Una casa con energía solar: ¿dará sus frutos?

¿Qué es la energía solar para el hogar?

Los propietarios de viviendas que instalan sistemas de energía fotovoltaica reciben numerosos beneficios: facturas de electricidad más bajas, menor huella de carbono y valores de la vivienda potencialmente más altos. Pero estos beneficios generalmente vienen con importantes costos de instalación y mantenimiento, y la magnitud de las ganancias puede variar ampliamente de una casa a otra. Este artículo ayudará a los propietarios a realizar los cálculos financieros necesarios para determinar la viabilidad de la energía solar en sus hogares.

Entendiendo la energía solar

La tecnología solar fotovoltaica (PV) ha existido desde la década de 1950, pero, gracias al módulo solar en declive precios, sólo se ha considerado una tecnología económicamente viable para un uso generalizado desde el cambio de milenio.

El tamaño del panel solar se cotiza en términos del potencial de salida eléctrica teórica en vatios. Sin embargo, la producción típica obtenida para los sistemas fotovoltaicos instalados, conocida como "factor de capacidad", se encuentra entre el 15% y el 30% de la producción teórica. Un sistema doméstico de 3 kilovatios-hora (kWh) que funcione a un factor de capacidad del 15% produciría 3 kWh x 15% x 24 h / día x 365 días / año = 3.942 kWh / año, o aproximadamente un tercio del consumo eléctrico típico de EE. UU. familiar.

Pero este cálculo puede inducir a error porque hay pocas razones para hablar de resultados "típicos"; de hecho, la energía solar puede tener sentido para un hogar, pero no para la casa de al lado. Esta discrepancia se puede atribuir a las consideraciones financieras y prácticas consideradas para determinar la viabilidad.

Energía solar para el hogar: costos

La energía solar es intensivo en capital, y el costo principal de poseer un sistema viene por adelantado al comprar el equipo. Es casi seguro que el módulo solar representará el componente individual más grande del gasto total.

Otro equipo necesario para la instalación incluye un inversor (para convertir la corriente continua producida por el panel en la corriente alterna utilizada por electrodomésticos), equipos de medición (si es necesario para ver cuánta energía se produce) y varios componentes de la carcasa junto con cables y cableado engranaje.

Algunos propietarios también consideran el almacenamiento de baterías. Históricamente, las baterías han sido prohibitivamente caras e innecesarias si la empresa de servicios públicos paga el exceso de electricidad que se alimenta a la red (ver más abajo). El costo de la mano de obra de instalación también debe tenerse en cuenta.

Además de los costos de instalación, existen algunos costos adicionales asociados con la operación y el mantenimiento de una matriz solar fotovoltaica. Además de limpiar los paneles con regularidad, los inversores y las baterías (si están instaladas) generalmente deben reemplazarse después de varios años de uso.

Si bien los costos anteriores son relativamente sencillos, a menudo una empresa de instalación solar puede cotizar un precio por estos para el propietario de una casa, lo que determina subsidios disponible en el gobierno y / o su empresa de servicios públicos local puede resultar un desafío mayor. Los incentivos gubernamentales cambian a menudo, pero históricamente, el gobierno de los EE. UU. crédito fiscal de hasta el 30% del costo del sistema.

Puede encontrar más detalles sobre los programas de incentivos en los EE. UU., Incluidos los programas dentro de cada estado, en el Base de datos de incentivos estatales para energías renovables y eficiencia (DSIRE) sitio web. En otros países, esta información suele estar disponible en sitios web gubernamentales o de promoción solar. Los propietarios de viviendas también deben consultar con su empresa de servicios públicos local para ver si ofrece incentivos financieros para la energía solar. instalación, y determinar cuál es su política para la interconexión a la red y para la venta de energía excedente a la red.

Energía solar para el hogar: beneficios

Un beneficio significativo para la instalación fotovoltaica es una factura de energía más baja, pero la magnitud de este beneficio depende de la cantidad de energía solar que se puede producir dadas las condiciones disponibles y la forma en que los servicios públicos cobran por electricidad.

La primera consideración son los niveles de irradiación solar disponibles en la ubicación geográfica de la casa. Cuando se trata de usar paneles solares, generalmente es mejor estar más cerca del ecuador, pero se deben considerar otros factores. El Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) produce mapas para los EE. UU. Que muestran los niveles de irradiación solar; las herramientas en su sitio web brindan información solar detallada para ubicaciones específicas dentro de los EE. UU.

También se encuentran disponibles mapas y datos similares en otros países, a menudo de agencias ambientales gubernamentales u organizaciones de energía renovable. Igualmente importante es la orientación del hogar; para los arreglos en la azotea, un techo orientado al sur sin árboles u otros objetos que obstruyan la luz solar maximiza la energía solar disponible. Si esto no está disponible, los paneles pueden montarse en soportes externos e instalarse fuera de la casa, incurriendo en costos adicionales por el hardware y los cables adicionales.

La segunda consideración es el momento de la producción de energía solar y cómo las empresas de servicios públicos cobran por la electricidad. La generación de energía solar ocurre principalmente durante la tarde y es mayor durante el verano, por lo que corresponde relativamente bien para la demanda total de electricidad en climas cálidos porque es en estos momentos cuando los acondicionadores de aire consumen más energía. En consecuencia, la energía solar es valiosa porque los métodos alternativos de producción de energía (a menudo plantas de energía de gas natural) utilizados para satisfacer la demanda máxima de energía tienden a ser costosos.

Pero utilidades Suelen cobrar a los consumidores residenciales una tarifa plana por la electricidad, independientemente del tiempo de consumo. Esto significa que, en lugar de compensar el alto costo de la producción máxima de electricidad, los propietarios Los sistemas de energía solar simplemente compensan el precio que se les cobra por la electricidad, que está mucho más cerca de la promedio costo de producción de energía.

Sin embargo, muchas empresas de servicios públicos en los EE. UU. Han introducido esquemas de precios que permiten que a los propietarios se les cobre a diferentes tarifas a lo largo del día en un intento de reflejar el costo real de producción de electricidad en diferentes veces; esto significa tarifas más altas por la tarde y tarifas más bajas por la noche. Una matriz solar fotovoltaica puede ser muy beneficiosa en áreas donde se usa este tipo de tasa variable en el tiempo, ya que la energía solar producida compensaría la electricidad más costosa.

Exactamente qué tan beneficioso es esto para un propietario determinado depende del momento exacto y la magnitud de los cambios de tarifas bajo dicho plan. De manera similar, los servicios públicos en algunas ubicaciones tienen esquemas de precios que varían en diferentes épocas del año debido a las fluctuaciones regulares de la demanda estacional. Aquellos con tarifas más altas durante el verano hacen que la energía solar sea más valiosa.

Algunas empresas de servicios públicos tienen planes de precios escalonados en los que el precio marginal de la electricidad cambia a medida que aumenta el consumo. Bajo este tipo de plan, el beneficio de un sistema solar puede depender del uso de electricidad de la casa; en ciertas áreas sujetas a tarifas que aumentan drásticamente a medida que aumenta el consumo, las casas grandes (con grandes necesidades de energía) pueden beneficiarse más de los paneles solares que compensan los costos marginales de alto costo. consumo.

Otro beneficio de un sistema solar es que los propietarios pueden vender electricidad generada por energía solar a las empresas de servicios públicos. En los EE. UU., Esto se hace a través de planes de "medición neta", en los que los consumidores residenciales usan la energía que ponen en la red (cuando la tasa de La generación de electricidad a partir de la matriz solar es mayor que la tasa de consumo de electricidad del hogar) para compensar la energía consumida en otros veces; la factura eléctrica mensual refleja el consumo neto de energía. Las normativas y políticas específicas de medición neta varían de una región a otra. Los propietarios pueden consultar la DSIRE base de datos y también deben comunicarse con sus empresas de servicios públicos locales para encontrar información más específica.

El beneficio final es el efecto potencial en el valor de una casa debido a la adición de un panel solar. En general, es razonable suponer que los paneles solares aumentarían el valor de la mayoría de las casas.

Primero, existe un beneficio financiero innegable de tener facturas de electricidad más bajas como resultado de un panel solar. En segundo lugar, la tendencia hacia una vida "verde" significa que hay una demanda creciente de hogares que tienen una huella de carbono más pequeña y funcionan con fuentes renovables. Por fin, comprar una casa con energía solar ya instalada significa que la inversión se financia (para el comprador de la vivienda) a través del hipoteca. Esta facilidad de financiamiento hace que la energía solar sea más asequible para un comprador de vivienda que comprar una casa sin energía solar y, posteriormente, agregar una matriz solar.

Calcular los costos de la energía solar

Una vez que se determinan los costos y beneficios anteriores, teóricamente se puede evaluar un sistema solar utilizando el flujo de caja descontado (DCF) método. Las salidas al inicio del proyecto consistirían en costos de instalación (netos de subsidios) y Las entradas llegarían más tarde en forma de costos de electricidad compensados ​​(tanto directamente como a través de medida).

En lugar de utilizar DCF, la viabilidad de la energía solar generalmente se evalúa calculando la costo de la electricidad (LCOE) y luego compararlo con el costo de la electricidad que cobra la empresa de servicios públicos local. El LCOE para la energía solar doméstica generalmente se calculará como costo / kilovatio-hora ($ / kWh o ¢ / kWh), el mismo formato que se usa comúnmente en las facturas de electricidad. Para aproximar el LCOE, se puede usar la siguiente ecuación:

LCOE ($ / kWh) = Valor actual neto (VAN) del costo de propiedad de por vida ($) / Producción de energía de por vida (kWh)

El vida util de un módulo solar fotovoltaico generalmente se asume que es de 25 a 40 años.El coste de propiedad incluye los costos de mantenimiento, que deben descontarse para encontrar el VPN. El LCOE se puede comparar con el costo de la electricidad de una empresa de servicios públicos; recuerde, el precio relevante es el que se produce durante los momentos en los que la producción solar fotovoltaica se alcanza o se acerca al pico.

Pros y contras de los paneles solares para su hogar

Como la mayoría de las cosas, la energía solar tiene sus ventajas e inconvenientes. Al mismo tiempo, algunos costos económicos pueden ser sufragados por los beneficios sociales para el medio ambiente y la reducción de su huella de carbono, que excede la evaluación puramente monetaria.

Preguntas frecuentes

¿Puede una casa funcionar solo con energía solar?

Prácticamente, a menudo no es posible. Esto se debe a que la energía solar solo funciona cuando brilla el sol, lo que significa que cuando está nublado o de noche, no generan electricidad. Existen algunas soluciones de batería para proporcionar energía durante estos momentos, pero aún así tienden a ser bastante caras. La mayoría de los hogares con paneles solares todavía dependen de la red de vez en cuando.

¿Realmente ahorra dinero con paneles solares?

Dependiendo de dónde viva, es posible que el sistema se amortice y aumente con el tiempo. Esto se debe a que no gastará tanto dinero comprando electricidad de su servicio público, y si se cuenta con la medición neta, puede reducir aún más sus facturas.

¿Cuánto cuesta un panel solar?

Los precios han ido bajando de manera constante a lo largo de los años. El costo total dependerá de cuántos kilovatios de energía generará su matriz. Según los informes de los consumidores, después de contabilizar los créditos fiscales solares, el costo de un sistema de paneles solares en una casa de tamaño promedio en los EE. UU. En 2021 oscila entre $ 11,000 y $ 15,000.

¿Cuánto tiempo tardarán los paneles solares en pagarse por sí mismos?

Dependiendo de dónde viva y del tamaño de su sistema, una instalación solar puede tardar en promedio entre 10 y 20 años en alcanzar el punto de equilibrio.

La línea de fondo

Determinar si instalar un sistema solar fotovoltaico puede parecer una tarea abrumadora, pero es importante recordar que dicho sistema es una inversión a largo plazo. En muchos lugares, la energía solar es una buena opción desde una perspectiva financiera.

Incluso si se determina que el costo de la energía solar es marginalmente más caro que la electricidad comprada a una empresa de servicios públicos, los propietarios pueden desear instalar energía solar para evitar futuras fluctuaciones potenciales en los costos de energía, o simplemente deseen mirar más allá de sus motivaciones financieras personales y usar energía solar por "vida verde.