10 شهریور 1395 0 2662 انرژی فتو ولتائیک .
انرژی های تجدید پذیر
بهترين و عظيم ترين و پاكترين انرژي .خورشيد تابان است كه ميليونها سال بر جهان ميتابد و نيرو ميدهد. و پایانی ندارد. و مادر انرژي هاي ديگر مانند باد .آب. ابر.هيدروژن .زيست توده.نفت.گاز.ذغال سنگ و زمين گرما و... است .
اگر آفتاب نباشد. حيات از بين ميرود. پس قدر و منزلت اين انرژي پايدار را بهتر بدانيم. و توجه مان را به سمت انرژي خورشيد سوق دهيم. و از اين موهبت الهي بيشتر استفاده كنيم.
آيا كره .ژاپن. و اكثر كشور هاي پيشرفته نفت و گاز دارند؟ خير .آنها با بهره گيري از هوش و صنعت و ديگر منابع و صرفه جوئي .به اين پيشرفتها رسيده اند.
خورشید در این شرایط بحران اقتصادی، بازاری برای باتری نوری ولتاژی یا خورشیدی (PV) است که سال به سال رشد می‌کند. مواد صنعتی خاصی در کاربردهای ویژه برای ساخت PV استفاده می‌شوند مانند کربور سیلیسیم و ماسه گداخته که در حال حاضر تقاضا برای این مواد روبه افزایش است.
پیش‌بینی می‌شود که تولید برق توسط PV ظرف 5 سال آینده در اروپا، آمریکا و ژاپن افزایش پیدا کند. این بازار توانسته است فروشندگان کانی‌های صنعتی خاصی را به خود جذب کند چون آنان احساس می‌کنند فرصتی برای رشد در این بازار به‌وجود آمده است.
اما انرژی خورشیدی یکی از گرانترین منابع تولید برق یا انرژی است که نیازمند حمایت‌های مالی و طرح‌های انگیزشی دولتی برای افزایش جذابیت اقتصادی آن است.
10 سال پیش ژاپن نخستین تولیدکننده و بازار مصرف PV بود، اما حدود 5 سال پیش اروپا از ژاپن پیشی گرفته و هم‌اکنون در ردیف نخست قرار دارد.
تا سال 2008 میلادی اروپا بالغ بر 80 درصد از بازار جهانی PV به میزان 6/5 گیگاوات را به‌خود اختصاص داده بود. اسپانیا و آلمان دو کشور عمده مصرف‌کننده هستند که در سال 2008 هر کدام به ترتیب MW2511 و MW1500 مصرف کرده‌اند. بازار اسپانیا بیش از 10 برابر بازار ژاپن است. سال گذشته بازار PV در آمریکا به MW342 افزایش داشت حال آنکه بازار ژاپن به 230 مگاوات رسید اما حتی این صنعت رو به رشد نیز در برابر بحران اقتصادی ایمن نمانده است. شرکت‌ها با مشکلات دستیابی به منابع مالی مواجه بوده و برخی نیز از نیروی انسانی خود می‌کاهند.
در موارد دیگری بانک‌ها و نهادهای مالی سرمایه‌گذار که حامیان اصلی انرژیهای جایگزین هستند، از تامین منابع مالی در این صنعت سرباز زده و در نتیجه به توسعه و تولید آن لطمه وارد آمده است. طبق مطالعات انجام شده در زمینه‌های دیگری مانند فروش و کاربرد باتری‌های PV در سیستم‌های گرمایشی استخرهای شنا در سال 2007 و 2008 در آمریکا کاهش پیدا کرده است.
مصرف انرژی خورشیدی
برای گرفتن انرژی از خورشید سه روش وجود دارد: گرمای خنثی یا غیرفعال، گرمای حرارتی خورشیدی و انرژی نوری ولتاژی، گرمای خنثی یا غیرفعال همان نور طبیعی آفتاب است و ساختمان‌ها حالا به‌گونه‌ای طراحی می‌شوند که نیاز گرمایی آن به حداقل برسد و گرمای حرارتی خورشیدی برای تامین آب گرم منازل، سیستم‌های گرمایشی و استخرهای شنا استفاده می‌شود.
روش سوم استفاده انرژی خورشیدی ساخت سیستم‌های PV است که اشعه خورشیدی را به برق تبدیل می‌کند. در این سیستم از باتری‌های PV استفاده می‌شود که شامل یک یا دو لایه ماده نیمه‌هادی است. زمانی‌که نور خورشید روی این باتری‌ها می‌تابد ایجاد یک میدان الکتریکی کرده و باعث جریان الکتریکی می‌شود. هرچه که شدت این نور زیاد باشد، الکتریسیته بیشتری جاری می‌شود. باتری‌های PV برای تولید برق نیاز به روشنایی روز دارد و نه اشعه تند آفتاب که کاربردهای آن و حیطه جغرافیایی آنان را افزایش می‌دهد.
باتری‌های PV به دو روش اصلی استفاده می‌شود. ابتدا باتری‌های PV برای تولید برق ساخته می‌شوند که می‌تواند برای یک کارخانه یا نیروگاه واحدی باشد یا به‌عنوان یک نیروگاه خورشیدی متمرکز (CSP) و یا به‌صورت شبکه‌ای برای تامین برق شبکه‌های کنونی برق عمل کند. روش دیگر مربوط است به باتری‌های PV با تولید انرژی خورشیدی برای کاربردهای حرارتی مانند گرم کردن آب استخرها، تامین آب گرم خانه و سیستم‌های حرارتی که در آمریکا کاربرد بیشتری دارد.
فناوری PV
دو نوع اصلی تکنولوژی نوری ولتاژی وجود دارد: تکنولوژی سیلیکون کریستالی و تکنولوژی ورقه نازک، معمولی‌ترین تکنولوژی سیلیکون کریستالی است که بالغ بر 90 درصد از باتری‌های PV تولید کنونی با استفاده از این فناوری کار می‌کند.
در این تکنولوژی، باتری‌های سیلیکونی کریستانی از ورقه‌های نازک از یک کریستال (سیلیکون تک کریستالی)، یا با برش ورقه‌هایی از یک قطعه کریستال یا بلوری (چند کریستالی) ساخته می‌شود. علاوه بر این می‌توان آنها را از ورقه‌های نواری ضخیم‌تری تولید کرد.
باتری‌های خورشیدی تجاری دارای یک کارآیی 15 درصدی تبدیل نور خورشید به انرژی است. در شرایط تحقیقاتی یا آزمایشی این ضریب کارآمدی به 25 درصدی نیز رسیده است.
باتری‌ها یا سلول‌های خورشیدی که به‌صورت ورقه‌های نازکی هستند از رسوب لایه‌های بسیار نازک از مواد حساس به نور روی یک زمینه ارزان قیمت مانند شیشه، فولاد ضدزنگ یا آلومینیوم ساخته می‌شوند. مدول‌های ورقه نازک دارای هزینه‌های تولید پایین‌تری نسبت به فناوری کریستالی هستند اما در حال حاضر این فناوری با ضریب‌های کارآمدی بسیار پایین‌تر (13ـ5 درصد) کار می‌کنند. بازار در شرایط تحقیقاتی ضریب کارآمدی در حد بالای 20 درصد به‌دست آمد. هم‌اکنون مدول چهار ورقه نازک تجاری آن موجود است. این مدول‌ها سیلیسیم بی‌شکل (a-Si)، کادمیوم تلوریت (cdte)، مس ایندیوم/ گالیوم دیس الزاید/ دی‌سولفید (CIS, CIGS) و باتری‌های چند تماسی (a-Si/m-Si) هستند اما استفاده از ایندیوم و کادمیوم از نظر تامین یا دستیابی و مصرف و دفع مواد دارای مشکلات زیست‌محیطی است.
فرآیند تولید باتری‌های سیلیسیمی بسیار پرهزینه است که یک نگاه سریع به فرآیند تولید آن دلیل آن را مشخص خواهد کرد:
ابتدا کوارتز مرغوب و کیفی به سیلیسیم نوع متالورژیکی احیا شده و با استفاده از اسید کلریدریک به سیلیسیم نوع خورشیدی تبدیل می‌شود. سیلیسیم نوع خورشیدی دارای درجه خلوص یک ppma (یا شش 9) در مقایسه با سیلیسیم نوع الکترونیکی (برای نیمه هادی‌ها) است. از خاصیت ویژه خورندگی اسید کلریدریک برای رسیدن به این هدف استفاده می‌شود و این بدین معنی است تجهیزاتی که از فولاد ضدزنگ ساخته شده‌اند باید مکررا عوض شوند.
در مرحله بعدی، فرآیند Sieman نیز بسیار انرژی‌بر است که برای ایجاد واکنش و تولید پلی سیلیسیم با درجه خلوص بالا در درجه حرارت تقریبی 1150 درجه سانتیگراد، یک جریان الکتریکی را از یک میله سیلیسی با درجه خلوص بالا عبور می‌دهند. سپس سیلیسیم در بوته‌های کوارتز با درجه خلوص بالا در حرارت 1400 درجه سانتیگراد ذوب شده و سپس با استفاده از یک کریستال کوچک سیلیسیم در حد یکدانه کریستاله یا متبلور شده که چرخانیده می‌شود تا شمش (ingot) استوانه‌ای یا سیلندری تولید کند.
این کنده یا شمش به یک مربع تبدیل می‌شود که 25 درصد آن تلف می‌شود و سپس شمش مربع به ورقه‌های برش داده می‌شود. برش دادن یا قاچ کردن بسیار آهسته انجام می‌شود که نیاز به چندین ساعت وقت دارد و حتی با وجود اره چندتیغه‌ای (سیم برش) و افت شمش به‌صورت خاک اره تا 30 درصد کار به کندی انجام می‌شود. برش یا قاچ کردن یکی از پرهزینه‌ترین مراحل در فرآیند تولید ورقه نازک سیلیس است.
سرانجام اینکه این ورقه‌های نازک (ویفر) پولیش و تمیز شده و کاملا آماده استفاده برای تولید باتری می‌شود. احتمالا ورقه‌های نازک سیلیس بالغ بر 50 درصد هزینه تولید مدول PV را دربر می‌گیرد. برق زیادی برای تولید ورقه‌های نازک سیلیس لازم است که عامل بازدارنده دیگری برای تولید زیاد یا صنعتی آن است مگر اینکه روش ارزان‌تری ابداع و ایجاد شود.
اما تحقیقات باتری‌های خورشیدی سریعا رو به تکامل است که به‌زودی مواد و فرآیندهای خاصی به‌وجود خواهد آمد که مصرف انرژی و هزینه‌های تولید آن را کاهش خواهد داد.
تکنولوژی‌های در حال تکامل
در حال حاضر تکنولوژی‌های دیگر PV مانند باتری‌های متمرکز شده (CSP) در حال تکامل است که از کلکتورهای متمرکزی ساخته می‌شود و با استفاده از یک عدسی نور خورشید را بر روی باتری‌ها یا سلول‌ها متمرکز می‌کنند. در این روش از باتری‌های PV استفاده می‌شود که کارآمدی آن بین 20 تا 30 درصد است.
تحول دیگر ساخت باتری‌های انعطاف‌پذیر است که آنها در پلاستیک‌های نازکی قرار می‌دهند که کاربردهای جدید و زیادی در بخش ساختمانی و مصرف‌کنندگان نهایی خواهد داشت.
مواد و فرآیند تولید PV از کوارتز تا باتری‌های خورشیدی
کوارتز (Sio2) در کوره قوس الکتریکی در حرارت تقریبی 1900 درجه سانتیگراد تبدیل به سیلیس نوع متالورژی (خلوص 99 درصد) می‌شود که اسید کلریدریک بدان اضافه می‌کنند تا SiHcl3 به‌دست آید و پس از آن با تقطیر این ماده آن را خالص می‌کنند. ماده خالص تری کلروسیلان در حرارت 1100 درجه سانتیگراد در فرآیند Siemans به سیلیسیم چند بلوری تبدیل می‌شود و سپس این ماده در 1500 درجه حرارت سانتیگراد با استفاده از بوته‌های کوارتز با درجه خلوص بالا (سیلیس گداخته)، سیلیسیم تک‌بلوری به‌دست می‌آید. با برش و صیقلی کردن (SIC) و افت ماده سیلیسیم تک بلوری ورقه‌های نازک سیلیس تولید می‌شود که در درجه حرارت تقریبی 900 درجه سانتیگراد باتری یا سلول به‌دست می‌آید که نخستین نسل باتری‌های ورقه نازک سیلیسی تولید می‌شود.
کمبود پلی سیلیکون
یکی از موانع بر سر راه زنجیره تولید عرضه اندک پلی سیلیکون است و همانند چهار سال پیش در حال حاضر فقط 7 تولیدکننده وجود دارد ولی طی سه سال گذشته تعداد تولیدکنندگان پلی سیلیکون که به ثبت رسیده‌اند به دو برابر افزایش پیدا کرده است و واحدهای تولید جدیدی در آلمان، چین و تایوان به ثبت رسیده است.
علاوه بر این تعداد دیگری تولیدکننده وجود دارد که سعی می‌کنند کارخانه‌ای را در چین خریده و از آن بهره‌برداری کنند. اگر تمامی پروژه‌ها به مرحله تولید برسند، سپس تولید پلی سیلیکون در ظرف دو سال آینده تا 80 درصد رشد خواهد داشت. این رشد سریع‌تر از رشد پیش‌بینی شده برای مدول‌ها بوده و باید شرایط عرضه را آسان کند و قیمت‌های مدول را کمتر کند. تا پایان سال 2009 یا اوایل 2010 باید کمبود پلی سیلیکون برطرف شود.
پس از اینکه ظرفیت‌های مازاد به بهره‌برداری رسید، قیمت‌های پلی سیلیکون در بازار نقد از 475 دلار در هر کیلوگرم به 400 دلار در هر کیلوگرم در ظرف چند ماه اخیر کاهش پیدا کرد اما اکثر قراردادهای پلی سیلیکون بلندمدت است و بنابراین کاهش قیمت‌ها برای مدتی به مدول‌ها سرایت نخواهد کرد. تولید پلی سیلیکون نیازمند سرمایه‌گذاری بالایی در کارخانه‌هاست که تعداد دست‌اندرکاران بازار آن را در مقایسه با تولید باتری و مدول محدود کرده است. برای فرآیندهای پایین‌دستی (تولید سلول و مدول) نیاز به سرمایه‌گذاری و انعطاف‌پذیری کمتری برای تعدیل در عرضه و پاسخگویی به تغییرات تقاضا است.
کمبود سیلیسیم و نیاز به تکنولوژی برتر
یکی از نتایج کمبود پلی سیلیکون رشد تکنولوژی ورقه نازک PV بوده است که در حال حاضر جایگاه خود را به‌عنوان یک جایگزین استحکام می‌بخشد. پیش‌بینی می‌شود که تکنولوژی‌های ورقه نازک براساس تلوریت کادمیم Cdte)، CIGS) و سیلیسیم بی‌شکل یا آمورف رشد بیشتری کند تا هر کدام بتواند پاسخگوی بخش‌های مختلف بازار باشد.
در سال 2005 تکنولوژی ورقه نازک کمتر از 5 درصد کل ظرفیت PV را نمایندگی می‌کرد که حدودا معادل 90 مگاوات است. تخمین زده می‌شود که در سال 2010 به 20 درصد یا 4 گیگاوات و در سال 2013 به 25 درصد یا 9 گیگاوات افزایش داشته باشد.
افزایش ظرفیت PV
ظرفیت تولید باتری‌های خورشیدی سریعا رو به افزایش است تا بتواند پاسخگوی تقاضای آن باشد. در اروپا تحقیقات انجام شده توسط انجمن صنعت فتوولتاژی اروپا (EPIA) نشان می‌دهد که احتمالا ظرفیت تولید در کنار زنجیره ارزشی مجموعا نرخ رشد سالانه 30ـ20 درصدی طی 5 سال آینده تا سال 2013 به‌دست آید.
از نظر کل ظرفیت، آلمان دارای بالاترین ظرفیت نصب شده برق خورشیدی است که کل تولید آن 5308 مگاوات است که تقریبا 1500 مگاوات آن در سال 2008 نصب شده است. تولیدکننده بزرگ دوم در جهان اسپانیاست که ظرفیت نصب شده آن 2973 مگاوات است. اسپانیا در سال 2008 افزایش ظرفیت زیادی به‌میزان 2281 مگاوات یا حدود 75 درصدی را تجربه کرده است.
ژاپن تولیدکننده مهم دیگر انرژی خورشیدی با ظرفیت تقریبی 2173 مگاوات است حال آنکه آمریکا دارای ظرفیت 342 مگاواتی است. چین و آلمان بزرگترین مصرف‌کنندگان انرژی حرارتی خورشیدی برای گرم کردن آب هستند، حال آنکه آمریکا دارای بیشترین واحدهای CSP در جهان است.
بازار جهانی PV ـ سال 2008 سالی پربار و موفقیت‌آمیز
در سال 2008 تقاضا برای پانل‌ها یا صفحات خورشیدی رشد چشمگیری داشته است که دلیل اصلی آن رشد به ثبت رسیده در اسپانیا بود که حدودا نصف ظرفیت‌های نصب شده جدید در اروپاست. دیگر بازارهای عمده ژاپن، آلمان و آمریکا هستند که سال گذشته بازارهای جدیدی مانند کره‌جنوبی، ایتالیا و فرانسه نیز ظهور کردند.
برای چندین سال آلمان به‌صورت سنتی بزرگترین بازار در اروپا بود اما سال گذشته اسپانیا بالغ بر 45 درصد بازار جهانی و 56 درصد از 4503 مگاوات بازار اروپا را به‌خود اختصاص داد. اما EPIA پیش‌بینی می‌کند که آلمان مجددا از اسپانیا پیشی خواهد گرفت چون دارای خط‌مشی‌های مطلوبی است در حالی‌که کشورهای دیگری مانند جمهوری چک، بلغارستان، بلژیک، پرتغال و یونان در حال تدوین سیاست‌های دولتی جامعی هستند که باید تقاضا را افزایش دهد.
صنعت PV به مکانیسم‌های حمایت دولت‌ها نیاز دارد و به‌کارگیری، تغییر و حذف این مکانیسم‌ها می‌تواند نتایج مهمی در صنعت PV به‌بار آورد. به‌عنوان مثال در اروپا دولت‌های آلمان و اسپانیا از انگیزه‌های نصب باتری‌های خورشیدی خود کاسته‌اند.
در آلمان میزان تعرفه‌های باتری‌های خورشیدی با 10 درصد کاهش به 2/34 تا 8/48 سنت به ازای هر کیلووات ساعت تنزل پیدا کرد. در اسپانیا تعرفه‌های مواد اولیه PV افزایش یافته و انگیزه‌های نصب باتری‌های خورشیدی به 500 مگاوات محدود شد. این اقدامات می‌تواند مانع پیشرفت رشد انفجاری این صنعت در بازار اسپانیا که در سال 2008 شاهد آن بودیم، شود.
اوایل امسال انجمن صنعت فتوولتاژی اروپا پس از بررسی‌های لازم دو سناریوی مختلف بازار را در آینده برای صنعت PV مطرح کرد:
یکی از این سناریوها براساس رشد معتدل و دیگری سناریویی برمبنای خط‌مشی است بدین مفهوم که خط‌مشی‌های دولت‌ها باید حامی صنعت PV باشد که می‌توان به حمایت‌هایی چون کاهش تعرفه‌ها (FiT) در اغلب کشورها اشاره کرد.
طبق پیش‌بینی‌های انجمن مذکور (EPIA) بازار جهانی می‌تواند در چارچوب سناریوی خط‌مشی دولت‌ها به تولید 22 گیگاوات دست پیدا کند که کل رشد سالانه (CAGR) 32 درصدی در ظرف 5 سال آینده به‌دست خواهد آمد. نرخ رشد معتدل‌تر (به‌دلیل یک CAGR موثر) 17 درصدی طی همین دوره به‌دست خواهد آمد که کل تولید در بازار به 12 گیگاوات خواهد رسید.
آمریکا سردمدار CSP
در سال 2008 کل ظرفیت انرژی خورشید با 1265 مگاوات رشد یا افزایش به 9183 مگاوات رسید. میزان این رشد در سال 2007 نیز 1159 مگاوات بود و به نظر می‌رسد که مجددا امسال نیز در همین سطح رشد داشته باشد.
بیان این مطلب به عبارت دیگر این است که یک مگاوات ظرفیت الکتریکی خورشیدی (PV و CSP) تا حدی است که می‌تواند برق 150 تا 250 خانه را تامین کند. بنابراین مصرف انرژی خورشیدی در مقایسه با دیگر روش‌های تولید برق در مرحله آغازین رشد است اما دارای پتانسیل زیادی خصوصا از نظر هزینه و اقتصادی بودن می‌باشد.
صنعت آمریکا با تصمیم‌گیری‌های اخیر در زمینه خط‌مشی حمایت از انرژیهای جایگزین قدرت بیشتری پیدا کرده است. قانون ثبات فوری اقتصادی (EESA) که در اکتبر سال 2008 به تصویب رسید به صنعت این امکان را می‌دهد تصمیم‌گیری‌های بلندمدتی را برای خود در زمینه سرمایه‌گذاری و برنامه‌ریزی اتخاذ کند.
طبق قانون فوق‌الذکر 30 درصد اعتبار مالیاتی به مدت 8 سال به سرمایه‌گذاری در زمینه تولید انرژی خورشیدی اختصاص داده و همچنین در حال حاضر خدمات عمومی (آب، برق و گاز) از این اعتبار استفاده می‌کنند. علاوه بر این از اقدامات دیگر حذف 2 هزار دلار سقف برای نصب PV در ساختمان‌های مسکونی است.
اقدام مثبت واقعی بعدی برای صنعت باتری‌های خورشیدی در آمریکا تصویب قانون بازیافت و سرمایه‌گذاری مجدد (ARRA) است که در فوریه 2009 تصویب شد. این قانون دارای یک بسته محرک اقتصادی است که استفاده از انرژی خورشیدی را در آمریکا برای منازل و شرکت‌ها جذاب و مقرون به‌صرفه می‌کند.
در قانون ARRA یک صندوق ایجاد شد که 600 هزار میلیون دلار وام خصوصا برای پروژه‌های انرژی بازیافتی و انتقال آن در اختیار سرمایه‌گذاران قرار داده و نیز حدودا 5500 میلیون دلار در اختیار دولت قرار می‌دهد تا در پروژه‌های کاهش مصرف و بازیافت انرژی سرمایه‌گذاری کند.
علاوه بر این، طبق این قانون یک برنامه اعطای موقتی وام در نظر گرفته شده است که مشتریان خورشیدی تجاری 30 درصد از هزینه نصب تجهیزات خورشیدی خود را به‌صورت نقد دریافت می‌کنند. تمامی این قوانین طی دوران رکود از فشار اقتصادی وارد بر صنعت باتری‌های خورشیدی کم کرده و از مشکلات تامین منابع مالی پروژه می‌کاهد.
با توجه به تمامی این حمایت‌ها و تسهیلات، بازار PV در آمریکا تا سال 2013 می‌تواند 5/4 گیگاوات برق تولید کند که بزرگترین بازار در جهان خواهد بود. یکی از موانعی که صنعت آمریکا از آن رنج می‌برد درخواست برای احداث تاسیسات خورشیدی روی زمین‌های دولتی بود که توسط دفتر مدیریت زمین صادر می‌شد و این مسئله پس از ایجاد مشکلاتی مرتفع شد. به هرحال موضوع دستیابی به زمین مسئله مهمی برای این صنعت شده است چون کارخانه‌های CSP زیادی به مرحله بهره‌برداری می‌رسند.
با توجه به اینکه بعضی از این پروژه‌ها روی زمین بخش خصوصی احداث می‌شود، بیشترین زمین‌هایی که برای احداث باتری‌های خورشیدی در نظر گرفته شده‌اند توسط دفتر مدیریت زمین مدیریت می‌شود.
بیشترین مشکلات زمین مربوط به مسائل زیست‌محیطی و اکوسیستم است که تا سال 2010 نهایی خواهد شد.
کاهش قیمت‌ها در سال 2008
در اوایل سال 2008 با کمبود عرضه PV قیمت‌های آن بالا رفت. این وضعیت موجب سرمایه‌گذاری سنگینی در زمینه تولید سیلیسیم و تولید باتری‌های خورشیدی و ساخت مدول شد که عرضه را در جهان افزایش داد. سپس در سه ماهه سوم، تولید مازاد و تغییر در بازار اروپا باعث شد که قیمت‌ها رو به کاهش بگذارد.
این شرایط موجب تحرک در تولیدکنندگان شد اما علاوه بر این باعث کاهش هزینه‌های نصب نیز شد چون معمولا مدول‌ها بالغ بر 50 درصد هزینه سیستم‌های PV را دربر می‌گیرند. این وضع منتج به استمرار قیمت‌های پایین‌تر شده که احداث واحدها را از نظر مالی تسهیل کرده و تقاضا را در بلندمدت افزایش خواهد داد.
تا پایان سال 2008 قیمت‌های مدول معمولا 5/3 دلار به ازای هر Wp (برق پیک شدت خورشیدی) و سیستم‌های خورشیدی نصب شده 7 دلار در هر Wp بود که به الکتریسیته تبدیل می‌شد و حدودا بیش از 5 برابر گرانتر از برق تولید شده توسط سوخت‌های فسیلی است.
از ابتدای سال 2009، قیمت‌های مدول PV، 10 تا 20 درصد کاهش یافته و پیش‌بینی می‌شود که 10 تا 20 درصد دیگر تا سال 2010 کاهش پیدا کند و در نتیجه قیمت آن ارزان‌تر می‌شود.
اما با وجود همه خوشبینی‌ها و پیش‌بینی‌ها رشد، بهتر این است که برای این صنعت در آینده برای تولید برق برنامه‌ریزی کنیم. در مقایسه با دیگر اشکال انرژیهای تجدیدپذیر مانند برق نیروگاه‌های آبی و بادی، استفاده آن نسبتا از اهمیت پایین‌تری برخوردار است (عمدتا به‌دلیل هزینه‌های آن).
در سال 2008 میزان منابع تجدیدپذیر انرژی بالغ بر 4/3 تریلیون کیلووات ساعت شده و به 18 درصد تولید جهانی رسید. از این میزان 88 درصد مربوط به برق آبی، 3 درصد بادی و 9 درصد به دیگر منابع از جمله زمین گرمایی (geothermal)، توده بیولوژیکی (biomass)، سوخت‌های بیولوژیکی (biofuels)، امواجی و خورشیدی تعلق دارد. EIA پیش‌بینی می‌کند که تا سال 2030 سهم برق قابل بازیافتی 21 درصد، برق آبی 70 درصد، برق بادی 18 درصد و الباقی مربوط به سایر منابع خواهد بود.
معهذالک، صنعت PV امروزه در مناطق دورافتاده‌ای که مشکلات ارتباطاتی دارد از نظر اقتصادی کاربرد پیدا کرده است. پتانسیل زیادی برای کاربرد در ایستگاه‌های تقویتی گوشی‌‌های موبایل دارد که برق آن توسط سیستم‌های هیبریدی یا PV تامین می‌شود. سیستم‌های هیبریدی زمانی وجود دارد که انرژی خورشیدی به منبع دیگر الکتریسیته مانند ژنراتور توده بیولوژیکی (biomass)، توربین بادی، دیزل یا شبکه متصل باشد.
کاربردهای بالقوه دیگر آن شامل علائم ترافیکی، تجهیزات ناوبری کمکی، نوررسانی راه دور و تلفن‌های ایمن هستند. کاربردهای خارج از شبکه مانند تامین برق روستاها خصوصا زمانی که باتری‌های خورشیدی قیمت مناسب و ارزانی داشته باشند.
بزرگترین مشکل برای توسعه بیشتر استفاده از باتری‌های خورشیدی هزینه آن است که امید می‌رود تا سال 2020 با ارزان‌تر شدن آن در همه جای اروپا مورد استفاده قرار گیرد.
مصرف مواد معدنی در ساخت باتری‌های خورشیدی
تقریبا مواد معدنی یا مینرال‌های کمی در باتری‌های خورشیدی مصرف می‌شوند و امروزه حجم آن نسبتا پایین است. کانی‌هایی که استفاده می‌شوند عبارتند از: کوارتز به‌عنوان مواد اولیه تولید ورقه‌های نازک سیلیسیم و موادی که در تولید شیشه استفاده می‌شوند مانند نمک قلیا، فلداسپار اکسید سیلیسیم.
دو مواد معدنی مهمی که در ساخت PV استفاده می‌شوند سیلیس گداخته (Fused Silica) و کربور سیلیسیم (SiC) هستند.
ماسه گدازیده یا اکسید سیلیسیم شیشه‌ای (Fused Silica)
ماسه گدازیده مهمترین ماده معدنی است که در ساخت بوته‌ها استفاده می‌شود که در درون آن فلز سیلیس در درجه حرارت 1400 درجه سانتیگراد قبل از تبلور، ذوب می‌شود. شرکت Vesuvius بزرگترین تولیدکننده بوته‌های ماسه گدازیده است که در چین نیز فعالیت تولیدی دارد.
کربورسیلیسیم
در یکی از گرانترین یا پرهزینه‌ترین بخش‌های تولید باتری PV، کربورسیلیسیم به‌عنوان یک ساینده در سیم برش یا اره برشی برای قاچ دادن ورقه نازک سیلیس و صیقل‌کاری آن استفاده می‌شود چون شمش سیلیس باید به ورقه‌های نازکی برش داده شود.
در سال 2008 قبل از بحران بازارهای سنتی کربورسیلیسیم مانند نسوزها و ساینده‌ها مواجه با سناریوی تغییر عرضه مواد اولیه شد چون کاربردهای مواد اولیه جدید با ارزش افزوده بالاتر مانند سیم برش سیلیسیمی برای ساخت PV رو به افزایش گذاشت. این کاربردها موجب افزایش تقاضا برای این فلز شده و در نتیجه عرضه با نقصان روبه‌رو شد.
اما به هرحال شرایط بحران اقتصادی به‌طور موقتی شرایط را متوقف کرده است چون تقاضا برای انواع گریدهای کربورسیلیسیم در صنایع نسوز و سمباده‌ها کاهش یافته است. تولیدکنندگان کربور سیلیسیم نگران آینده PV و تقاضای آن برای CIS (کربور سیلیسیم) هستند و درصدد سرمایه‌گذاری در بخش تحقیق و توسعه و نیز افزایش ظرفیت‌های تولید خود هستند تا انواع مناسب آن را با گریدهای مختلف تولید کنند. نوع دانه‌بندی آن در تولید انواع اره‌ها یا سیم برش‌ها استفاده می‌شود. به‌عنوان مثال بخش کربورسیلیسیم شرکت Saint Gobain فرانسه در زمینه کاهش هزینه‌ها و تولید انواع ماسه سنگ برای سیم‌های برش که این صنعت در آینده بدان نیاز خواهد داشت فعالیت‌های تحقیق و توسعه انجام می‌دهد.
شرکت مذکور نقشه راه PV را برای 5 تا 10 سال آینده تدوین می‌کند. این شرکت پیش‌بینی می‌کند که ضخامت ورقه نازک سیلیسی باید کاهش بیشتری پیدا کند تا هزینه و قیمت تولید باتری‌های خورشیدی را بهبود بخشیده و کارآیی آن را بالا ببرد و به‌طور فعالی در زمینه اثر ماسه‌سنگ سیم برش، میزان برش، تغییرات ضخامت، خمش، پیچش، آسیب زیرسطح، سیستم‌های تولید و قابلیت بازیافت آن را بررسی و مطالعه می‌کند.