Dom zasilany energią słoneczną: czy to się opłaci?

Czym jest energia słoneczna dla domu?

Właściciele domów, którzy instalują systemy fotowoltaiczne, otrzymują wiele korzyści: niższe rachunki za prąd, niższy ślad węglowy i potencjalnie wyższą wartość domu. Jednak korzyści te zazwyczaj wiążą się ze znacznymi kosztami instalacji i konserwacji, a wielkość zysków może się znacznie różnić w zależności od domu. Ten artykuł pomoże właścicielom domów dokonać obliczeń finansowych wymaganych do określenia opłacalności energii słonecznej w ich domach.

Zrozumienie energii słonecznej

Technologia fotowoltaiczna (PV) istnieje od lat 50. XX wieku, ale dzięki upadkowi modułów słonecznych ceny, od przełomu XIX i XX wieku uznano ją za opłacalną finansowo technologię do powszechnego użytku tysiąclecie.

Rozmiar panelu słonecznego jest podawany w postaci teoretycznego elektrycznego potencjału wyjściowego w watach. Jednak typowa moc realizowana dla zainstalowanych systemów fotowoltaicznych – znana jako „współczynnik mocy” – wynosi od 15% do 30% mocy teoretycznej. System gospodarstwa domowego o mocy 3 kilowatogodziny (kWh) działający przy 15% współczynniku wydajności wyprodukuje 3 kWh x 15% x 24 godziny na dobę x 365 dni/rok = 3942 kWh/rok, czyli mniej więcej jedna trzecia typowego zużycia energii elektrycznej w USA gospodarstwo domowe.

Ale ta kalkulacja może być myląca, ponieważ nie ma powodu, aby mówić o „typowych” wynikach; w rzeczywistości energia słoneczna może mieć sens dla jednego gospodarstwa domowego, ale nie dla domu obok. Rozbieżność tę można przypisać względom finansowym i praktycznym rozważanym przy określaniu rentowności.

Energia słoneczna dla domu: koszty

Energia słoneczna jest kapitałochłonny, a główny koszt posiadania systemu jest naliczany z góry przy zakupie sprzętu. Moduł fotowoltaiczny prawie na pewno będzie stanowił największy pojedynczy składnik całkowitych wydatków.

Innym wyposażeniem niezbędnym do instalacji jest falownik (do zamiany prądu stałego wytwarzanego przez panel na prąd zmienny używany przez sprzęt AGD), aparaturę pomiarową (jeśli trzeba sprawdzić, ile mocy jest produkowane) oraz różne elementy obudowy wraz z kablami i okablowaniem koło zębate.

Niektórzy właściciele domów rozważają również przechowywanie baterii. Historycznie baterie były zbyt drogie i niepotrzebne, jeśli przedsiębiorstwo płaci za nadmiar energii elektrycznej, która jest dostarczana do sieci (patrz poniżej). Należy również uwzględnić koszt robocizny przy instalacji.

Oprócz kosztów instalacji istnieją pewne dodatkowe koszty związane z obsługą i konserwacją paneli fotowoltaicznych. Oprócz regularnego czyszczenia paneli, falowniki i baterie (jeśli są zainstalowane) zazwyczaj wymagają wymiany po kilku latach użytkowania.

Chociaż powyższe koszty są stosunkowo proste — często firma zajmująca się instalacjami słonecznymi może podać ich cenę dla właściciela domu — określając dotacje dostępne od rządu i/lub lokalnego zakładu użyteczności publicznej mogą okazać się większym wyzwaniem. Zachęty rządowe często się zmieniają, ale historycznie rząd USA zezwalał na ulga podatkowa do 30% kosztów systemu.

Więcej szczegółów na temat programów motywacyjnych w USA, w tym programów w każdym stanie, można znaleźć na stronie Baza zachęt państwowych na rzecz OZE i efektywności (DSIRE). W innych krajach takie informacje są często dostępne na stronach rządowych lub na stronach promujących energię słoneczną. Właściciele domów powinni również skontaktować się z lokalnym przedsiębiorstwem użyteczności publicznej, aby sprawdzić, czy oferuje zachęty finansowe na energię słoneczną instalacji oraz określić, jaka jest jego polityka w zakresie przyłączania do sieci i sprzedaży nadwyżki mocy do sieci.

Energia słoneczna dla domu: korzyści

Istotną korzyścią dla instalacji fotowoltaicznej jest niższy rachunek za energię, ale wielkość tej korzyści zależy od kwoty energii słonecznej, jaką można wyprodukować przy dostępnych warunkach i sposobie, w jaki media pobierają opłaty za Elektryczność.

Pierwszą kwestią jest poziom promieniowania słonecznego dostępny w lokalizacji geograficznej domu. Jeśli chodzi o korzystanie z paneli słonecznych, przebywanie bliżej równika jest ogólnie lepsze, ale należy wziąć pod uwagę inne czynniki. ten Krajowe Laboratorium Energii Odnawialnej (NREL) tworzy mapy dla Stanów Zjednoczonych pokazujące poziomy napromieniowania słonecznego; narzędzia na jego stronie internetowej dostarczają szczegółowych informacji o energii słonecznej dla określonych lokalizacji w USA.

Podobne mapy i dane są dostępne również w innych krajach, często od rządowych agencji ochrony środowiska lub organizacji zajmujących się energią odnawialną. Równie ważna jest orientacja domu; w przypadku tablic dachowych dach skierowany na południe bez drzew lub innych obiektów zasłaniających światło słoneczne maksymalizuje dostępną energię słoneczną. Jeśli nie jest to możliwe, panele można zamontować na zewnętrznych wspornikach i zainstalować z dala od domu, ponosząc dodatkowe koszty za dodatkowy sprzęt i kable.

Drugą kwestią jest czas produkcji energii słonecznej i sposób pobierania opłat za energię elektryczną. Wytwarzanie energii słonecznej następuje głównie w godzinach popołudniowych i jest wyższe latem, a zatem odpowiednio dobrze do ogólnego zapotrzebowania na energię elektryczną w ciepłym klimacie, ponieważ w tych czasach klimatyzatory zużywają najwięcej energia. W konsekwencji energia słoneczna jest cenna, ponieważ alternatywne metody produkcji energii (często elektrownie na gaz ziemny) stosowane w celu zaspokojenia szczytowego zapotrzebowania na energię są zazwyczaj drogie.

Jednak narzędzia często pobierają od odbiorców indywidualnych zryczałtowaną stawkę za energię elektryczną, niezależnie od czasu zużycia. Oznacza to, że zamiast rekompensować drogie koszty szczytowej produkcji energii elektrycznej, właściciele domów systemy energii słonecznej jedynie kompensują cenę, jaką są pobierane za energię elektryczną, która jest znacznie bliższa ten przeciętny koszt produkcji energii.

Jednak wiele firm użyteczności publicznej w USA wprowadziło schematy cenowe, które pozwalają właścicielom domów pobierać opłaty od różne stawki w ciągu dnia w celu odzwierciedlenia rzeczywistych kosztów produkcji energii elektrycznej w różnych czasy; oznacza to wyższe stawki po południu i niższe stawki w nocy. Panele fotowoltaiczne mogą być bardzo korzystne w obszarach, w których stosuje się tego rodzaju zmienne w czasie tempo, ponieważ wytworzona energia słoneczna zrównoważyłaby najbardziej kosztowną energię elektryczną.

To, jak korzystne jest to dla danego właściciela domu, zależy od dokładnego czasu i wielkości zmian stawek w ramach takiego planu. Podobnie przedsiębiorstwa użyteczności publicznej w niektórych lokalizacjach mają schematy cenowe, które różnią się w zależności od pory roku ze względu na regularne sezonowe wahania popytu. Te z wyższymi wskaźnikami w okresie letnim sprawiają, że energia słoneczna jest bardziej wartościowa.

Niektóre przedsiębiorstwa mają wielopoziomowe plany cenowe, w których krańcowa cena energii elektrycznej zmienia się wraz ze wzrostem zużycia. W ramach tego rodzaju planu korzyści z systemu słonecznego mogą zależeć od zużycia energii elektrycznej w domu; na niektórych obszarach, na których stawki gwałtownie rosną wraz ze wzrostem konsumpcji, duże domy (o dużym zapotrzebowaniu na energię) może najbardziej skorzystać z paneli słonecznych, które kompensują wysokie koszty marginalne konsumpcja.

Kolejną zaletą systemu słonecznego jest to, że właściciele domów mogą sprzedawać energię elektryczną wytworzoną z energii słonecznej przedsiębiorstwom użyteczności publicznej. W USA odbywa się to za pomocą planów „net metering”, w których konsumenci indywidualni wykorzystują energię, którą wkładają do sieci (gdy wskaźnik wytwarzanie energii elektrycznej z panelu słonecznego jest większe niż tempo zużycia energii elektrycznej w gospodarstwie domowym), aby zrównoważyć energię zużywaną w innych czasy; miesięczny rachunek za energię elektryczną odzwierciedla zużycie energii netto. Konkretne przepisy i polityki dotyczące opomiarowania netto różnią się w zależności od regionu. Właściciele domów mogą odnosić się do DSIRE bazy danych i powinien również skontaktować się z lokalnymi zakładami, aby uzyskać bardziej szczegółowe informacje.

Ostateczną korzyścią jest potencjalny wpływ na wartość domu ze względu na dodanie panelu słonecznego. Ogólnie rzecz biorąc, rozsądne jest założenie, że panele słoneczne podniosą wartość większości domów.

Po pierwsze, istnieje niezaprzeczalna korzyść finansowa z niższych rachunków za energię elektryczną w wyniku zastosowania panelu słonecznego. Po drugie, trend w kierunku „zielonego” życia oznacza rosnący popyt na domy, które mają mniejszy ślad węglowy i są zasilane ze źródeł odnawialnych. Wreszcie, kupowanie domu z już zainstalowanym panelem słonecznym oznacza, że ​​inwestycja jest finansowana (dla nabywcy domu) przez kredyt hipoteczny. Ta łatwość finansowania potencjalnie sprawia, że ​​energia słoneczna jest bardziej przystępna dla nabywcy domu niż kupno domu bez energii słonecznej, a następnie dodanie panelu słonecznego.

Obliczanie kosztów energii słonecznej

Po ustaleniu powyższych kosztów i korzyści można teoretycznie ocenić system słoneczny za pomocą zdyskontowane przepływy pieniężne (DCF). Wydatki na początku projektu obejmowałyby koszty instalacji (bez dotacji) oraz wpływy przybyłyby później w formie skompensowanych kosztów energii elektrycznej (zarówno bezpośrednio, jak i poprzez netto) dozowanie).

Zamiast korzystać z DCF, opłacalność energii słonecznej jest zwykle oceniana przez obliczenie wypoziomowanego koszt energii elektrycznej (LCOE), a następnie porównanie go z kosztem energii elektrycznej pobieranej przez lokalne przedsiębiorstwo użyteczności publicznej. LCOE dla energii słonecznej w gospodarstwie domowym jest zazwyczaj obliczany jako koszt/kilowatogodzina ($/kWh lub ¢/kWh) – ten sam format, który jest powszechnie stosowany w rachunkach za energię elektryczną. Aby przybliżyć LCOE, można użyć następującego równania:

LCOE ($/kWh) = aktualna wartość netto (NPV) kosztu posiadania w ciągu życia ($) / produkcja energii w ciągu życia (kWh)

ten okres użytkowania Ogólnie przyjmuje się, że moduł fotowoltaiczny wynosi 25-40 lat.The koszt posiadania obejmuje koszty utrzymania, które należy zdyskontować, aby je znaleźć NPV. LCOE można następnie porównać z kosztem energii elektrycznej z zakładu; pamiętaj, że odpowiednia cena to cena, która występuje w okresach szczytowej produkcji fotowoltaicznej lub w jej pobliżu.

Plusy i minusy paneli słonecznych do Twojego domu

Jak większość rzeczy, energia słoneczna ma swoje zalety i wady. Jednocześnie niektóre koszty ekonomiczne mogą zostać pokryte dzięki korzyściom społecznym dla środowiska i zmniejszeniu śladu węglowego, który przekracza czystą ocenę pieniężną.

Często Zadawane Pytania

Czy dom może działać sam na energię słoneczną?

Praktycznie nieczęsto jest to możliwe. Dzieje się tak, ponieważ energia słoneczna działa tylko wtedy, gdy świeci słońce – co oznacza, że ​​gdy jest pochmurno lub w nocy, nie wytwarzają prądu. Istnieje kilka rozwiązań bateryjnych zapewniających zasilanie w tych czasach, ale nadal są one dość drogie. Większość domów z panelami słonecznymi nadal od czasu do czasu korzysta z sieci.

Czy naprawdę oszczędzasz pieniądze dzięki panelom słonecznym?

W zależności od tego, gdzie mieszkasz, możliwe jest, że system zwróci się z czasem, a nawet więcej. Dzieje się tak, ponieważ nie będziesz wydawać tak dużo pieniędzy na zakup energii elektrycznej z sieci, a jeśli wprowadzono pomiary netto, możesz jeszcze bardziej obniżyć rachunki,

Ile kosztuje panel słoneczny?

Ceny od lat stale spadają. Całkowity koszt będzie zależał od tego, ile kilowatów mocy wygeneruje twoja tablica. Według raportów konsumenckich, po uwzględnieniu ulg podatkowych na energię słoneczną, koszt systemu paneli słonecznych w średniej wielkości domu w USA w 2021 r. waha się od 11 000 do 15 000 USD.

Jak długo zajmie panelom słonecznym spłatę za siebie?

W zależności od miejsca zamieszkania i wielkości systemu, osiągnięcie rentowności instalacji solarnej może zająć średnio od 10 do 20 lat.

Dolna linia

Ustalenie, czy zainstalować system fotowoltaiczny może wydawać się trudnym zadaniem, ale należy pamiętać, że taki system to inwestycja długoterminowa. W wielu lokalizacjach energia słoneczna to dobry wybór z finansowego punktu widzenia.

Nawet jeśli okaże się, że koszt energii słonecznej jest nieznacznie droższy niż energia elektryczna kupowana od dostawcy, właściciele domów mogą chcieć zainstalować energię słoneczną, aby uniknąć przyszłych potencjalnych wahań kosztów energii, lub po prostu chcieć spojrzeć poza swoje osobiste motywacje finansowe i wykorzystać energię słoneczną dla "zielone życie.