During the past 50 years there have been regular warnings of an impending energy crisis. Now with oil prices at record highs due to demand, suppliers advising that they cannot increase production and there are no new significant oil fields to come on stream, maybe we have a real crisis now. So the advancements that have been made in solar energy production which is not only ecologically clean but increasingly cost efficient, could really come to the fore.

Solar panels on roofs

The main hindrance to making electric power produced by solar energy more widely available was the forbidding price of the solar panels. Broad commercial use of such energy production was therefore limited due to the initial capital cost and were mostly regarded as academic scientist’s ‘toys’. Then some ten years ago, a Swiss company exhibited at an international construction show a house which received all its required electrical energy from solar panels installed on its roof. However this innovation was not adopted by the Ukrainian housing market.

Now there are quite a few luxury homes located in the suburbs of Kyiv which are not powered by the main electric grid. The electric energy for these houses is provided by solar panels installed on the roofs. These panels were made by a Kyiv company that does not seem to be to interested in promoting its products on the Ukrainian market.

The company’s view is that there is hardly any reason for wide-scale promotion as “solar buildings” here are rare, whereas in the USA, for example, there are millions of houses around the country producing their electric energy needs from solar panels on their roofs. In Germany they have launched a programme to promote hundreds of thousands of roofs to be fitted with solar panels with the law changed to allow users to sell their surplus to the main electric grid suppliers.

Silicon wafers

Producing electric energy from solar energy became viable only when the cost of producing the silicon solar panels came down three-four fold. And most experts expect the cost for such panels to go down even further in the near future. So much so that it is possible soon that the cost of an integrated solar panels roof will be not much more than a regular roof. Consequently new build projects so equipped will be considerably more energy cost effective then existing buildings, where the cost of refit could be prohibitive.

Silicon began to be produced in Ukraine in large quantities about fifteen years ago at the Volnovas plant, Donetsk Oblast; at the Zaporizhzhya Titanium and Magnesium Plant and at the Svitlovodsk plant Chysti Metaly. Ukraine then still a Soviet republic produced more silicon than all the other Soviet republics put together - the total Soviet production of silicon reached 300 tons, out of which the Zaporizhzhya Titanium and Magnesium Plant alone produced 200-220 tons.

Several years ago, some businessmen from Kyiv started manufacturing silicon wafers for solar panels with the latest manufacturing equipment purchased from Switzerland (we will call their company Kyiv Silicon Company or KSC). The production volumes quickly grew and the profits were ploughed back into expansion with more of the specialised equipment, being bought to facilitate this. Today the factory in Kyiv is equipped with the best available machinery at the cutting edge of technology. Most of these wafers, the majority of which are exported to the USA and Germany, are used for making solar panels.

About 90 percent of the silicon currently produced in Ukraine is exported with annual production increasing by 15 to 20 %, with Ukrainian silicon manufacturers represented in all the major continents. The KSC is winning important tenders in competition with other well known international manufacturers due to its own extensive network of representation.

Recently, the KSC won the tender for electrification of a 600-kilometer oil pipeline in Kazakhstan. An electric power source is vital for the operation of a pipeline due to all the valves and gauges, necessary to control the flow, that are electrically driven. The company plans to install a network of solar panels at 50-kilometer intervals along the pipeline to generate this electrical energy. The system will be completely automated and vandal-proof. The glass over the solar panels, for example, will be bullet-proof, areas securely fenced in and with security cameras at every site. The whole system will be controlled via satellite link from Alma-Ata, the capital city of Kazakhstan. Security guards and technicians will be on constant standby duty, ready to fly to any possible problems by helicopter. Even though it will not be a simple system to operate, it is still two and a half times cheaper than erecting the traditional electric power lines.

The KSC is receiving more orders for its products from the Crimea, Western Ukraine, as well as from Kherson. The island Zmiyiny has also expressed some interest. However these are for fairly small consignments. The KSC hope that their major customers will be from Africa and other warm regions. Africa has up to 98 % of sunny days a year, but 95 % of its population lives without electricity. Contracts for the supply of silicon products have already been signed with South Africa, Egypt, Morocco, Kenya and other African countries.

Recently, the KSC won a UN tender for a water desalination plant in Kazakhstan. The desalination will be made with the help of equipment powered by solar panels. Also, Kazakhstan is planning to build a 3,000-kiolometer pipeline to China, and electric power will be needed to operate the flow controls along the pipe line. The KSC hopes it will be commissioned to provide solar panels for the project.

For price and quality the KSC has an advantage compared to many leading western companies. And production efficiency is also a major factor. The company works three shifts, with no days off. Production stops for only three or four hours per year to celebrate the New Year. No stoppages and a very low reject rate. Due to lower wage levels in Ukraine production costs are very competitive while maintaining high levels of quality and customer satisfaction. If a customer wants, for example, a desalination plant that will produce 100 litters of drinking water per hour, a full survey of the proposed installation site is made both topographically and of the average amount of daily sunlight over a 10 to 15 year period is made to ensure the required capacity is achieved.

Solar energy for Kyiv

The company’s experts have studied the atmospheric conditions in Kyiv and the amount of solar energy needed to provide a household with an adequate energy supply, without needing to be connected to the central electric grid. This showed that at the longitude of Kyiv, every square meter of surface receives a kilowatt of solar energy. From ten square meters of surface therefore one can achieve about 15 kilowatts of electric power during 10 daylight hours. An average urban household uses about 3 to 4 kilowatts during 24 hours. However during winter, the situation is a little more difficult - as the daylight hours shorten to about five and the angle of the sunrays fall is reduced, plus there are many more overcast days. While at the same time consumption of electric power increases.

One hundred-watt solar panel costs about $400. Such a panel can provide up to 1-1.5 kilowatts of electric power during 24 hours. In some areas it is therefore possible to produce sufficient energy so as not to require connection to the main grid. For example, the Ostrozka Academy in the city of Rivno achieves its supply of electric power from solar panels. In the village of Armyanske in the Crimea a solar power station was built for the shepherds. It produces enough energy to provide running water, to operate pumps, and other normal domestic requirements.

There is also another product that people who enjoy their gardens may find useful. Cordless solar panel-operated garden lamps which are made in Kyiv, are very convenient. The lamps are fixed to a pole that can be planted in the ground anywhere you want and the lamp will turn itself on as soon as it gets dark and switch itself off in the morning. During daylight hours it stores enough energy to keep a light all night.

The use of solar energy has good prospects all around the globe. Companies that produce solar panels are increasing, with their number around the world now over three hundred. In 2003, solar panels produced 340 megawatts of electric power, with 37 megawatts of this produced by solar panels made in Ukraine.

Про наближення енергетичної кризи говорять уже понад 50 років. Нині ціни на нафту значно підскочили, однак попит на неї, незважаючи на це, лишається високим. Постачальники нафти радять не збільшувати видобування, оскільки вже нема нових серйозних родовищ. І тому ситуація виглядає критичною вже зараз. І напрямок використання солярних установок - де енергія не тільки абсолютно екологічна, а й чим далі, тим дешевша - дійсно стає першочерговим.

Солярний, тобто сонячний

Дотепер головною перешкодою широкому впровадженню батарей, які перетворюють сонячні промені в електрику, була ціна. Вони коштували надзвичайно дорого, на них і дивилися, як на чергову “іграшку” фізиків. Років десять тому якась швейцарська фірма привезла на одну з будівельних виставок цілком автономний котедж, котрий використовував електроенергію від сонячних батарей, розташованих на його ж даху. Тоді фірмі не вдалося на нашому ринку розпочати успішний бізнес.

Однак сьогодні під Києвом уже можна зустріти чимало дорогих особняків, навіть не підключених до централізованої електричної мережі. Тут діють сонячні батареї, встановлені на дахах. Цікаво, що все устаткування для них виготовила київська фірма, про існування якої знають далеко не всі.

Фірма стверджує, що їй реклама в Україні зовсім ні до чого, бо в нас солярні будинки - екзотика, а, наприклад, у США - це вже будні, там таких дахів у сільській місцевості мільйони. В Німеччині прийняли спеціальну програму - 100 тисяч дахів із солярними установками, навіть законом передбачені серйозні пільги в тому випадку, якщо ти зайву енергію скидаєш у загальну електричну мережу.

Космічна економіка

Одержання електроенергії із сонячних променів стало рентабельним не відразу. Трапилося це у зв’язку з тим, що за останнє десятиліття ціни на дорогі кремнієві батареї впали у три-чотири рази. За оцінками авторитетних експертів, очікується, що незабаром ціни на батареї впадуть ще на порядок. Тоді дахи, які виробляють електричний струм, коштуватимуть майже, як звичайні. В цьому разі нові будівельні проекти, що матимуть подібне устаткування, розглядатимуться як більш вигідні (з точки зору споживання електрики). Переобладнання існуючих коштуватиме дорого.

... Ще якихось п’ятнадцять років тому в Україні було розгорнуто виробництво кремнію в широкому масштабі: у Волновасі Донецької області, на Запорізькому титано-магнієвому комбінаті (ЗТМК), на Світловодському заводі “Чисті метали”. Це була майже українська монополія - у той час, як весь Радянський Союз виробляв 300 т кремнію, на одному ЗТМК його видавали по 200-220 т.

Київські бізнесмени взялися за виготовлення кремнієвих пластин кілька років тому. Старт - буквально з нуля. Вони не особливо й мудрували - купили швейцарську установку і почали планомірно нарощувати виробництво, дуже швидко зробили його рентабельним, вкладали зароблені кошти в нове, далеко не дешеве обладнання. Внаслідок, сьогодні в їхньому цеху стоїть набір машин, якому може позаздрити будь-який аналогічний завод у світі. Основна маса кремнієвих пластин призначається для панелей сонячної енергетики. До речі, їх продають і в Німеччину, США.

Щороку кияни збільшують свою присутність на світовому кремнієвому ринку на 15 - 20 %, понад 90 % продукції направляється за рубіж. У цієї української групи вже є представництва на всіх континентах, і вона все більш успішно виграє тендери за участю славнозвісних фірм світу.

Недавно солярна фірма з Києва виграла програму електрифікації трубонафтопроводу довжиною в 600 км у Казахстані. Для його нормальної роботи потрібна електроенергія, котра живить мотори засувок, датчики і все інше. Кияни запропонували через кожні 50 км поставити комплекс сонячних батарей, які вироблятимуть електроенергію. Все буде автоматизовано і виконано в антивандальному (стійкому до втручання дурнів) варіанті. Наприклад, куленепробивне скло захистить солярні елементи від якогось очманілого мисливця, котрому заманеться стрельнути по комплексу.

Крім того, є й захисні сітки, камери спостереження та ще багато чого іншого. Все це непросте господарство керуватиметься через супутники з Алма-Ати, де сидітиме диспетчер-спостерігач. Якщо він помітить щось підозріле, одразу підніметься вертоліт захисту. Так, система непроста, однак солярний варіант коштує в 2,5 рази дешевше, ніж будівництво традиційних ліній електропередач.

Замовлення на солярні установки все частіше надходять із Криму, Західної України, Херсона. Зацікавилися сонячною енергетикою на острові Зміїний. Але все це дрібні й випадкові замовлення. Найбільші перспективи в українських виробників сонячних батарей відкриваються в південних районах планети, наприклад, в Африці. Тут 98% сонячних днів, величезні потоки світла, і 95% населення живе без електрики. Є контракти з Південно-Африканською республікою, Єгиптом, Марокко, Кенією і ще цілим рядом країн...

Недавно кияни виграли в Казахстані ООНівський тендер по опрісненню води з використанням сонячних систем. Попереду світить надія - якщо в Казахстані споруджуватимуть гігантський трубопровід у Китай довжиною 3 тисячі км, будуть потрібні пункти підкачування, контролю, датчики... Можливо, вималюється дуже серйозне замовлення.

Цікаві причини конкурентоспроможності заводу по параметру “ціна - якість”. Виявляється, що тут ми успішно перемагаємо кращі західні фірми. Секрет у чіткій організації праці на підприємстві. Графік дуже твердий - три зміни, без вихідних. Виробництво зупиняється тільки під Новий рік на 3 - 4 години. Більше устаткування не простоює ні хвилини. Кількість браку мінімальна. У змаганні із Заходом рятує також те, що ми не розбещені розмірами зарплати і швидко навчилися виконувати побажання замовника. Якщо іноземний фірмач, наприклад, каже: хочу мати 100 літрів питної води за годину, йому виконають усе, починаючи від вивчення метеорологічних умов (ймовірності похмурих днів за 10 - 15 років), обстеження ділянки до визначення площі сонячних панелей, установки насосів тощо.

А якщо таку послугу зробити для киян?

Фахівці фірми підрахували енергетичні можливості сонця над нашою головою і що потрібно зробити, аби не підключати будинок у провінції до ненадійної електромережі. Виявилося, що на широті Києва на квадратний метр поверхні падає один кіловат сонячної енергії. Тобто, з 10 квадратних метрів за 10-годинний світловий день реально можна одержати 15 кіловат. Звичайна квартира протягом доби споживає 3 - 4 кіловати. Правда, взимку умови погіршуються: світловий день - 5 годин, кут нахилу сонця менше, ймовірність непогоди більша. І для цього будинку вже потрібен семиразовий запас потужності.

Продовжимо наші підрахунки. Сьогодні один ват встановленої потужності коштує на рівні 4 доларів. Вартість однієї панелі на сто ватів - близько 400 доларів. За день вона може дати 1-1,5 кіловати електроенергії. У Криму (с. Армянське) зрозуміли вигоду, зробили сонячну станцію для вівчарів. З її допомогою одержують воду, включають насоси, телевізор, кип’ятильники і так далі. В Острозькій академії (м. Рівне) освітлення здійснюється на сонячних панелях.

У Києві виготовляють цілком автономні садові ліхтарі, до яких не потрібно тягти проводку, не слід боятися перерізати її лопатою. Встановити такий ліхтар дуже просто - застромив стовп у будь-якому місці саду, і лампочка засвітититься, як тільки смеркне. Вранці згасне сама. За день знову накопичиться електроенергія, котрої вистачає на всю ніч.

Солярний бізнес на планеті росте, мов сніжна грудка. Випуском установок для сонячної енергетики займаються три сотні фірм. За 2003 рік у світі сонячні батареї виробили 340 мегават електроенергії, з них 37 мегават - на елементах, виготовлених у Києві.