен на него.
В настоящее время метод фотоэлектрического преобразования (ФП) в мире стал одним из приоритетных направлений получения солнечной электроэнергии: максимальную экологическую чистоту преобразования энергии, возможность получения энергии практически в любом районе, значительный срок службы, малые затраты на обслуживание, независимость эффективности преобразования солнечной энергии от установленной мощности:
‒ Одним из перспективных направлений повышения эффективности фотоэлектрических систем, полученных в настоящее время, является использование в процессах фотопреобразования уникальных свойств эффекта мультиэкситонной генерации (МЭГ) [4].
‒ Достаточно перспективным направлением снижения стоимости солнечных элементов при использовании в наземных условиях является применение отходов полупроводникового кремния заводов электронной промышленности в качестве исходного материала. Этот путь создает предпосылки к использованию отбракованных при производстве полупроводниковых пластин монокристаллического кремния для выпуска более дешевых солнечных элементов. Количество таких пластин хотя ограничено, тем не менее, для применения в мелкосерийном опытном производстве вполне достаточно. На имеющемся в республике промышленном оборудовании возможно производство солнечных элементов на основе пластин монокристаллического кремния, отбракованных в электронной промышленности с КПД до 20 %. Подсчитано, что при выпуске солнечных элементов мощностью до 500 кВт в год, производство фотомодулей в республике считается рентабельным.
Согласно авторам работы [4,5], другим достаточно перспективным направлением снижения стоимости солнечных элементов при использовании в наземных условиях является применение отходов полупроводникового кремния заводов электронной промышленности в качестве исходного материала. Этот путь создает предпосылки к использованию отбракованных при производстве полупроводниковых пластин монокристаллического кремния для выпуска более дешевых солнечных элементов. Количество таких пластин хотя ограничено, тем не менее, для применения в мелкосерийном опытном производстве вполне достаточно.
Особое внимание уделяется учету использования кремниевых фотопреобразователей (ФП) в условиях жаркого климата. Причем, главная цель всех разработок — адаптация кремниевых ФП к условиям регионов республики. Особенное внимание уделено влиянию температуры на режим эксплуатации ФП в условиях экстремально жаркого климата регионов республики в летние месяцы.
С учетом климатических условий регионов Республики Узбекистан проведены оценочные расчеты влияние температуры на эффективность ФП и исходя из этих оценок разработаны ФП, способные эффективно работать в резко континентальных климатических условиях.
В последние годы широкое распространение в Узбекистане получают технологии энергосбережения и использования источников энергии. Одной из актуальных задач современной энергетики является разработка и создание мало затратных и экологически чистых возобновляемых источников энергии. Климатические и природные условия Узбекистана предоставляют великолепные возможности для cолнечной энергетики (СЭ) [4,5].
В 2013 году в марте месяце в республике Узбекистан вышел указ первого президента «О мерах по дальнейшему развитию альтернативных источников энергии». Согласно этому указу созданные в Узбекистане условия и объективные предпосылки для практического применения солнечной энергии служат основой для использования этого региона как площадки для экспериментального внедрения передовых технологий в этой сфере не только в нашей республике, но во всей Средней Азии.
В целом на основе проведенных научно-технологических, технических исследований разработаны, изготовлены и проходят натурные испытания широкий круг различных фотоэнергетических установок (ФЭУ) на основе кремниевых ФП. Они предназначены для индивидуального пользования, фермерских хозяйств, производственных объединений и т. д. и успешно находят применения.
В заключении хотим особо отметить, что нужно разработать комплексную программу проведения научно-исследовательских, опытно–конструкторских работ по использованию солнечной энергии который могли бы принимать участвовать все ведущие ученые работающие в этом направлении нашей республики.
Литература:
- Современные проблемы полупроводниковой фотоэнергетики: Пер с англ./ Под ред.Т.Коутса, Дж. Микина. — Москва.: Мир, 1988.
- Аллаев К. Р. Состояние и перспективы развития энергетики мира и Узбекистана. //Проблемы энерго- и ресурсосбережения. — Ташкент, 2006. № 3. с.26–44.
- Афанасьев В. П., Теруков Е. И., Шерченков А. А. Тонкопленочные солнечные элементы на основе кремния. 2-е изд. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2011.
- Т. А. Джалалов, Э. З. Имамов, Р. А. Муминов, Н.Насимова, Нанотехнология в решении проблемы солнечной энергетики, //рес.конф. «Актуальные проблемы использования альтернативных источников энергии». — Карши, 2014.с.15–16.
- Исмайлов К. А., Кенжаев З. Т., Абдиреймова Г. Р., Солнечная энергетика: сегодня и завтра, //9-ой Межд.конф., Қозоғистон, г.Алматы — 2016.с.225–226.
