Солнечные батареи
Солнечные батареи относятся к альтернативной энергетике, позволяющей получать дешевое электричество. Это очень перспективное направление из-за неисчерпаемости потока солнечных лучей. Батареи имеют вид плоских панелей, устанавливаемых в местах наиболее сильного падения лучей Солнца. Эффективность метода получения энергии позволяет вести ее использование во множестве сферах деятельности, что является серьезным заделом на будущее, поскольку стандартные ресурсы постепенно исчерпываются.
Устройство и принцип действия
Основу солнечной батареи составляют полупроводниковые устройства, способные преобразовывать падающие лучи в электрический ток. Производимые солнечные батареи бывают разных размеров, что зависит от места их установки. Масштабное оборудование крепится на крышах домов или автомобилей, а более мелкие приборы встраиваются в микрокалькуляторы. Обычно большие солнечные панели сверху покрываются стеклом. Это необходимо для защиты их от воздействия внешней среды и фотонов, которые обладают чересчур мощной энергетикой.
Устройство приборов
В состав солнечной батареи включены следующие элементы:
- Фотовольтаические ячейки. Данные компоненты выполняют основную функцию в батарее. Их задача состоит в преобразовании потока лучей в электричество с помощью фотовольтаического эффекта. Его суть заключается в формировании электрического заряда, что обеспечивается свойствами полупроводникового материала.
- Абсорбер. Это специально изготовленный из кремния слой, обладающий способностью поглощать солнечный свет с последующей передачей на фотовольтаическую ячейку для преобразования его в электричество.
- Покрытие. Оно необходимо для того, чтобы защищать фотовольтаические ячейки от влияния непогоды и механических повреждений.
- Стекло. Кроме защитной функции оно выполняет еще роль изоляции для сохранения внутри ячейки тепла.
- Контактные площадки. С помощью таких металлических элементов обеспечивается связь между фотовольтаические ячейками и проводами.
- Провода. Формируют связь между всеми элементами солнечной батареи.
- Инвертор. Проводит изменение постоянного напряжения в переменную величину. Это требуется для того, чтобы обеспечить питание электрических приборов.
- Аккумулятор. Является емкостью, где хранится избыток вырабатываемой энергии.
- Контроллер заряда. Устройство, необходимое для контроля величины заряда аккумулятора.
Чтобы солнечная батарея работала нормально, все компоненты должны работать в полном взаимодействии.
Принцип действия
Принцип работы солнечной батареи основывается на фотовольтаическом эффекте. Суть его заключается в том, что под воздействием света определенные материалы способны создавать на своей поверхности напряжение, что сопровождается выработкой электричества.
Происходит это за счет того, что световые фотоны выбивают из атомов отрицательные электроны, превращая их в положительно заряженные ионы. После этого формируется электрический ток, представляющий собой движение положительно и отрицательно заряженных частиц.
Работа солнечной батареи состоит в следующем:
- После попадания света на солнечную панель происходит его поглощение кремниевыми ячейками.
- Электроны выбиваются из атомов и становятся свободными. Одновременно они вместе с положительно заряженными ионами переходят в возбужденное состояние.
- Все образовавшиеся частицы начинают свое направленное движение между контактными пластинами через полупроводник. Как результат формируется электрический ток, перемещающийся в дальнейшем по электрическим сетям. При этом его излишки собираются в аккумуляторной батарее.
Что представляют собой электрические сети и как в них поступает электроэнергия, можно узнать из этой статьи.
Разновидности оборудования
Производителями выпускается несколько разновидности солнечных батареи, каждая из которых обладает своими особенностями:
- Монокристаллические. Изготавливаются такие батареи из чистого кремния. Сначала материал расплавляется, а после отвердевания разделяется на пластинки толщиной 300 мкм. Все ионы и электроны в таких батареях обладают хорошей эффективностью, что отражается на высоком КПД оборудования. В пластинках вставлены электроды, которые выглядят в виде сеток. Монокристаллическое оборудование обычно окрашивается в темно-синий или черный цвет. Это качественные изделие со сроком службы до 50 лет.
- Поликристаллические. Основу солнечной батареи составляет не цельный кристалл кремния, а множество его маленьких кусочков. Это значительно удешевляет оборудование, но и делает его работу менее эффективной, что выражается в пониженном КПД, равном 13-15%. За счет более низкой цены на такие панели присутствует увеличенный спрос.
- Тонкопленочные. В состав данного типа оборудования входит множество разных элементов, среди которых кадмий и одна из разновидностей кремния. Оборудование значительно уступает предыдущим двум видам, но имеете хорошую гибкость, и может быть установлено на любой поверхности. Популярность таких батарей выражается в том, что они могут функционировать при любой погоде, включая облачность или низкое освещение.
- Органические. Здесь исходными составляющими могут быть различные полимеры, а также углерод. Оборудование обладает эффективностью, но имеет невысокий срок службы и пока не получило широкого распространения.
- Нанокристаллические. Для изготовления этого типа батарей применяется новаторская технология. В качестве основы используются наночастицы элемента кремний. Полученные фотоэлементы характеризуются качеством, что отражается на их долговечности и эффективности, но данный метод еще не совершен для полноценной эксплуатации.
Из всех видов солнечных батарей наибольшей непопулярностью пользуется поликристаллический вариант и в первую очередь это связано с его доступностью по цене.
Характеристики солнечной батареи
Все солнечные батареи характеризуются следующими параметрами:
- Мощность. Это основной показатель солнечной батареи. Он измеряется в ваттах и указывает, сколько электроэнергии производит данная солнечная панель за единицу времени.
- Напряжение. Данная величина, измеряемая в вольтах. Она фиксирует разность потенциалов между точками батареи и может равняться 12, 24 или 48 В.
- Ток. Здесь говорит о количестве электричества, которое в течение единицы времени протекает через панель.
- Эффективность преобразования. Определяется отношением полученной на выходе электрической энергии к количеству поглощенных батареей солнечных лучей. Диапазон может составлять 5-25%.
- Размер. В зависимости от типа батареи он может составлять от 1 м² до 6 м².
- Вес. Масса солнечных батарей достигает 10-50 кг.
- Рабочая температура. Чтобы солнечная панель работала эффективно, данный интервал должен составлять от (-40)° до (+85)°. При увеличении этого параметра отдача панелей может снижаться
- Срок эксплуатация. При хорошем обслуживании в среднем солнечная батарея используется на протяжении 30 лет. При этом у лучших вариантов это срок увеличивается до 50 лет.
Также важным параметрам является тип ячейки. Он зависит от вида панели.
Правила выбора
При желании установить солнечную батарею необходимо принимать во внимание следующие факторы:
- Потребность в электроэнергии. После определения этой величины необходимо добавить еще до 30% на случай потерь.
- Тип батареи. Здесь в первую очередь нужно ориентироваться на размер финансов. Наиболее эффективные монокристаллические панели, но они и стоят дорого. Если средств недостаточно, то стоит обратить внимание на поликристаллический или тонкопленочный вариант.
- Мощность. Это основной параметр, на основании которого выбирается солнечная батарея. Мощности должно быть достаточно, чтобы панель обеспечивала выработку нужного количества электричества для дома.
- Место установки. Обычно солнечные батареи устанавливают на крыше, поскольку данная территория максимально освещенная. При этом нужно ориентироваться на такой параметр как угол наклона поверхности, который должен составлять в районе 35-45°.
- Площадь панелей. Данная величина определяется расчетным способом. Для этого нужно взять отношение всех потребностей в электричестве к выработке энергии единицы панели за сутки.
Обязательно необходимо обратить внимание на производителя. Это должна быть авторитетная компания с большим количеством положительных отзывов.
Эксплуатация и обслуживание
После установки солнечных батарей, чтобы они прослужила долго, необходимо уделять внимание их обслуживанию:
- Постоянно исследовать панели на предмет наличия загрязнений. Поверхность должна быть очищена от пыли и осевших насекомых. Эффективность работы батарей увеличивается в том случае, когда их поверхность чистая.
- Во время очищения панелей от грязи следует использовать только теплую воду и мягкую ткань.
- Регулярно следить за качеством работы инвертора, который преобразовывает выработанный постоянный ток в переменную величину.
- Периодически вести проверку надежности работы всех систем.
- С течением времени менять отдельные вышедшие из строя элементы для обеспечения высокой производительности системы.
При правильной эксплуатации и хорошем обслуживании солнечных батарей они прослужат несколько десятков лет и обеспечат дом дешевой электроэнергией.
Применение батарей
Солнечные батареи применяются в широких сферах деятельности:
- В системах электроснабжения автономного типа. Чаще всего устанавливаются в частных домах или дачах. Это часто делается в тех случаях, когда объекты удалены от центрального электроснабжения.
- Для освещения территорий. Сюда включаются уличные фонари, размещаемые в парках или вдоль улиц.
- В автомобилях. Обычно они крепится на крышах транспортных средств, и используются для зарядки аккумуляторов.
- Как возобновляемая энергетика. Оборудование устанавливается в ветросолнечных электростанциях и используется как источник энергии.
- В системах связи. Небольшого размера панели, встроенные в приборы, используются как источники питания.
- В бытовых приборах. Сюда относятся холодильники, вентиляторы и другие агрегаты, которые в качестве источника питания используют солнечную энергию. С этой целью в них встраиваются небольшие панели.
- В качестве источника питания при установке видеонаблюдения.
Кроме того, солнечные батареи уже начинают использоваться в глобальном плане. Они стали применяться в космонавтике и самолетостроении, что позволяет существенно экономить топливо.
Преимущества и некоторые недостатки
Солнечные батареи с течением времени становится все доступнее, поскольку цена на них постоянно снижается. Однако, покупая такие изделия, необходимо предварительно хорошо ознакомиться с преимуществами и недостатками панелей. К достоинствам солнечных батарей относятся:
- Экологическая безопасность. Работа солнечных батарей не приносит окружающей среде никакого вреда. Это является очень важным моментом, поскольку экология в современном мире играет решающую роль. Подробная информация об экономическом аспекте хорошо изложена в этой работе.
- Быстрая окупаемость. Рост стоимость электроэнергии наблюдается непрерывно. Что касается солнечных батарей, то здесь затраты присутствуют только в момент покупки и установки оборудования. Поскольку солнечная энергия является бесплатной, вложенный капитал очень быстро окупается.
- Простота использования. После окончания монтажа оборудования требуется только следить за его исправностью и вовремя устранять поломки. Это не несет больших затрат сил и времени.
Если обратить внимание на недостатки, то здесь стоит отметить большую стоимость оборудования. При этом следует помнить, что его окупаемость наступает очень быстро.
Солнечные батареи выгодно ставить только в регионах с продолжительным световым днем. При большой длительности ночи такое оборудование можно использовать только в качестве дополнительного источника электроэнергии.
Сохраняя позиции. Рынку малых грузовых лифтов помогли госзаказы
Спрос на малые грузовые лифты в 2020 году, несмотря на пандемию, не упал. Сохранить объемы производства оборудования основным игрокам рынка помогли строители, занимающиеся в первую очередь возведением социально значимых объектов.
По данным Росстата, по итогам 2020 года производство всех лифтов в стране в сравнении с 2019-м выросло на 104,8 % и составило 29, 3 тыс. единиц оборудования. В том числе было выпущено около 1500 малых грузовых лифтов. В сравнении с предыдущими годами объемы выпуска данного подъемного оборудования существенно не изменились, что в условиях пандемии в стране можно считать позитивным достижением.
Сохранить позиции многим производителям малых грузовых лифтов помогли заказы строительных компаний, которые почти не останавливали свою работу. В значительной степени оборудование приобреталось для социально значимых объектов (больниц, школ, детсадов, почтовых учреждений и т. д). Впрочем, были также отдельные коммерческие закупки лифтов для установки их в многоуровневых премиальных квартирах и коттеджах. Совсем «провисли» другие клиенты: рестораны и гостиницы, которым пришлось из-за коронавируса ограничить свою деятельность.
Отметим, что основными игроками рынка малых грузовых лифтов являются ЗАО «Предприятие ПАРНАС» (г. Санкт-Петербург), ПАО «Карачаровский механический завод» (Москва), ООО «Еонесси» (г. Красноярск), подмосковный Щербинский лифтостроительный завод, белорусское ОАО «Могилевлифтмаш».
Лица заказчика
Малые грузовые лифты — специфический сегмент, рассказывает исполнительный директор Национального лифтового союза, генеральный директор Ассоциации «Российское лифтовое объединение» Петр Харламов. С одной стороны, эти лифты являются вспомогательным инженерным оборудованием, но с другой, требования к ним почти такие же строгие, как к лифтам пассажирским. «Объем малых лифтов в России небольшой, около 1500 ед. в год, и обусловлен самим назначением. Как правило, это социальные объекты, учреждения питания и здравоохранения. Пандемия в 2020 году внесла изменения в портфели заказов лифтостроителей, но, по нашим данным, объем рынка сохранился. Надеемся, в 2021-м будет стабильно увеличиваться», — добавил директор ассоциации РЛО.
По словам заместителя генерального директора ЗАО «Предприятие ПАРНАС» Ольги Егоренко, 2020 год был действительно непростым для всех. Наступивший 2021-й же начался с неожиданного скачка цен на металл, но, вопреки ожиданиям, компания не только сохранила, но и увеличила объем заказов. «Сказался, конечно, эффект отложенного спроса из-за пандемии, да и финансовая помощь государства на объекты социальной инфраструктуры помогла. Сейчас наш основной заказчик, — подчеркнула она, — это строители. Причем интересна тенденция — крупные девелоперы стремятся заключать договоры напрямую с заводом, минуя цепочки ген-, суб- и прочих подрядчиков, тщательно контролируя свои затраты».
Между тем многие эксперты отмечают, что тренд на сокращение заказчиков малых грузовых лифтов, представляющих ресторанный, гостиничный бизнес, наметился давно. Сейчас портфель многих производителей оборудования приблизительно на 70–80% состоит из госзаказов, остальная доля — частники. Около десяти лет назад наблюдалась противоположная картина.
Правильный подбор
Представители отрасли считают, что активному развитию сегмента малых грузовых лифтов пока мешают несколько факторов, а именно: недостатки финансирования, проектирования и невнимание строительных компаний к качеству закупаемого инженерного оборудования.
«В своем стремлении сэкономить они нередко комплектуют социальные объекты не лифтами, а подъемниками, такое оборудование ни по назначению, ни по сроку службы не подходит, а главное — не отвечает требованиям безопасности РФ (ТР ТС «Безопасность лифтов»). В первую очередь необходимо проверять наличие документации, подтверждающей качественные характеристики оборудования. Ассоциация "РЛО" готова предоставлять информацию о своих членах — надежных производственных компаниях», — подчеркивает Петр Харламов.
К сожалению, рассказывает Ольга Егоренко, из-за недостатка проектных данных иногда клиенты забывают про требования огнестойкости, ориентируются на характеристики 60-х гг. Кроме того, например, для детского сада иногда заказчики приобретают лифт грузоподъемностью 250 кг с распашными дверями и с огромной кабиной, забывая, что работники данных учреждений женщины, и оперировать грузом больше 50 кг им вряд ли под силу. «Еще одна частая ошибка — это неправильный выбор типа оборудования, а именно, вместо малого лифта используют подъемник. Это нарушение, но, к сожалению, каким-то образом такие проекты проходят экспертизу, а на этапе реализации строители вынуждены пересогласовывать и повышать затраты», — добавляет она.
Тем не менее игроки рынка отмечают, что постепенно ситуация меняется. Заказчики становятся более вдумчивыми и внимательными покупателями, многие вводят не просто контроль затрат, но рационализируют подходы. Кроме того, государство совместно с бизнесом начинает устранять недочеты в отраслевом законодательстве и помогает решать проблемы профессионально сообщества. Это уже привело к тому, что качественные малые грузовые лифты выпускаются в достаточном количестве, а импорт целенаправленно замещается.
Мнение
Ольга Егоренко, заместитель генерального директора ЗАО «Предприятие ПАРНАС»:
Сегодня мы готовы подобрать оптимальную модель лифта, это может быть любой размер, любая конфигурация — будет удобно, функционально и недорого. На ПАРНАСе разработана специальная модель лифта для детсадов и школ, лифт встраивается в любое помещение на любом этапе строительства или в уже действующее здание. Да и по цене этот лифт ПАРНАС самый экономичный в своем классе. Мы всегда идем навстречу своим партнерам, консультируем, готовим вместе документацию.
Кстати: к малым грузовым лифтам относят подъемное оборудование, предназначенное для перемещения грузов массой 50, 100, 250 кг (отдельные модели до 500 кг). Транспортировка людей в них запрещена. Несмотря на то, что малые грузовые лифты не требуют регистрации в Ростехнадзоре, их собственники должны выполнять все правила эксплуатации данного оборудования.
Мнение
Алексей Виндюков, директор по развитию продукта и трансформации производства Щербинского лифтостроительного завода:
Основным заказчиком малых грузовых лифтов являются предприятия HoReCa, а также медицинские и дошкольные учреждения. Наиболее востребованы лифты грузоподъемностью 100 кг. Заказчикам при подборе лифтов важно обратить внимание на множество нюансов, а именно: на конструктивные особенности лифта, в том числе на различное исполнение створок и внутренней отделки, на устройство подъемного механизма и т. д. Также важно обращать внимание на наличие запасных частей и возможности сервисного обслуживания, на стабильность работы завода — изготовителя лифта и его опыт монтажа и проектирования. Эксплуатироваться малые грузовые лифты должны в соответствии со всеми правилами техники безопасности.
Конечно же, с учетом предписаний Роспотребнадзора и прошедшего локдауна с апреля по май из-за коронавируса прошедший год был весьма нестабильным. И, к сожалению, по сегменту можно сделать нейтрально-негативный прогноз. Только когда начнет восстанавливаться ресторанно-туристическая отрасль, можно будет говорить о дальнейших перспективах развития рынка малых грузовых лифтов.
Рынок изысканий пошел в рост
В конце 2020 — в начале 2021 года значительно выросла востребованность услуг рынка инженерных изысканий.
Пандемия коронавируса 2020 года внесла свои коррективы в деятельность множества организаций, в том числе относящихся к отрасли инженерных изысканий. Не все участники рынка смогли адаптироваться к произошедшим в стране переменам, а те, кто сумел под них подстроиться, к концу прошлого года не только сохранили, но и нарастили портфели заказов. Наступивший 2021 год для изыскателей обещает быть неплохим, так как есть все признаки продолжающегося восстановления рынка.
В режиме отложенного спроса
По словам начальника отдела топографо-геодезических работ ЗАО «ЛенТИСИЗ» Владимира Усова, 2020 год из-за пандемии действительно выдался достаточно сложным для планирования новых и выполнения уже запущенных объектов. Однако, несмотря на соблюдение ограничительных мер, специалисты «ЛенТИСИЗ» продолжали выполнять работы, связанные с обеспечением деятельности непрерывно действующих организаций. В целом можно отметить снижение спроса на инженерные изыскания с января по июнь 2020 года по сравнению с тем же периодом 2019-го и взрывной рост обращений в четвертом квартале. Большая доля запросов в «ЛенТИСИЗ» на выполнение изыскательских работ была связана с необходимостью их исполнения за сторонние изыскательские организации.
«Нынешний год, в отличие от предыдущих, показал огромный спрос на изыскания уже в первом квартале, и мы ожидаем еще больший рост запросов на выполнение инженерных изысканий. По нашим наблюдениям, в пандемийный год те организации, кто действительно чего-то стоил в своей сфере деятельности, выросли в объемах выполняемых работ и только нарастили клиентскую базу, а те, кто и до пандемии еле-еле сводил концы с концами, были вынуждены полностью приостановить деятельность», — отмечает Владимир Усов.
Схожее видение ситуации и у Николая Федотова, главного инженера ООО «Геодезическое Сопровождение Строительства» («ГСС»). По его мнению, сокращение количества участников рынка повысило шансы тех предприятий, которые сохранили способность активно работать, и, возможно, именно это обеспечило относительную стабильность спроса для оставшихся на рынке игроков. «Что касается "ГСС", то наша компания сумела удержаться на плаву и даже нарастить свой потенциал во многом благодаря многовекторности своей деятельности, которая, помимо инженерных изысканий, оказывает услуги также в сфере геодезического сопровождения строительства и в сфере кадастра недвижимости. Еще один фактор, который позволил "ГСС" нарастить портфель заказов в прошедшем году — это активная маркетинговая деятельность и прежде всего — продвижение услуг в интернет-среде. Для нас ожидания от 2021 года — однозначно оптимистичные. Есть все признаки постепенного восстановления строительного рынка, что сулит "ГСС" достаточное количество заказов одновременно во всех сферах деятельности компании — в инженерных изысканиях, в строительной геодезии и в кадастре недвижимости», — подчеркивает Николай Федотов.
На пути к цифровизации
Участники рынка также отмечают, что в условиях жесткой конкуренции особо важными становятся такие факторы, как высокое качество и скорость предоставляемых услуг, которые невозможно предоставлять без использования современных цифровых технологий. Изыскатели в свою деятельность начали внедрять их около десяти лет назад, но пока об очень глубоком использовании «цифры» говорить рано.
Современные технологии все настойчивее и повсеместно проявляют себя в изысканиях, продолжает тему Владимир Усов. Об этом можно судить и по количеству запросов на предоставление материалов изысканий, в форматах, совместимых с программным обеспечением для 3D-моделирования, BIM и ГИС. «Для того чтобы шагать в ногу со временем и предоставлять заказчикам необходимые материалы, мы закупили современное оборудование для аэрофотосъемки и лазерного сканирования, приобрели необходимое программное обеспечение и обучили наших специалистов работе с ним. Однако в целом, несмотря на растущий спрос, выполнение работ и предоставление материалов изысканий в современном виде тормозятся высокой стоимостью оборудования и ПО, которые себе могут позволить далеко не все организации. Также развитию мешает отсутствие соответствующей нормативной базы, разработка и внедрение которой в первую очередь и даст необходимый толчок к ускорению их внедрения», — добавляет представитель ЗАО «ЛенТИСИЗ».
По словам Николая Федотова, сейчас невозможно представить себе инженерные изыскания без электронных цифровых геодезических приборов и программного обеспечения, которые позволяет обрабатывать результаты полевых работ в десятки раз быстрее, чем прежде, и очень часто — уже в поле. «Есть, однако, у широкого внедрения цифровизации и негативная сторона — применение "умного" оборудования и все более совершенного программного обеспечения с интуитивно понятным интерфейсом позволяет выполнять геодезические работы силами сотрудников, не имеющих специального образования (операторов), что со временем может привести к снижению общего уровня профессиональной подготовки исполнителей изысканий. Но в целом, конечно же, внедрение новых технологий, и не только цифровых, весьма позитивно влияет на расширение перечня услуг на рынке и повышение их качества», — добавляет эксперт.
Заместитель руководителя департамента инженерных изысканий EcoStandard group Данила Федоров напоминает, что несколько лет проекты ведутся в облачных системах, с возможностью подключения заинтересованных лиц к разным стадиям реализации проекта. Параллельно совершенствуется возможность организации личных кабинетов заказчиков на серверах — с историей заказов, постоянным доступом к различным материалам по проекту или просмотром стадий реализации. В том числе публичная переписка с отдельными специалистами, выпускающими продукцию.
«Как и в любых случаях перехода на новое оборудование или внедрения новых технологий, следовать новым путям решения вопросов на старте всегда неудобно. В результате же после обеспечения допустимого уровня открытости и прозрачности для клиента, после предоставления возможности отслеживать свой проект и даже участвовать в его реализации удобно будет всем — это точно. Сдерживающих факторов распространения новых технологий в инженерных изысканиях в России, с моей точки зрения, нет. Главное, чтобы были объекты, для которых это действительно нужно, и заказчики, которые этого хотят», — считает он.
По словам заместителя генерального директора по развитию АО «ПЕТЕРБУРГ-ДОРСЕРВИС» Анатолия Пичугова, основные факторы, которые сдерживают развитие рынка инженерных изысканий, это отсутствие планирования работ в условиях рынка, отсутствие «дешевого» отечественного оборудования и софта и демпинг в системе госзаказа. «Внедрение новых технологий зависит от стабильности рынка, нормативной поддержки государства, а также, возможно, специальных программ по развитию импортозамещения для строительной отрасли и каких-то преференций в области налогообложения при инвестициях в обновление основных средств производства, поскольку для инженерных изысканий они постоянно усовершенствуются и требуют периодического обновления. В плане регулирования мы бы хотели видеть работу заказчика и госорганов над системой «Единого окна», автоматизацией процессов согласования, включая отмену избыточных регламентов и требований со стороны согласующих инстанций. А также решение вопросов отсутствия или длительных процессов регистрации КИС, упорядочивание работы с архивами, формирование современной и актуальной цифровой архивной базы с качественными обновлениями существующих коммуникаций и объектов», — добавил Анатолий Пичугов.
