Дом на солнечной энергии: окупится ли он?
Что такое солнечная энергия для дома?
Домовладельцы, устанавливающие фотоэлектрические системы электроснабжения, получают многочисленные преимущества: меньшие счета за электричество, меньший углеродный след и потенциально более высокую стоимость дома. Но эти преимущества обычно связаны со значительными затратами на установку и обслуживание, а величина выигрыша может сильно варьироваться от одного дома к другому. Эта статья поможет домовладельцам произвести финансовые расчеты, необходимые для определения жизнеспособности солнечной энергии в их домах.
Ключевые выводы
- Те, кто стремится к экологичности, могут захотеть оборудовать свой дом солнечными батареями.
- Солнечная энергия не только полезна для окружающей среды, но и вы можете зарабатывать деньги, продавая излишки энергии в сеть.
- Хотя за последние годы затраты снизились, установка и обслуживание солнечных панелей могут быть довольно дорогостоящими.
- Солнечные батареи лучше всего подходят для домов, которые постоянно находятся на солнце в течение года.
- Прежде чем переходить на солнечную энергию, убедитесь, что вы понимаете как социальные, так и экономические факторы.
Понимание солнечной энергии
Фотогальванические (PV) солнечные технологии существуют с 1950-х годов, но из-за снижения цен на солнечные модули они считались финансово жизнеспособной технологией для широкого использования с начала тысячелетия.
Размер солнечной панели указан в терминах теоретического выходного электрического потенциала в ваттах.Однако типичная выходная мощность для установленных фотоэлектрических систем — известная как «коэффициент мощности» — составляет от 15% до 30% от теоретической выходной мощности. Бытовая система мощностью 3 киловатт-часа (кВтч), работающая с коэффициентом мощности 15%, будет производить 3 кВтч x 15% x 24 часа в день x 365 дней в году = 3942 кВтч / год, или примерно одну треть типичной электроэнергии. потребление домохозяйства в США.
Но этот расчет может вводить в заблуждение, потому что нет оснований говорить о «типичных» результатах; Фактически, солнечная энергия может иметь смысл для одного дома, но не для соседнего дома. Это несоответствие можно объяснить финансовыми и практическими соображениями, которые учитывались при определении жизнеспособности.
Краткий обзор
Прежде чем приобретать солнечные батареи, получите предложения от нескольких авторитетных установщиков для сравнения.
Солнечная энергия для дома: затраты
Солнечная энергия требует больших капиталовложений, и основные затраты на владение системой оплачиваются авансом при покупке оборудования. Солнечный модуль почти наверняка будет представлять собой самый крупный компонент общих расходов.
Другое оборудование, необходимое для установки, включает инвертор (для преобразования постоянного тока, вырабатываемого панелью, в переменный ток, используемый бытовой техникой), измерительное оборудование (если необходимо увидеть, сколько вырабатываемой мощности) и различные компоненты корпуса вместе с кабели и электропроводка.
Некоторые домовладельцы также рассматривают возможность хранения аккумуляторов. Исторически батареи были чрезмерно дорогими и ненужными, если коммунальное предприятие платило за избыточную электроэнергию, подаваемую в сеть (см. Ниже). Также необходимо учитывать затраты на монтажные работы.
Помимо затрат на установку, существуют некоторые дополнительные расходы, связанные с эксплуатацией и обслуживанием фотоэлектрической солнечной батареи. Помимо регулярной очистки панелей, инверторы и батареи (если они установлены) обычно нуждаются в замене после нескольких лет использования.
Хотя указанные выше затраты относительно просты — часто компания, устанавливающая солнечные батареи, может указать цену на них для домовладельца, — определение субсидий, доступных от правительства и / или местного коммунального предприятия, может оказаться более сложной задачей.Государственные стимулы часто меняются, но исторически правительство США разрешало налоговый кредит в размере до 30% от стоимости системы.
Более подробную информацию о программах поощрения в США, включая программы в каждом штате, можно найти на веб-сайте Базы данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и повышения эффективности (DSIRE). В других странах такая информация часто доступна на правительственных или пропагандистских веб-сайтах, посвященных солнечной энергии. Домовладельцы также должны проконсультироваться со своей местной коммунальной компанией, чтобы узнать, предлагает ли она финансовые стимулы для установки солнечных батарей, и определить ее политику в отношении присоединения к сетям и продажи избыточной энергии в сеть.
97,7 гигаватт
В США в 2020 году было установлено 19,2 гигаватт солнечных фотоэлектрических мощностей, чтобы достичь 97,7 ГВт постоянного тока общей установленной мощности, чего достаточно для питания 17,7 миллиона американских домов.
Солнечная энергия для дома: преимущества
Существенным преимуществом фотоэлектрической установки является более низкий счет за электроэнергию, но величина этого преимущества зависит от количества солнечной энергии, которое может быть произведено с учетом имеющихся условий и способа, которым коммунальные предприятия взимают плату за электроэнергию.
Первое, что нужно учитывать, — это уровни солнечного излучения, доступные в географическом положении дома.Когда дело доходит до использования солнечных батарей, как правило, лучше находиться ближе к экватору, но необходимо учитывать и другие факторы.Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) производит карты для США показывают солнечные уровни облучения;инструменты на его веб-сайте предоставляют подробную информацию о солнечной энергии для конкретных мест в США
Подобные карты и данные доступны и в других странах, часто от государственных природоохранных агентств или организаций по возобновляемым источникам энергии. Не менее важна ориентация дома; Для массивов на крыше, крыша с южной стороны без деревьев или других предметов, препятствующих солнечному свету, максимально увеличивает доступную солнечную энергию. Если это недоступно, панели можно установить на внешних опорах и установить вдали от дома, что потребует дополнительных затрат на дополнительное оборудование и кабели.
Второе соображение — это время производства солнечной энергии и то, как коммунальные предприятия взимают плату за электроэнергию. Выработка солнечной энергии происходит в основном во второй половине дня и выше летом, что относительно хорошо соответствует общему спросу на электроэнергию в теплом климате, поскольку именно в это время кондиционеры потребляют больше всего энергии. Следовательно, солнечная энергия ценна, потому что альтернативные методы производства энергии (часто электростанции на природном газе), используемые для удовлетворения пикового спроса на энергию, как правило, дороги.
Но коммунальные службы часто взимают с бытовых потребителей фиксированную плату за электроэнергию независимо от времени потребления. Это означает, что вместо того, чтобы компенсировать дорогостоящую стоимость пикового производства электроэнергии, солнечные энергетические системы домовладельцев просто компенсируют цену, которую они взимают за электроэнергию, которая намного ближе к средней стоимости производства электроэнергии.
Однако многие коммунальные компании в США ввели схемы ценообразования, которые позволяют домовладельцам взимать плату по разным ставкам в течение дня, пытаясь отразить фактическую стоимость производства электроэнергии в разное время; это означает более высокие ставки днем и более низкие ставки ночью. Фотоэлектрические солнечные батареи могут быть очень полезны в областях, где используется такая переменная во времени скорость, поскольку произведенная солнечная энергия компенсирует наиболее дорогостоящее электричество.
Насколько это выгодно для конкретного домовладельца, зависит от точного времени и величины изменений ставок в соответствии с таким планом. Аналогичным образом, коммунальные предприятия в некоторых местах имеют схемы ценообразования, которые меняются в разное время года из-за регулярных сезонных колебаний спроса. Те, у кого более высокие ставки летом, делают солнечную энергию более ценной.
Некоторые коммунальные предприятия имеют многоуровневые тарифные планы, в которых предельная цена на электроэнергию изменяется по мере роста потребления. Согласно этому типу плана, выгода от солнечной системы может зависеть от использования электричества в доме; в некоторых областях, где ставки резко возрастают по мере увеличения потребления, большие дома (с большими потребностями в энергии) могут получить наибольшую выгоду от солнечных батарей, которые компенсируют высокие предельные затраты.
Еще одно преимущество солнечной системы заключается в том, что домовладельцы могут продавать вырабатываемую солнечными батареями электроэнергию коммунальным предприятиям. В США это делается с помощью планов «чистого измерения», в которых бытовые потребители используют мощность, которую они вводят в сеть (когда скорость производства электроэнергии от солнечной батареи выше, чем уровень потребления электроэнергии в домашних условиях), чтобы компенсировать мощность, потребляемая в другое время; ежемесячный счет за электроэнергию отражает чистое потребление энергии. Конкретные правила и политика измерения нетто-измерений различаются в зависимости от региона. Домовладельцы могут обратиться к базе данных DSIRE, а также должны связаться с местными коммунальными службами, чтобы получить более конкретную информацию.
Последним преимуществом является потенциальное влияние на стоимость дома из-за добавления солнечной батареи. В целом, разумно предположить, что солнечные батареи повысят стоимость большинства домов.
Во-первых, снижение счетов за электроэнергию в результате использования солнечной батареи дает неоспоримую финансовую выгоду. Во-вторых, тенденция к «зеленому» образу жизни означает, что растет спрос на дома с меньшим углеродным следом и питанием от возобновляемых источников. Наконец, ипотеки. Такая легкость финансирования потенциально делает солнечную энергию более доступной для покупателя жилья, чем покупка дома без солнечной энергии с последующим добавлением солнечной батареи.
Расчет затрат на солнечную энергию
После определения вышеуказанных затрат и выгод солнечная система теоретически может быть оценена с использованием метода дисконтированного денежного потока (DCF). Отток в начале проекта будет состоять из затрат на установку (за вычетом субсидий), а приток поступит позже в виде компенсации затрат на электроэнергию (как напрямую, так и через чистые измерения).
Вместо использования DCF жизнеспособность солнечной энергии обычно оценивается путем расчета нормированной стоимости электроэнергии (LCOE), а затем сравнения ее со стоимостью электроэнергии, взимаемой местным коммунальным предприятием. LCOE для бытовой солнечной энергии обычно рассчитывается как стоимость / киловатт-час ($ / кВтч или ¢ / кВтч) — тот же формат, который обычно используется в счетах за электроэнергию. Чтобы аппроксимировать LCOE, можно использовать следующее уравнение:
LCOE ($ / кВтч) = Чистая приведенная стоимость (NPV) стоимости владения за весь срок эксплуатации ($) / Выработка энергии за весь срок службы (кВтч)
Срок службы фотоэлектрического солнечного модуля обычно составляет 25-40 лет. стоимость владения включает в себя расходы на техническое обслуживание, которые должны быть дисконтированных найти NPV. Затем LCOE можно сравнить со стоимостью электроэнергии от коммунального предприятия; Помните, что соответствующая цена — это цена, которая возникает в периоды пика или около пика производства солнечной энергии.
Плюсы и минусы солнечных батарей для вашего дома
Как и у большинства вещей, у солнечной энергии есть свои преимущества и недостатки. В то же время некоторые экономические издержки могут быть покрыты социальными выгодами для окружающей среды и снижением вашего углеродного следа, что превышает чистую денежную оценку.
Плюсы
- Зеленая энергия, снижающая выбросы углекислого газа
- Чистый учет позволяет продавать излишки произведенной энергии
- Вы можете иметь право на определенные налоговые льготы
Минусы
- Затраты на установку и обслуживание по-прежнему высоки
- Солнечная энергия работает только тогда, когда нет солнца
- Детали системы необходимо заменять каждые несколько лет.
- Срок действия некоторых налоговых льгот истек или истечет.
Часто задаваемые вопросы
Может ли дом работать только на солнечной энергии?
На практике это не всегда возможно. Это связано с тем, что солнечная энергия работает только тогда, когда светит солнце, а это означает, что в пасмурную погоду или в ночное время они не вырабатывают электричество. В это время есть несколько аккумуляторных решений, обеспечивающих питание, но они по-прежнему довольно дороги. Большинство домов с солнечными панелями все еще время от времени полагаются на электросеть.
Вы действительно экономите деньги с помощью солнечных батарей?
В зависимости от того, где вы живете, вполне возможно, что система со временем окупит себя и даже больше. Это связано с тем, что вы не будете тратить столько денег на покупку электроэнергии у коммунального предприятия, а при наличии нетто-счетчиков вы можете еще больше сократить свои счета,
Сколько стоит солнечная панель?
Цены стабильно снижаются на протяжении многих лет.Общая стоимость будет зависеть от того, сколько киловатт энергии будет генерировать ваш массив.Согласно сообщениям потребителей, после учета налоговых льгот на солнечную энергию стоимость системы солнечных панелей в доме среднего размера в США в 2021 году составит от 11000 до 15000 долларов.
Сколько времени потребуется, чтобы солнечные батареи окупились?
В зависимости от того, где вы живете, и размера вашей системы, для достижения безубыточности солнечной установки может потребоваться в среднем от 10 до 20 лет.
Суть
Решение о том, устанавливать ли солнечную солнечную систему, может показаться сложной задачей, но важно помнить, что такая система — это долгосрочные инвестиции. Во многих местах солнечная энергия — хороший выбор с финансовой точки зрения.
Даже если будет установлено, что стоимость солнечной энергии незначительно выше, чем стоимость электроэнергии, купленной у коммунального предприятия, домовладельцы могут пожелать установить солнечную энергию, чтобы избежать потенциальных колебаний стоимости энергии в будущем, или могут просто захотеть выйти за рамки своих личных финансовых мотивов и использования. солнечная энергия для «зеленого» проживания.