ФОТОГАЛЬВАНИЧЕСКАЯ ЧЕРЕПИЦА – НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ВАШЕГО ДОМА

С каждым годом все чаще можно увидеть на крышах или фасадах различных зданий разнообразные по величине и форме панели солнечных батарей. А ведь еще совсем недавно подобный источник электроэнергии воспринимался как экзотика для стран с жарким и солнечным климатом. Но не прошло и двух десятилетий как украшенная солнечными батареями крыша уже не вызывает удивления у жителей далеко не южных стран.

Техногенные катастрофы на АЭС в Чернобыле и Фукусиме, прогнозируемое исчерпание запасов и беспокойство за будущее в связи с изменением климата привело к тому, что правительства и частные компании многих стран начали вкладывать значительные суммы в разработку альтернативных источников энергии. Также начали предоставлять ощутимые льготы тем, кто принял решение воспользоваться этими разработками. И результаты не заставили себя долго ждать.

Сегодня солнечные батареи стали реальным конкурентом традиционным источникам электроэнергии. Используют их как для сооружения мощных электростанций, так и для обеспечения электричеством загородных домой или даже отдельных фонарей. Развитие производства солнечных батарей привело к созданию фотогальванической черепицы.

Фотогальваническая черепица появилась в результате объединения фотоэлектрических ячеек с элементами черепичной кровли. Такая черепица способна одновременно генерировать электрический ток подобно солнечной батарее и защищать здание аналогично классической черепице. При этом дизайн крыши здания не нарушается чужеродными элементами.

Основным элементом любой солнечной батареи являются фотоэлементы, которые напрямую преобразуют кванты падающего солнечного излучения в свободные электроны электрического тока за счет фотоэффекта (кстати, именно за разработку теории этого явления А. Эйнштейн и был удостоен в 1921 году Нобелевской премии). Для изготовления фотоэлементов используются различные полупроводники, перспективность которых определяется стоимостью изготовления и эффективностью преобразования в электричество солнечной энергии.

На данный момент ведущие позиции все еще прочно удерживают фотогальванические панели с фотоэлементами на основе кристаллического кремния. Но к ним уже вплотную приближаются тонкопленочные батареи.

До недавнего времени, несмотря на более низкие затраты на их производство, они существенно уступали кристаллическому кремнию в эффективности преобразования.

Однако за последнее десятилетие достижения ученых и инженеров позволили как существенно удешевить технологию производства тонкопленочных панелей, так и увеличить эффективность преобразования их фотогальваническими ячейками солнечной энергии.

Конкурентоспособность солнечных батарей по сравнению с традиционными источниками электроэнергии принято оценивать в затратах на производство 1 Вт номинальной мощности. Снижение стоимости тонкопленочных фотогальванических элементов до уровня 1 $/Вт позволило начать их активное коммерческое использование для изготовления различных изделий – от фотогальванической черепицы до небольших зарядных устройств автономных устройств (например, садовых фонариков).

Впервые фотогальваническая черепица, разработанная инженерами Dow Chemical Company, была представлена широкой публике под брендом Powerhouse в 2005 году. На тот момент она была дороже классических кровельных солнечных батарей. Но перспективы солнечных батарей, которые легко могут интегрироваться в черепичную кровлю и создают существенно меньшие нагрузки на несущий каркас крыши, были по достоинству оценены.

Сегодня гибкая битумная фотогальваническая черепица Powerhouse является одним из лидеров продаж на рынке США. Для своей черепицы компания использует фотогальванические ячейки на основе нанесенного на гибкую подложку соединения селенида меди-индия-галлия (copper indium gallium selenide, CIGS) производства Global Solar Energy, Inc.

Главный конкурент Dow Chemical по рынку фотогальванической битумной черепицы в США компания CertainTeed воспользовалась для своих изделий фотогальваническими ячейками Uni-Solar, разработанными United Solar Ovonic Corporation.

Ячейки Uni-Solar из трех слоев аморфного кремния (a-Si: H), осажденных на гибкую металлическую подложку, на данный момент наиболее популярны у производителей черепицы.

Их использовала компания SRS Energy для разработки гнутой фотогальванической черепицы Sole Power Tile, которая гармонично интегрируется в кровлю из глиняной черепицы.

На основе ячеек Uni-Solar была создана и представленная на выставке «SAIE-2007» в Болонье фотогальваническая черепица Tegosolar итальянского концерна Tegola Canadese S.p.A. Продукцию именно этого производителя могут приобрести сегодня в России или Украине желающие уложить на здании кровлю с фотоэлектрическими свойствами.

Для производства панелей Tegosolar используется фотоэлемент PVL 68, который позволяет получать максимальную мощность в 68 Вт. Его фотогальванические ячейки Uni-Solar герметично упакованы между слоями стойких к механическим воздействиям полимеров: с внешней стороны – не боящийся ультрафиолета фотополимер Tefzel, а со стороны крыши – этилвинилацетат (EVA). Фотоэлемент закрепляется на основу из окисленного природного битума «Тя-юана».

Фотогальванические панели Tegosolar без проблем интегрируются со всеми видами гибкой черепицы производства Tegola и одновременно с генерацией электрического тока выполняют все функции, возложенные на кровлю из стандартной черепицы.

По ним можно ходить, не боясь повредить фотогальванические ячейки. Применять эту фотогальваническую черепицу можно при любом уклоне – от плоской крыши до размещения на фасаде здания.

Поставляется фотогальваническая черепица Tegosolar в виде гибких панелей размером 287.8х44.5х0.75 см в упаковках по 15 панелей. Одной упаковки будет достаточно, чтобы покрыть площадь в 16.64 м² и получить максимальную суммарную мощность в 1.02 кВт.

Использовав такую упаковку специалисты компании Sun Shines смонтировали и запустили в эксплуатацию в Московской области первую в России солнечную миниэлектростанцию на фотогальванической черепице.

Единственное, что может испортить настроение при выборе фотогальванической черепицы Tegosolar – это цена. Стоимость одной панели колеблется в пределах от 480$ до 570$, то есть за упаковку придется выложить от 7200$ до 8700$. Но это сейчас - в 2013 году. Учитывая, что такие системы стабильно дешевеют, такой вариант стоит иметь в виду.