Эко Жизнь Экологический блог

В Украине изучение и изготовление ФЭП привлекает внимание ученых и специалистов уже не один десяток лет. Работы ведутся в ИФП НАНУ, КПИ, КНИИ МП. В изготовлении образцов ФЭП и модулей принимали участие производственные цехи завода «Квазар», ПО «Гамма».
Ученые, которые ведут разработки в области солнечной энергетики, пользуются авторитетом в Украине и среди зарубежных специалистов. Продолжает работать специализированное предприятие ОАО ЦКБ «Ритм», имеющее 30-летний опыт разработок ФЭП спектрального диапазона 0,2–5,0 мкм.
К сожалению, приходится и в этом случае использовать выражение, ставшее чуть ли не грустным штампом: в этой области мы имеем большой потенциал. К сожалению — потому что кроме небольших партий и отдельных устройств собственного производства нам нечем похвалиться. К преимуществам использования солнечной энергетики относятся:

• возможность получения экологически чистой и безвредной для окружающей среды энергии;
• возможность обеспечения электроэнергией удаленных объектов при отсутствии традиционной проводной сети;
• наличие в Украине территорий с достаточно большим количеством солнечных дней, что повышает эффективность использования ФЭП;
• возможность снятия пиковых нагрузок с силовых сетей за счет дневного накопления энергии;
• возможность автономного питания различных устройств специального назначения (типа дорожных знаков, аварийных средств информации, мобильных телефонных АТС, и т. д., и т. п.).

По поводу перечисленных преимуществ оппоненты могут высказать ряд возражений. Например, производство собственно ФЭП не является абсолютно экологически чистым технологическим процессом. Здесь можно сказать, что эти процессы ничуть не вреднее любого полупроводникового производства.
Вместе с тем еще ни в одной стране не было выступлений против микроэлектронного производства. И не из-за большой любви к компьютерам и микросхемам, а благодаря тому, что разработаны достаточно эффективные средства очистки и утилизации вредных отходов производства. Остается только применять их во избежание нанесения ущерба окружающей среде и работающим. Еще одно возможное возражение: приведенная стоимость 1 ватта электроэнергии, полученной от ФЭП, с учетом всех затрат на его производство, сборку и установку существенно выше стоимости 1 ватта энергии, полученного традиционными способами. Это действительно так.
Но необходимо учитывать, что для Украины, не имеющей собственных сырьевых энергоресурсов, зато имеющей благоприятные для использования солнечной энергетики природные условия, развитие этого направления может быть серьезным подспорьем в разрешении энергетических проблем, особенно во время пиковых нагрузок.
Во-вторых, совершенствование технологий производства ФЭП неуклонно ведет к снижению их себестоимости. Наконец, в-третьих, как уже было сказано выше, рынок преобразователей солнечной энергии в виде элементов, устройств и систем постоянно расширяется, поэтому грех было бы не воспользоваться имеющимся заделом — как в части научных наработок, так и в части создания рабочих мест по изготовлению экспортно-ориентированной продукции. В части использования производственных возможностей можно констатировать следующее.
Существует ряд технологий по производству активной части ФЭП:

• на монокристаллическом кремнии, КПД=14–17%;
• на аморфном кремнии, КПД = 8–11%;
• на основе сплавов аморфного кремния, КПД= 10–12% и др.

Наиболее освоенной на предприятиях Украины является технология изготовления ФЭП на монокристаллических кремниевых пластинах, т. к. этот процесс является составной частью более емкого процесса производства кристаллов. Для обеспечения этой технологии в Украине имеются заводы по выращиванию кремния (Титано-магниевый комбинат в Запорожье, завод «Чистые металлы» в Светловодске), линии производства полупроводниковых структур в Киеве, Запорожье, Ивано-Франковске.
Использование этих ли ний по прямому назначению весьма проблематично по ряду причин. Что касается участков по выращиванию кремния, то они остановлены из-за отсутствия заказов и нерентабельности работы на малые объемы. Оживление этих производств позволило бы не только решить вопрос изготовления ФЭП, но дало бы возможность активизировать целую систему предприятий, ввести в действие дополнительные рабочие места.
Вместе с тем (при, казалось бы, очевидной привлекательности этого направления) со стороны предприятий проявляется пассивность, которую можно объяснить несколькими причинами.

1. в настоящее время требуются средства для запуска оборудования и реабилитации обслуживающего его персонала как специалистов.
2. отсутствие команды специалистов и менеджеров, способных организовать производство хотя бы на одном предприятии, чтобы впоследствии задействовать остальные.

Специалисты и руководители, которые сейчас остались на предприятиях, отягощены багажом знаний тех трудностей, которые их ожидают при реализации такой задачи.
К трудностям можно отнести следующее:

• рентабельность производства ФЭП может быть достигнута при обеспечении высокого качества на каждом этапе технологического процесса. В прошлом экономической ответственности за новое начинание, как равило, никто не нес;
• предстоит решение комплекса вопросов по испытаниям, измерениям, сертификации продукции на мировом уровне. Иначе ни о каком экспорте изделий говорить не приходится;
• производство ФЭП, по какой бы технологии они не изготавливались, относится к высоким технологиям. Опыт показывает: в этой области мгновенной отдачи не бывает, требуется время.

Такие реалии отпугивают потенциальных инвесторов, которым трудно понять, как можно вкладывать деньги в проекты, окупаемость которых рассчитана на 2–3 года. В настоящее время делаются попытки организации производства изделий солнечной энергетики. В этом процессе принимают участие, с одной стороны, специалисты, которые в той или иной мере были связаны с технологией производства ФЭП или устройств на их основе (типа элементов автономного питания).
С другой стороны, к этому производству начинают проявлять интерес предприниматели-бизнесмены, которые ищут направления, в которые можно выгодно вложить свои капиталы. Характерной чертой для тех и других является попытка решить эту задачу малыми усилиями и в самое короткое время. Желание естественное.
В заключение хотелось бы еще раз отметить, что весь комплекс производства изделий солнечной энергетики относится к высоким технологиям и соответственно требует не малых, а минимально необходимых стартовых материальных затрат и организации достаточно мощного производства для обеспечения его рентабельности.