كان نمو الخلايا الفولتية الضوئية على مستوى العالم منحنى أسيًا بين 1992 و 1977. خلال هذه الفترة من الزمن ، تطورت الخلايا الكهروضوئية (PV) ، والمعروفة أيضًا باسم الطاقة الشمسية الكهروضوئية ، من سوق متخصصة للتطبيقات صغيرة النطاق إلى مصدر رئيسي للكهرباء. عندما تم الاعتراف بأنظمة الخلايا الشمسية الكهروضوئية في البداية كتكنولوجيا واعدة للطاقة المتجددة ، تم تنفيذ برامج ، مثل التعريفات الجمركية ، من قبل عدد من الحكومات من أجل توفير حوافز اقتصادية للاستثمارات. لعدة سنوات ، كان النمو مدفوعا بشكل رئيسي باليابان و الدول الأوروبية الرائدة. ونتيجة لذلك ، انخفضت تكلفة الطاقة الشمسية بشكل كبير بسبب تأثيرات منحنى الخبرة مثل التحسينات في التكنولوجيا ووفورات الحجم.

تصف منحنيات الخبرة أن سعر أي شيء يتناقص مع إجمالي المبلغ الذي تم إنتاجه على الإطلاق. ازداد نمو الخلايا الكهروضوئية بسرعة أكبر عندما بدأ إنتاج الخلايا الشمسية ووحدات الطاقة الشمسية بالتصاعد في الولايات المتحدة الأمريكية بمشروع أسقفها الشمسية المليون ، وعندما تمت إضافة الطاقة المتجددة إلى خطة الصين الخمسية 2011 لإنتاج الطاقة. ومنذ ذلك الحين ، اكتسب نشر الخلايا الكهروضوئية زخما على نطاق عالمي ، لا سيما في آسيا ، ولكن أيضا في أمريكا الشمالية ومناطق أخرى ، حيث كان الطاقة الشمسية الكهروضوئية بحلول 2015-2017 تتنافس على نحو متزايد مع مصادر الطاقة التقليدية حيث تم الوصول إلى التكافؤ الشبكي بالفعل في حوالي 30 بلدان.

إن الإسقاطات الخاصة بالنمو الكهروضوئي صعبة و مثقلة بالعديد من أوجه عدم اليقين. وزادت الوكالات الرسمية ، مثل وكالة الطاقة الدولية ، تقديراتها باستمرار على مر السنين ، لكنها لم تصل بعد إلى مستوى الانتشار الفعلي.

تاريخياً ، كانت الولايات المتحدة هي الرائدة في مجال الخلايا الكهروضوئية المركبة لسنوات عديدة ، وبلغت طاقتها الإجمالية 77 ميجاوات في عام 1996 ، أي أكثر من أي بلد آخر في العالم في ذلك الوقت. بعد ذلك ، كانت اليابان رائدة العالم في مجال إنتاج الطاقة الشمسية حتى عام 2005 ، عندما تولت ألمانيا زمام المبادرة ، وبحلول عام 2016 كانت طاقتها أكثر من 40 جيجاوات. ومع ذلك ، في عام 2015 ، أصبحت الصين أكبر منتج للطاقة الفولطاضوئية في العالم ، وفي عام 2017 أصبحت أول بلد يتجاوز 100 غيغاواط من الطاقة الكهروضوئية المركبة التراكمية. ومن المتوقع أن تكون الصين رائدة في مجال الطاقة الكهروضوئية المركبة ، ومن المتوقع أن تكون ، إلى جانب الهند والولايات المتحدة ، أكبر سوق للمنشآت الكهروضوئية الشمسية في العقد القادم.

بحلول نهاية عام 2016 ، بلغت الطاقة الضوئية التراكمية حوالي 302 جيجاوات (GW) ، المقدرة لتكون كافية لتزويد ما بين 1.3٪ و 1.8٪ من الطلب العالمي على الكهرباء. ساهمت الطاقة الشمسية بنسبة 8٪ و 7.4٪ و 7.1٪ في الاستهلاك المحلي السنوي في كل من إيطاليا واليونان وألمانيا. وتزعم رابطة صناعة الألواح الضوئية الأوروبية ، وهي مجموعة تجارية لصناعة الطاقة الشمسية ، أن القدرة المركبة في جميع أنحاء العالم سوف تزيد أكثر من الضعف أو حتى ثلاثة أضعاف لتصل إلى أكثر من 500 غيغاواط في الفترة بين عامي 2016 و 2020 ؛ بحلول عام 2050 ، تزعم أن الطاقة الشمسية ستصبح أكبر مصدر للكهرباء في العالم. ويتطلب هذا الإنجاز قدرة PV على النمو إلى 4،600 جيجاوات ، ومن المتوقع أن يتم نشر أكثر من نصفها في الصين والهند.

الحالة الحالية
تشير قدرة اللوحة إلى ذروة خرج الطاقة لمحطات الطاقة في وحدة واط مسبقة ملائمة ، على سبيل المثال كيلو واط (kW) ، و megawatt (MW) و gigawatt (GW). نظرًا لأنه لا يمكن التنبؤ بإنتاج الطاقة للمصادر المتجددة المتغيرة ، فإن استخدام سعة اللوحة كمقياس يبالغ بشكل كبير في متوسط ​​توليد المصدر. وبالتالي ، يتم ضرب السعة عادة بواسطة عامل قدرة مناسب ، يأخذ في الاعتبار الظروف المتغيرة – الطقس ، الليل ، خطوط العرض ، الصيانة ، إلخ. لمنح مخططي الطاقة فكرة عن قيمة المصدر للجمهور. بالإضافة إلى ذلك ، اعتمادا على السياق ، يمكن أن تكون قدرة الذروة المذكورة قبل التحويل اللاحق إلى التيار المتناوب ، على سبيل المثال في لوحة فلطائية ضوئية واحدة ، أو تضمين هذا التحويل وخسارته لمحطة طاقة كهربائية ضوئية متصلة بالشبكة. في جميع أنحاء العالم ، متوسط ​​عامل القدرة الشمسية الكهروضوئية هو 11 ٪.

تتميز طاقة الرياح بخصائص مختلفة ، على سبيل المثال عامل قدرة أعلى ونحو أربعة أضعاف إنتاج الكهرباء من الطاقة الشمسية في عام 2015. مقارنة مع طاقة الرياح ، يرتبط إنتاج الطاقة الكهروضوئية بشكل جيد مع استهلاك الطاقة لتكييف الهواء في البلدان الدافئة. ابتداءً من عام 2017 ، بدأت حفنة من المرافق في الجمع بين التركيبات الكهروضوئية وبنوك البطارية ، وبالتالي الحصول على عدة ساعات من الجيل المنبعث للمساعدة في التخفيف من المشكلات المرتبطة بمنحنى البط بعد غروب الشمس.

للحصول على سجل كامل للنشر خلال العقدين الأخيرين ، راجع أيضًا قسم “تاريخ النشر”.

في جميع أنحاء العالم
في عام 2016 ، زادت الطاقة الضوئية بمقدار 75 جيجاواط على الأقل ، مع نمو سنوي بنسبة 50٪ لمنشآت جديدة. بلغت القدرة المركبة التراكمية 302 غيغاواط على الأقل بنهاية العام ، وهو ما يكفي لتوفير 1.8٪ من إجمالي استهلاك الكهرباء في العالم.

المناطق
في عام 2014 ، كانت آسيا المنطقة الأسرع نمواً ، مع أكثر من 60٪ من المنشآت العالمية. تمثل الصين واليابان وحدهما 20 جيغاواط أو نصف الانتشار العالمي. وواصلت أوروبا انخفاضها وركّبت 7 جيغاوات أو 18٪ من سوق الألواح الكهروضوئية العالمية ، أي أقل بثلاثة أضعاف مما كانت عليه في عام 2011 ، عندما تم تركيب 22 جيجاوات. وللمرة الأولى ، كانت أمريكا الشمالية والجنوبية مجتمعتين على الأقل بقدر أوروبا ، أي حوالي 7.1 جيجاوات أو حوالي 18٪ من الإجمالي العالمي. ويعزى ذلك إلى النمو القوي في الولايات المتحدة ، بدعم من كندا وشيلي والمكسيك.

من حيث القدرة التراكمية ، كانت أوروبا لا تزال المنطقة الأكثر تطوراً بـ 88 غيغاواط أو نصف الإجمالي العالمي البالغ 178 غيغاواط. غطت الطاقة الشمسية الكهروضوئية 3.5 ٪ و 7 ٪ من الطلب على الكهرباء في أوروبا وذروة الطلب على الكهرباء ، على التوالي في عام 2014. تليها منطقة آسيا والمحيط الهادئ (APAC) التي تشمل دول مثل اليابان والهند وأستراليا ، وحصلت على حوالي 20 ٪ من القدرة في جميع أنحاء العالم. كانت الصين في المرتبة الثالثة بنسبة 16 ٪ ، تليها الأمريكتين بحوالي 12 ٪. بلغت القدرة التراكمية في منطقة الشرق الأوسط وإفريقيا والشرق الأوسط (بقية دول العالم) نحو 3.3٪ فقط من الإجمالي العالمي.

بلدان
النمو العالمي للخلايا الكهروضوئية شديد الديناميكية ويختلف بشدة حسب البلد. أشهر الشركات في عام 2016 كانت الصين والولايات المتحدة والهند. هناك أكثر من 24 دولة في جميع أنحاء العالم مع القدرة الكهروضوئية التراكمي لأكثر من واحد جيجاوات. في عام 2016 ، عبرت كل من النمسا وشيلي وجنوب أفريقيا علامة جيجاوات واحدة في عام 2016. وتعد الطاقة الشمسية الضوئية المتاحة في هندوراس كافية الآن لتزويد 12.5٪ من الطاقة الكهربائية في البلاد في حين يمكن أن تنتج إيطاليا وألمانيا واليونان ما بين 7٪ و 8٪. النسبة المئوية من استهلاك الكهرباء المحلي لكل منهما.

وكانت عمليات الانتشار الكهروضوئية الرائدة في عام 2016 هي الصين (34.5 جيجاوات) ، الولايات المتحدة (14.7 جيجاوات) ، اليابان (8.6 جيجاواط) ، الهند (4 جيجاواط) ، المملكة المتحدة (2 جيجاواط).

توقعات
توقعات لعام 2017
في 19 ديسمبر 2016 ، توقعت IHS Markit أن تصل التركيبات العالمية الجديدة إلى 79 جيجاواط ، وهو ما يمثل نموًا بنسبة 3٪. في يوليو عام 2017 ، توقعت جمعية SolarPower Europe قدرة 80.5 جيجاواط (سيناريو متوسط) مع انتشار يتراوح من 58.5 جيجاوات (سيناريو منخفض) إلى 103.6 جيجاوات (سيناريو مرتفع). في 21 أغسطس 2017 ، توقعت شركة Greentech Media أن ينمو سوق الطاقة الشمسية العالمي بنحو 4 ٪ في عام 2017 ، ليصل إلى 81.1 جيجاوات ، بعد أن شهد عام 2016 ما مجموعه 77.8 غيغاواط. في 14 سبتمبر 2017 ، تنبأ EnergyTrend بأن السوق العالمي للطاقة الشمسية في عام 2017 سيصل إلى 100.4 جيجاوات ، بزيادة تبلغ حوالي 26٪ عن العام السابق.

التوقعات العالمية على المدى القصير
في أغسطس 2017 ، تنبأت شركة GTM Research أنه بحلول عام 2022 ، من المرجح أن تصل الطاقة الكهروضوئية العالمية المركبة إلى 871 جيجاوات.

التوقعات العالمية على المدى الطويل (2050)
في عام 2014 ، أصدرت وكالة الطاقة الدولية (IEA) أحدث إصداراتها من خارطة الطريق التكنولوجية: الطاقة الشمسية للطاقة الشمسية ، تدعو إلى إشارات واضحة وموثوقة ومتسقة من صناع السياسات. وقد اعترفت الوكالة الدولية للطاقة أيضا بأنها كانت قد قللت في السابق من توزيع الطاقة الكهروضوئية وأعادت تقييم أهدافها على المدى القصير والطويل.

تقرير الوكالة الدولية للطاقة عن تكنولوجيا الطاقة: الطاقة الشمسية الكهروضوئية (سبتمبر 2014) –

لقد حدث الكثير منذ خارطة طريق تقنية IEA لعام 2010 الخاصة بالطاقة الكهروضوئية. لقد تم نشر الكهروضوئية أسرع مما كان متوقعًا وبحلول عام 2020 من المحتمل أن يصل إلى ضعف المستوى المتوقع سابقًا. النشر السريع وانخفاض التكاليف يدفعان كل منهما الآخر. وقد أدى هذا التقدم ، إلى جانب التغييرات الهامة الأخرى في مجال الطاقة ، لا سيما فيما يتعلق بمركز وتقدم الطاقة النووية وتخزين الكربون وتخزينه ، إلى إعادة تقييم الوكالة الدولية للطاقة الشمسية لدور الطاقة الشمسية الكهروضوئية في الحد من تغير المناخ. وتنظر خريطة الطريق هذه إلى حصة الطاقة الكهروضوئية من الكهرباء العالمية التي ترتفع إلى 16٪ بحلول عام 2050 ، مقارنة بـ11٪ في خارطة الطريق لعام 2010.
أوضح سيناريو الوكالة الدولية للطاقة الذرية على المدى الطويل لعام 2050 كيف ستصل الطاقة الشمسية الكهروضوئية على نطاق العالم والطاقة الحرارية الشمسية المركزة إلى 4600 غيغاواط و 1000 جيجاواط على التوالي. ومن أجل الوصول إلى توقعات الوكالة الدولية للطاقة ، كان هناك حاجة سنوياً إلى نشر PV يبلغ 124 غيغاواط واستثمارات تبلغ 225 مليار دولار. كان هذا حوالي ثلاثة وثلاثين مستويات في ذلك الوقت ، على التوالي. بحلول عام 2050 ، سوف تتكلف تكلفة الكهرباء المستهلكة (LCOE) الناتجة عن الطاقة الشمسية الكهروضوئية ما بين 4 ¢ و 16 ¢ لكل كيلوواط ساعي (kWh) ، أو حسب القطاع ، وفي المتوسط ​​، 5.6 ¢ لكل كيلو وات في الساعة لمحطات الطاقة على نطاق المرافق (المدى من 4 ¢ إلى 9.7 ¢) ، و 7.8 ¢ لكل كيلو واط في الساعة لأنظمة الأسطح الشمسية (نطاق من 4.9 إلى 15.9 ¢) 24 تستند هذه التقديرات إلى متوسط ​​التكلفة المرجح لرأس المال (WACC) بنسبة 8٪. وأشار التقرير إلى أنه عندما يتجاوز المعدل العالمي لتكاليف رأس المال 9٪ ، فإن أكثر من نصف التكلفة الرأسمالية للكهرباء هو عبارة عن نفقات مالية ، وبالتالي فإن الافتراضات الأكثر تفاؤلاً بانخفاض تكلفة رأس المال المتبادل سوف تقلل إلى حد كبير من LCOE للطاقة الشمسية الكهروضوئية في المستقبل. 25 وشدد على أن هذه الأرقام الجديدة ليست توقعات ، وإنما سيناريوهات يعتقد أنها ستحدث إذا تم تنفيذ الظروف الاقتصادية والتنظيمية والسياسية الأساسية.

في عام 2015 ، قامت Fraunhofer ISE بإجراء دراسة بتكليف من مؤسسة Agora Energiewende الألمانية المتجددة للتفكير ، وخلصت إلى أن معظم السيناريوهات تقلل بشكل أساسي من دور الطاقة الشمسية في أنظمة الطاقة المستقبلية. اختلفت دراسة فراونهوفر (انظر ملخص استنتاجاتها أدناه) بشكل كبير عن تقرير خارطة الطريق الصادر عن وكالة الطاقة الدولية حول تكنولوجيا الطاقة الشمسية الكهروضوئية ، على الرغم من نشرها بعد أشهر قليلة فقط. وتوقع التقرير أن تصل الطاقة الكهروضوئية المركبة في جميع أنحاء العالم إلى 30.700 جيجاوات بحلول عام 2050. بحلول ذلك الوقت ، توقع فراونهوفر LCOE لمزارع الطاقة الشمسية على نطاق المرافق لتصل إلى 0.02 يورو إلى 0.04 يورو لكل كيلو واط ساعة ، أو ما يقرب من نصف وكالة الطاقة الدولية كان يتوقع (4 ¢ إلى 9.7 ¢). وستنخفض تكاليف النظام بنظام تسليم المفتاح بنسبة تزيد عن 50 في المائة لتصل إلى 436 يورو / كيلوواط في الساعة من 995 يورو / كيلوواط في الوقت الحالي. وهذا أمر جدير بالملاحظة أيضًا ، حيث أن خريطة الطريق التي وضعتها وكالة الطاقة الدولية قد نشرت تقديرات أعلى بكثير من 1،400 دولار إلى 3،300 دولار لكل كيلووات في ثمانية أسواق رئيسية حول العالم (انظر جدول أسعار النظام الكهروضوئي النموذجي في عام 2013 أدناه). ومع ذلك ، وافقت الدراسة على تقرير خارطة الطريق الخاص بالوكالة الدولية للطاقة الذرية من خلال التأكيد على أهمية تكلفة رأس المال (WACC) ، والتي تعتمد بشدة على الأنظمة التنظيمية وقد تفوق حتى المزايا المحلية لزيادة التشميس الشمسي. 53 في هذه الدراسة ، استُخدِم المعدل العالمي لتكاليف رأس المال البالغ 5٪ و 7.5٪ و 10٪ لحساب التكلفة المتوقعة المسقطة للكهرباء من الطاقة الشمسية الكهروضوئية على نطاق المرافق في 18 سوقًا مختلفة في جميع أنحاء العالم.

Fraunhofer ISE: التكلفة الحالية والمستقبلية للخلايا الكهروضوئية. سيناريوهات طويلة الأجل لتطوير السوق ، أسعار النظام و LCOE للأنظمة الكهروضوئية على نطاق المرافق. دراسة بالنيابة عن Agora Energiewende (فبراير 2015) –

الطاقة الشمسية الكهروضوئية هي بالفعل اليوم تكنولوجيا الطاقة المتجددة منخفضة التكلفة. انخفضت تكاليف الطاقة من المنشآت الفولتية الضوئية الكبيرة في ألمانيا من أكثر من 40 قيراط / كيلو وات في الساعة في عام 2005 إلى 9 سنتات / كيلووات ساعة في عام 2014. حتى أن الأسعار المنخفضة سجلت في المناطق الأكثر سطوعًا في العالم ، حيث يتم تداول حصة كبيرة من مكونات التكلفة على ماركة عالمية.
وستصبح الطاقة الشمسية قريباً أرخص أنواع الكهرباء في مناطق كثيرة من العالم. حتى في السيناريوهات المحافظة وعدم افتراض أي اختراقات تكنولوجية كبرى ، فإن نهاية خفض التكلفة ليست في الأفق. اعتمادا على أشعة الشمس السنوية ، من المتوقع أن تصل تكلفة الطاقة من 4 إلى 6 سنتات / كيلو وات في الساعة بحلول عام 2025 ، لتصل إلى 2-4 طن / كيلووات ساعة بحلول عام 2050 (تقدير متحفظ).
ستكون البيئات المالية والتنظيمية أساسية لتخفيض التكلفة في المستقبل. سوف تنخفض تكلفة الأجهزة التي يتم الحصول عليها من الأسواق العالمية بغض النظر عن الظروف المحلية. ومع ذلك ، قد تؤدي الأنظمة التنظيمية غير الكافية إلى زيادة تكلفة الطاقة بنسبة تصل إلى 50 بالمائة من خلال ارتفاع تكلفة التمويل. قد يزيد هذا من تأثير الموارد الشمسية المحلية بشكل أفضل.
معظم السيناريوهات تقلل بشكل أساسي من دور الطاقة الشمسية في أنظمة الطاقة المستقبلية. استناداً إلى تقديرات التكلفة القديمة ، فإن معظم السيناريوهات التي تمثل نمذجة أنظمة الطاقة المحلية أو الإقليمية أو العالمية المستقبلية لا تتوقع سوى مساهمة صغيرة للطاقة الشمسية. تشير نتائج تحليلنا إلى ضرورة إجراء مراجعة أساسية لمسارات نظام الطاقة الأمثل من حيث التكلفة.

التوقعات الإقليمية

الصين
اعتبارًا من أكتوبر 2015 ، خططت الصين لتركيب 150 جيجاواط من الطاقة الشمسية بحلول عام 2020 ، بزيادة قدرها 50 جيجاواط مقارنة مع هدف 2020 المعلن في أكتوبر 2014 ، عندما خططت الصين لتركيب 100 جيجاواط من الطاقة الشمسية – إلى جانب 200 غيغاواط من الرياح و 350 جيجاواط من الطاقة المائية و 58 جيجاواط من الطاقة النووية.
بشكل عام ، زادت الصين باستمرار من أهدافها السنوية وقصيرة المدى. غير أن التقديرات والأهداف وعمليات النشر الفعلية اختلفت بشكل كبير في الماضي: ففي عامي 2013 و 2014 ، كان من المتوقع أن تستمر الصين في تثبيت 10 غيغاواط في السنة. في فبراير 2014 ، قامت اللجنة الوطنية للتنمية والإصلاح في الصين بتحديث هدفها لعام 2014 من 10 جيجاوات إلى 14 جيجاوات (تم تعديلها في وقت لاحق إلى 13 جيجاواط) وانتهى الأمر بتركيب ما يقدر بنحو 10.6 جيجاوات بسبب عيوب في قطاع الكهروضوئية الموزع.

الهند
خططت الدولة لتركيب طاقة شمسية بقدرة 100 جيجاواط بحلول عام 2022 ، بزيادة قدرها خمس مرات عن هدف سابق.

اليابان
وتستهدف اليابان 53 جيجاوات من الطاقة الشمسية الكهروضوئية بحلول عام 2030 ، كما أن 10٪ من إجمالي الطلب المحلي على الطاقة الأولية قابلوا الطاقة الشمسية الكهروضوئية بحلول عام 2050. وتم الوصول إلى هدف عام 2030 في عام 2018.

أوروبا
بحلول عام 2020 ، توقع الاتحاد الأوروبي لصناعة الخلايا الكهروضوئية (EPIA) قدرة PV على تمرير 150 جيجاوات. ووجدت أن خطط العمل الوطنية للإشراف على الموارد المتجددة (NREAP) كانت متحفظة للغاية ، حيث أن الهدف من 84 جيجاوات من الطاقة الشمسية الكهروضوئية بحلول عام 2020 قد تم تجاوزه بالفعل في عام 2014. وقد بلغت الأرقام الأولية قرابة 88 جيجاوات بنهاية عام 2014. بالنسبة لعام 2030 ، توقع EPIA في الأصل أن تصل الطاقة الشمسية الكهروضوئية إلى ما بين 330 و 500 جيجاواط ، مما يوفر 10 إلى 15 بالمائة من الطلب على الكهرباء في أوروبا. ومع ذلك ، كانت إعادة التقييم في وقت لاحق أكثر تشاؤما وتطلعا بنسبة 7 إلى 11 في المائة ، إذا لم يتم إجراء تغييرات رئيسية في السياسات.

اقتصاد
في العالم ، تم إنشاء السوق الضوئية بواسطة احتياجات كهربة أنظمة معزولة عن الشبكة مثل الأقمار الصناعية والقوارب والبيوت المتنقلة وغيرها من الأجسام المتحركة (الساعات والآلات الحاسبة …) ، أو المواقع المعزولة والأجهزة. أدى التقدم في تقنيات إنتاج الخلايا الفولتية الضوئية ، منذ تسعينيات القرن الماضي ، إلى هبوط في الأسعار ، مما أتاح تصوراً ، بمختلف الإعانات الحكومية ، لإنتاج كميات كبيرة لشبكة الكهرباء ، وهو إنتاج يمكن توسيعه ليشمل استهلاكه الذاتي. الإنتاج المتكامل في الشبكات الذكية ، من الجدران والسقوف ومن منظور الطاقة النظيفة واللامركزية ، من خلال الخدمات التي يتم تقاسمها بشكل كبير مع تلك التي يدعو إليها جيريمي ريفكين في مفهومه للثورة الصناعية الثالثة.

وظائف
استخدمت صناعة الطاقة الشمسية بشكل مباشر حوالي 435،000 شخصًا حول العالم في عام 2012 ، بما في ذلك 265،000 شخص في أوروبا ، وفقًا لـ EPIA. ما يقرب من مليون وظيفة تعتمد بشكل غير مباشر على هذا القطاع ، بما في ذلك 700000 في تركيب وصيانة وإعادة تدوير الأنظمة الكهروضوئية. تتوقع سيناريوهات EPIA ما يصل إلى مليون إنشاء عمل في أوروبا بحلول عام 2020. إن إنتاج MWC يحث على خلق من 3 إلى 7 وظائف مباشرة مكافئة بدوام كامل و 12 إلى 20 وظيفة غير مباشرة.

سيمثّل القطاع الكهروضوئي ما بين 20000 و 35000 وظيفة في فرنسا ، يقع في “أسفل سلسلة القيمة (تطوير المشروع ، التركيب …)” وليس في الجزء الأكثر إبداعًا (البحث ، التصنيع). الدراسة التي أجراها مكتب مجلس SIA ، سوف تكلف وظيفة في الخلايا الكهروضوئية من 10 إلى 40 ٪ أكثر تكلفة من تعويض العاطلين عن العمل. إن الوقف الاختياري في فرنسا ، والذي استمر من ديسمبر 2010 إلى مارس 2011 ، يمكن أن يؤدي إلى أكثر من 5000 وظيفة.

تاريخ تطور السوق

الأسعار والتكاليف (1977 حتى الوقت الحاضر)
انخفض متوسط ​​سعر كل واط بشكل كبير للخلايا الشمسية في العقود التي سبقت عام 2017. في حين كانت أسعار خلايا السيليكون البلورية في عام 1977 حوالي 77 دولارًا لكل واط ، كان متوسط ​​الأسعار الفورية في أغسطس 2018 منخفضًا إلى 0.13 دولار لكل وات أو ما يقرب من 600 ضعفًا منذ أربعين سنة. كانت أسعار الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة والألواح الشمسية C-Si حوالي 0.60 دولار لكل واط. انخفضت أسعار الوحدة والخلية أكثر بعد عام 2014 (انظر الأسعار في الجدول).

واعتُبر هذا الاتجاه السعري دليلاً يدعم قانون سوانسون (ملاحظة مشابهة لقانون مور الشهير) التي تنص على أن تكلفة كل ورقة من الخلايا والألواح الشمسية تنخفض بنسبة 20٪ لكل مضاعفة الإنتاج الكهروضوئي التراكمي. وأظهرت دراسة أجريت في عام 2015 ان السعر / كيلو وات في الساعة انخفض بنسبة 10 ٪ سنويا منذ عام 1980 ، وتوقع أن الطاقة الشمسية يمكن أن تساهم بنسبة 20 ٪ من إجمالي استهلاك الكهرباء بحلول عام 2030.

في طبعة 2014 من خارطة طريق التكنولوجيا: تقرير الطاقة الشمسية الكهروضوئية ، نشرت وكالة الطاقة الدولية (IEA) أسعارًا للأنظمة الكهروضوئية السكنية والتجارية والمرافق العامة في ثمانية أسواق رئيسية اعتبارًا من عام 2013 (انظر الجدول أدناه). ومع ذلك ، فإن تقرير مبادرة SunShot الخاص بإدارة الطاقة يشير إلى أسعار أقل من تقرير وكالة الطاقة الدولية ، على الرغم من أن كلا التقريرين نُشرا في نفس الوقت وأشارا إلى نفس الفترة. بعد عام 2014 انخفضت الأسعار أكثر. في عام 2014 ، صاغت مبادرة SunShot أسعار النظام في الولايات المتحدة لتتراوح بين 1.80 دولار و 3.29 دولار لكل وات. حددت مصادر أخرى نطاقات أسعار متشابهة تتراوح بين 1.70 دولار و 3.50 دولار لقطاعات السوق المختلفة في الولايات المتحدة. في السوق الألماني شديد الاختراق ، انخفضت أسعار أنظمة الأسطح السكنية والصغيرة التجارية التي تصل إلى 100 كيلو واط إلى 1.36 دولار لكل واط (1.24 يورو / واط) نهاية عام 2014. في عام 2015 ، قدر دويتشه بنك تكاليف أنظمة الأسطح السكنية الصغيرة في الولايات المتحدة بحوالي 2.90 دولار لكل وات. وقدرت تكاليف أنظمة مقياس المنفعة في الصين والهند بما يعادل 1.00 دولار لكل واط. وفي مايو 2017 ، بلغ سعر الوحدة السكنية 5 كيلووات في أستراليا حوالي 1.25 دولار ، أو 0.93 دولار لكل واط.

التقنيات (1990 إلى الوقت الحاضر)
كانت هناك تطورات هامة في تكنولوجيا السيليكون البلورية التقليدية (السي سي) في السنوات التي سبقت عام 2017. انخفاض تكلفة البولي سيليكون منذ عام 2009 ، الذي أعقب فترة من النقص الحاد (أنظر أدناه) لخام التغذية السليكوني ، ازداد الضغط على إن الشركات المصنعة للتقنيات الكهروضوئية التجارية ذات الأغشية الرقيقة ، بما في ذلك السليكون الرقيق غير المتبلور (أ – سي) ، والكادميوم تيلورايد (CdTe) ، و diselenide غاليوم الإنديوم النحاسي (CIGS) ، تؤدي إلى إفلاس العديد من شركات الأفلام الرقيقة التي كانت ذات يوم توصف للغاية. واجه القطاع منافسة سعرية من مصنعي خلايا السيليكون البلورية الصينية ، وتم بيع بعض الشركات مع براءات اختراعهم بأقل من التكلفة.

في عام 2013 ، استأثرت تقنيات الأغشية الرقيقة بنحو 9 في المائة من الانتشار العالمي ، في حين احتفظت نسبة 91 في المائة بالسيليكون المتبلور (أحادي سي وسيون متعدد). مع 5 في المائة من السوق ككل ، عقد CdTe أكثر من نصف سوق الأغشية الرقيقة ، تاركاً 2 في المائة لكل CIGS والسيليكون غير المتبلور.

تكنولوجيا CIGS
النحاس سيلينيد الغاليوم الإنديوم (CIGS) هو اسم مادة أشباه الموصلات التي تعتمد عليها التكنولوجيا. واحدة من أكبر منتجي الخلايا الكهروضوئية CIGS في عام 2015 كانت الشركة اليابانية Solar Frontier مع القدرة التصنيعية على نطاق جيجاوات. وشملت تكنولوجيا خط CIS الخاصة بهم وحدات ذات كفاءة تحويل أكثر من 15٪. استفادت الشركة من السوق الياباني المزدهر وحاولت توسيع أعمالها الدولية. ومع ذلك ، لم يتمكن العديد من المصنعين البارزين من مواكبة التقدم في تكنولوجيا السيليكون البلورية التقليدية. توقفت شركة Solyndra عن جميع الأنشطة التجارية وقدمت لإفلاس الفصل 11 في عام 2011 ، وأغلقت شركة Nanosolar ، وهي أيضًا شركة CIGS ، أبوابها في عام 2013. على الرغم من أن الشركتين أنتجت خلايا CIGS الشمسية ، فقد أشير إلى أن الفشل لم يكن مستحقًا إلى التكنولوجيا ، ولكن بدلاً من ذلك بسبب الشركات نفسها ، باستخدام بنية معيبة ، على سبيل المثال ، ركائز سوليندرا الأسطوانية.

تكنولوجيا CdTe
قامت شركة First Solar الأمريكية ، الشركة الرائدة في تصنيع CdTe ، ببناء العديد من أكبر محطات الطاقة الشمسية في العالم ، مثل Desert Sunlight Solar Farm و Topaz Solar Farm ، وكلاهما في صحراء كاليفورنيا بسعة 550 ميجاوات لكل منهما ، بالإضافة إلى 102 تم تكليف شركة MWAC Nyngan Solar Plant في أستراليا (أكبر محطة طاقة شمسية في النصف الجنوبي من الكرة الأرضية في ذلك الوقت) في منتصف عام 2015. تم الإبلاغ عن الشركة في عام 2013 بنجاح لإنتاج لوحات CdTe مع زيادة مستمرة في الكفاءة وانخفاض التكلفة لكل واط.- 19 CdTe كان أدنى زمن استرداد للطاقة لجميع التقنيات الكهروضوئية المنتجة بكميات كبيرة ، ويمكن أن يصل إلى ثمانية أشهر في مواقع مواتية. تم إفلاس شركة Abound Solar ، وهي أيضًا شركة تصنيع وحدات تيلوريد الكادميوم ، في عام 2012.

تقنية سي
في عام 2012 ، قدمت شركة ECD للطاقة الشمسية ، التي كانت في يوم من الأيام واحدة من الشركات الرائدة في العالم في مجال تصنيع السليكون غير المتبلور (a-Si) ، طلبًا للإفلاس في ميشيغان بالولايات المتحدة. قامت شركة OC Oerlikon السويسرية بتجريد قسمها الشمسي الذي أنتج خلايا ترادفية Si-μc-Si إلى Tokyo Electron Limited. في عام 2014 ، أعلنت شركة الإلكترونيات وأشباه الموصلات اليابانية عن إغلاق برنامج تطوير تكنولوجيا micromorph. ومن الشركات الأخرى التي تركت سوق الأغشية الرقيقة السيليكونية غير المتبلورة ، DuPont ، و BP ، و Flexcell ، و Inventux ، و Pramac ، و Schuco ، و Sencera ، و EPV Solar ، و NovaSolar (سابقاً OptiSolar) ، و Suntech Power التي توقفت عن تصنيع وحدات Si في عام 2010 للتركيز على البلورية. ألواح السليكون الشمسية. في عام 2013 ، قدمت شركة Suntech طلبًا للإفلاس في الصين.

نقص السيلكون (2005-2008)
في أوائل عام 2000 ، كانت أسعار البولي سيليكون ، وهي المادة الخام للخلايا الشمسية التقليدية منخفضة إلى 30 دولارًا لكل كيلوغرام ، ولم يكن لدى شركات تصنيع السليكون أي حافز لتوسيع الإنتاج.

ومع ذلك ، كان هناك نقص شديد في السيلكون في عام 2005 ، عندما تسببت البرامج الحكومية في زيادة بنسبة 75 ٪ في نشر الطاقة الشمسية الكهروضوئية في أوروبا. بالإضافة إلى ذلك ، كان الطلب على السيليكون من مصنعي أشباه الموصلات في تزايد مستمر. وبما أن كمية السيليكون اللازمة لأشباه الموصلات تشكل جزءًا أصغر بكثير من تكاليف الإنتاج ، فقد تمكن مصنعو أشباه الموصلات من تفوق شركات الطاقة الشمسية على السيليكون المتوفر في السوق.

في البداية ، كان منتجو البوليسونيون الحاليون بطيئين في الاستجابة للطلب المتزايد على التطبيقات الشمسية ، بسبب تجربتهم المؤلمة مع الاستثمار المفرط في الماضي. وارتفعت أسعار السيلكون بحدة إلى نحو 80 دولارا للكيلوغرام ، ووصلت إلى 400 دولار / كيلوغرام بالنسبة للعقود طويلة الأجل والأسعار الفورية. في عام 2007 ، أصبحت القيود على السيليكون شديدة لدرجة أن صناعة الطاقة الشمسية اضطرت إلى التباطؤ نحو ربع قدرتها على تصنيع الخلايا والوحدة ، أي ما يقدر بنحو 777 ميجاوات من الطاقة الإنتاجية المتاحة آنذاك. كما زود النقص خبراء السليكون بالنقود والحافز لتطوير تكنولوجيات جديدة ودخل العديد من المنتجين الجدد السوق. تركز الاستجابات المبكرة من صناعة الطاقة الشمسية على التحسينات في إعادة تدوير السيليكون. عندما تم استنفاد هذه الإمكانية ، كانت الشركات تأخذ نظرة أكثر صرامة على بدائل لعملية سيمنز التقليدية.

بما أن الأمر يستغرق ثلاث سنوات لبناء مصنع بولي سيلكون جديد ، استمر النقص حتى عام 2008. ظلت أسعار الخلايا الشمسية التقليدية ثابتة أو حتى ارتفعت بشكل طفيف خلال فترة نقص السيلكون من عام 2005 إلى عام 2008. ويظهر هذا بشكل ملحوظ على أنه “كتف”. التي تبرز في منحنى التعلُّم الكهروضوئي في سوانسون ، وكان يخشى أن يؤدي النقص الطويل الأمد إلى تأخير الطاقة الشمسية لتصبح منافسة لأسعار الطاقة التقليدية دون دعم.

في هذه الأثناء ، خفضت صناعة الطاقة الشمسية عدد الجرامات لكل واط من خلال تقليل سمك طبقة الويفر وخسارة الشق ، مما أدى إلى زيادة الإنتاجية في كل خطوة تصنيع ، مما أدى إلى تقليل فقد الوحدة ، وزيادة كفاءة اللوحة. وأخيراً ، أدى الارتفاع الكبير في إنتاج البولي سيليكون إلى تقليل الأسواق العالمية من ندرة السيلكون في عام 2009 ، مما أدى في النهاية إلى زيادة الطاقة الإنتاجية بشكل حاد مع انخفاض الأسعار في الصناعة الضوئية للأعوام التالية.

الطاقة الشمسية الفائضة (2009-2013)
ومع بدء صناعة البولي سيليكون في بناء قدرات إنتاجية كبيرة إضافية خلال فترة النقص ، انخفضت الأسعار إلى 15 دولارًا للكيلوغرام مما اضطر بعض المنتجين إلى تعليق الإنتاج أو الخروج من هذا القطاع. استقرت أسعار السليكون حول 20 دولارًا للكيلوغرام وساعدت سوق الطاقة الشمسية الكهروضوئية المزدهرة على خفض الطاقة الفائضة العالمية الهائلة من عام 2009 فصاعدًا. ومع ذلك ، استمرت القدرة المفرطة في صناعة الكهروضوئية. في عام 2013 ، كان نشر رقم قياسي عالمي يبلغ 38 جيجاوات (وهو رقم تم تحديثه في EPIA) أقل بكثير من قدرة الصين الإنتاجية السنوية التي تصل إلى 60 جيجاواط تقريبًا. واستمر انخفاض الطاقة الفائضة باستمرار من خلال خفض كبير في أسعار الوحدات الشمسية ، ونتيجة لذلك ، لم يعد بإمكان العديد من المصنعين تغطية التكاليف أو الاستمرار في المنافسة. ومع استمرار النمو العالمي للنشر الكهروضوئي ، كان من المتوقع أن تنهار الفجوة بين الطاقة الفائضة والطلب العالمي في عام 2014 في السنوات القليلة القادمة.

نشرت IEA-PVPS في عام 2014 بيانات تاريخية للاستخدام العالمي للطاقة الإنتاجية بالوحدات الشمسية الكهروضوئية التي أظهرت عودة بطيئة للتطبيع في التصنيع في السنوات التي سبقت عام 2014. معدل الاستخدام هو نسبة الطاقة الإنتاجية مقابل الإنتاج الفعلي سنة معينة. تم التوصل إلى انخفاض بنسبة 49 ٪ في عام 2007 وعكس ذروة نقص السيليكون الذي عانى حصة كبيرة من قدرة إنتاج الوحدة النمطية. واعتبارًا من عام 2013 ، استرد معدل الاستخدام بعض الشيء وارتفع إلى 63٪.

رسوم مكافحة الاغراق (2012 حتى الآن)
بعد تقديم التماس لمكافحة الإغراق وتنفيذ التحقيقات ، فرضت الولايات المتحدة تعريفة من 31 إلى 250 في المائة على منتجات الطاقة الشمسية المستوردة من الصين في عام 2012. وبعد عام ، فرض الاتحاد الأوروبي أيضاً إجراءات نهائية لمكافحة الإغراق ومكافحة الدعم. واردات الألواح الشمسية من الصين بمتوسط ​​47.7 في المائة لمدة سنتين.

بعد ذلك بوقت قصير ، قامت الصين ، في المقابل ، بفرض رسوم على واردات البولي سيليكون الأمريكية ، المواد الخام لإنتاج الخلايا الشمسية. في يناير 2014 ، حددت وزارة التجارة الصينية تعريفة مكافحة الإغراق على منتجي البولي سيليكون في الولايات المتحدة ، مثل Hemlock Semiconductor Corporation إلى 57 ٪ ، في حين أن الشركات الرئيسية الأخرى المنتجة للسيليكون ، مثل الألمانية Wacker Chemie و OCI الكورية كانت أقل تأثرا بكثير. كل هذا تسبب في الكثير من الجدل بين المؤيدين والمعارضين وكان موضوعا للنقاش.

تاريخ النشر
أرقام التوزيع على نطاق عالمي وإقليمي وعلى نطاق البلد موثقة جيداً منذ أوائل التسعينيات. وفي حين أن القدرة الفولطاضوئية في جميع أنحاء العالم نمت باستمرار ، فإن أرقام النشر حسب البلد كانت أكثر ديناميكية ، لأنها تعتمد بشدة على السياسات الوطنية. يصدر عدد من المنظمات تقارير شاملة عن نشر الكهروضوئية على أساس سنوي. وهي تشمل الطاقة الكهروضوئية السنوية والتراكمية المنشورة ، وعادة ما يتم إعطاؤها في ذروة watt ، وكسرها من قبل الأسواق ، وكذلك التحليل والتوقعات المتعمقة حول الاتجاهات المستقبلية.

النشر السنوي في جميع أنحاء العالم
نظرًا للطبيعة المتسارعة للنشر الكهروضوئي ، تم تثبيت معظم السعة الإجمالية في السنوات التي سبقت عام 2017 (انظر المخطط الدائري). منذ تسعينات القرن الماضي ، كان كل عام يمثل عامًا قياسيًا من حيث الطاقة الكهروضوئية المركبة حديثًا ، باستثناء عام 2012. وعلى عكس بعض التوقعات السابقة ، كانت توقعات أوائل عام 2017 قد تم تركيب 85 جيجاوات في عام 2017. قريبًا من نهاية العام لكن الأرقام رفعت التقديرات إلى 95 جيجاوات لمرافق عام 2017.

في جميع أنحاء العالم تراكمية
كان النمو العالمي للطاقة الشمسية الكهروضوئية منحنياً أسيوياً بين عامي 1992 و 2017. وتبين الجداول أدناه القدرة الاسمية التراكمية العالمية بنهاية كل عام بالميغاواط ، والزيادة السنوية في النسبة المئوية. في عام 2014 ، كان من المتوقع أن تنمو الطاقة العالمية بنسبة 33٪ من 139 إلى 185 جيجاوات. وهذا يتوافق مع معدل نمو أسي من 29 في المئة أو حوالي 2.4 سنة لتتضاعف القدرة الكهروضوئية الحالية في جميع أنحاء العالم. معدل النمو الأسي: P (t) = P0ert ، حيث P0 هو 139 GW ، ومعدل النمو 0.29 R (ينتج عنه مضاعفة الوقت t 2.4 سنة).