Dom zasilany energią słoneczną: czy to się opłaci?
Czym jest energia słoneczna dla domu?
Właściciele domów, którzy instalują systemy fotowoltaiczne, odnoszą liczne korzyści: niższe rachunki za energię elektryczną, mniejszy ślad węglowy i potencjalnie wyższą wartość domu. Ale te korzyści zwykle 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 żywotności energii słonecznej w ich domach.
Kluczowe wnioski
- Osoby, które chcą być ekologiczne, mogą rozważyć wyposażenie swojego domu w panele słoneczne.
- Energia słoneczna jest nie tylko dobra dla środowiska, ale możesz zarobić na sprzedaży z powrotem nadwyżki energii do sieci.
- Chociaż koszty spadły w ostatnich latach, instalacja i konserwacja paneli słonecznych może być dość kosztowna.
- Panele słoneczne najlepiej nadają się do domów, które są narażone na intensywne nasłonecznienie przez cały rok.
- Zanim zdecydujesz się na energię słoneczną, upewnij się, że rozumiesz zarówno czynniki społeczne, jak i ekonomiczne.
Zrozumieć energię słoneczną
Fotowoltaiczna (PV) technologia słoneczna istnieje od lat pięćdziesiątych XX wieku, ale dzięki spadającym cenom modułów słonecznych jest uważana za opłacalną finansowo technologię do powszechnego stosowania od przełomu tysiącleci.
Rozmiar panelu słonecznego podaje się w kategoriach teoretycznego elektrycznego potencjału wyjściowego w watach. Jednak typowa moc uzyskiwana dla zainstalowanych systemów fotowoltaicznych – znana jako „współczynnik wydajności” – wynosi od 15% do 30% mocy teoretycznej. System gospodarstwa domowego o mocy 3 kilowatogodzin (kWh), pracujący ze współczynnikiem mocy 15%, wytwarzałby 3 kWh x 15% x 24 h / dzień x 365 dni / rok = 3942 kWh / rok lub mniej więcej jedną trzecią typowej energii elektrycznej konsumpcji w gospodarstwie domowym w USA.
Ale te obliczenia mogą być mylące, 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 uwzględnionym przy określaniu rentowności.
Przed zakupem paneli słonecznych zapoznaj się z ofertami kilku renomowanych instalatorów.
Energia słoneczna dla domu: koszty
Energia słoneczna jest kapitałochłonna, a główny koszt posiadania systemu pojawia się z góry przy zakupie sprzętu. Moduł słoneczny prawie na pewno będzie stanowić największy pojedynczy składnik całkowitego kosztu.
Inne wyposażenie niezbędne do instalacji to falownik (do zamiany prądu stałego wytwarzanego przez panel na prąd przemienny wykorzystywany przez urządzenia gospodarstwa domowego), urządzenia pomiarowe (jeśli konieczne jest sprawdzenie, ile energii jest wytwarzane) oraz różne elementy obudowy wraz z kable i osprzęt do okablowania.
Niektórzy właściciele domów również rozważają przechowywanie baterii. Historycznie rzecz biorąc, akumulatory były zbyt drogie i niepotrzebne, jeśli zakład energetyczny płaci za nadmiar energii elektrycznej wprowadzanej do sieci (patrz poniżej). Należy również uwzględnić koszt robocizny instalacji.
Oprócz kosztów instalacji istnieją dodatkowe koszty związane z obsługą i konserwacją panelu fotowoltaicznego. 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 cenę dla właściciela domu – ustalenie dotacji dostępnych od rządu i / lub lokalnego zakładu użyteczności publicznej może okazać się większym wyzwaniem. Zachęty rządowe często się zmieniają, ale w przeszłości rząd USA zezwalał na ulgę podatkową w wysokości do 30% kosztów systemu.
Więcej szczegółów na temat programów motywacyjnych w USA, w tym programów w każdym stanie, można znaleźć na stronie internetowej Bazy danych o zachętach stanowych na rzecz odnawialnych źródeł energii i efektywności (DSIRE). W innych krajach takie informacje są często dostępne na rządowych lub internetowych stronach internetowych promujących energię słoneczną. Właściciele domów powinni również skontaktować się ze swoim lokalnym przedsiębiorstwem użyteczności publicznej, aby sprawdzić, czy oferuje zachęty finansowe do instalacji słonecznych i ustalić, jakie są jego zasady dotyczące połączeń międzysystemowych i sprzedaży nadwyżki energii do sieci.
97,7 gigawatów
Stany Zjednoczone zainstalowały 19,2 gigawatów mocy fotowoltaicznej w 2020 r., Aby osiągnąć 97,7 GW DC całkowitej zainstalowanej mocy, wystarczającą do zasilenia 17,7 mln amerykańskich domów.
Energia słoneczna dla domu: korzyści
Istotną korzyścią dla instalacji PV jest niższy rachunek za energię, ale skala tej korzyści zależy od ilości energii słonecznej, którą można wyprodukować, biorąc pod uwagę dostępne warunki i sposób, w jaki media pobierają opłaty za energię elektryczną.
Pierwszą kwestią są poziomy nasłonecznienia dostępne w lokalizacji geograficznej domu. Jeśli chodzi o wykorzystanie paneli słonecznych, przebywanie bliżej równika jest generalnie lepsze, ale należy wziąć pod uwagę inne czynniki. Narodowe Laboratorium Energii Odnawialnej (NREL) produkuje mapy do USA pokazująca poziomy promieniowania słonecznego;narzędzia na jej stronie internetowej dostarczają szczegółowych informacji na temat energii słonecznej dla określonych lokalizacji w Stanach Zjednoczonych
Podobne mapy i dane są również dostępne 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 od strony południowej bez drzew lub innych obiektów zasłaniających światło słoneczne maksymalizuje dostępną energię słoneczną. Jeśli nie jest to możliwe, panele można montować na wspornikach zewnętrznych i instalować z dala od domu, co wiąże się z dodatkowymi kosztami dodatkowego sprzętu i kabli.
Drugą kwestią jest czas produkcji energii słonecznej i sposób pobierania opłat za energię elektryczną. Wytwarzanie energii słonecznej występuje głównie w godzinach popołudniowych i jest większe latem, a zatem stosunkowo dobrze odpowiada ogólnemu zapotrzebowaniu na energię elektryczną w ciepłym klimacie, ponieważ w tych okresach klimatyzatory zużywają najwięcej energii. 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 kosztowne.
Jednak przedsiębiorstwa użyteczności publicznej często pobierają od konsumentów indywidualnych zryczałtowaną stawkę za energię elektryczną, niezależnie od czasu jej zużycia. Oznacza to, że zamiast rekompensować kosztowne koszty szczytowej produkcji energii elektrycznej, systemy energii słonecznej właścicieli domów po prostu równoważą cenę, jaką są obciążani za energię elektryczną, która jest znacznie bliższa średnim kosztom produkcji energii.
Jednak wiele firm użyteczności publicznej w USA wprowadziło schematy cenowe, które pozwalają właścicielom domów na pobieranie różnych stawek w ciągu dnia, próbując odzwierciedlić faktyczny koszt produkcji energii elektrycznej w różnym czasie; oznacza to wyższe stawki w godzinach popołudniowych i niższe w nocy. Panel słoneczny PV może być bardzo korzystny w obszarach, w których stosuje się ten rodzaj zmiennej w czasie, ponieważ wyprodukowana energia słoneczna zrównoważyłaby najbardziej kosztowną energię elektryczną.
Dokładnie to, jak korzystne jest to dla danego właściciela domu, zależy od dokładnego czasu i wielkości zmian stawek w ramach takiego planu. Podobnie, zakłady użyteczności publicznej w niektórych lokalizacjach mają plany cenowe, które zmieniają się w różnych porach roku ze względu na regularne sezonowe wahania popytu. Te z wyższymi stawkami latem sprawiają, że energia słoneczna jest bardziej wartościowa.
Niektóre przedsiębiorstwa użyteczności publicznej mają wielopoziomowe plany cenowe, w których krańcowa cena energii elektrycznej zmienia się wraz ze wzrostem zużycia. W ramach tego typu planu korzyści z systemu słonecznego mogą zależeć od zużycia energii elektrycznej w domu; na niektórych obszarach, na których stawki gwałtownie rosną wraz ze wzrostem zużycia, duże domy (o dużym zapotrzebowaniu na energię) mogą odnieść największe korzyści z paneli słonecznych, które równoważą wysokie koszty zużycia krańcowego.
Kolejną zaletą systemu słonecznego jest to, że właściciele domów mogą sprzedawać energię elektryczną wytwarzaną przez energię słoneczną przedsiębiorstwom komunalnym. W Stanach Zjednoczonych odbywa się to za pomocą planów „opomiarowania netto”, w których konsumenci indywidualni wykorzystują energię, którą wprowadzają do sieci (gdy tempo wytwarzania energii elektrycznej z układu słonecznego jest większe niż wskaźnik zużycia energii elektrycznej w gospodarstwie domowym), aby zrównoważyć moc zużyta w innym czasie; miesięczny rachunek za energię elektryczną odzwierciedla zużycie energii netto. Konkretne przepisy i zasady dotyczące pomiaru netto różnią się w zależności od regionu. Właściciele domów mogą skorzystać z bazy danych DSIRE, a także skontaktować się z lokalnymi zakładami użyteczności publicznej, aby uzyskać bardziej szczegółowe informacje.
Ostateczną korzyścią jest potencjalny wpływ na wartość domu w wyniku dodania panelu słonecznego. Ogólnie rzecz biorąc, rozsądne jest założenie, że panele słoneczne podniosłyby wartość większości domów.
Po pierwsze, istnieje niezaprzeczalna korzyść finansowa z niższych rachunków za energię elektryczną w wyniku zastosowania paneli słonecznych. Po drugie, trend w kierunku „zielonego” życia oznacza rosnące zapotrzebowanie na domy o mniejszym śladzie węglowym i zasilane ze źródeł odnawialnych. Wreszcie, kredyt hipoteczny. Ta łatwość finansowania potencjalnie sprawia, że energia słoneczna jest bardziej przystępna dla nabywcy domu niż zakup domu bez energii słonecznej, a następnie dodanie zestawu słonecznego.
Obliczanie kosztów energii słonecznej
Po ustaleniu powyższych kosztów i korzyści system solarny można teoretycznie oszacować metodą zdyskontowanych przepływów pieniężnych (DCF). Wydatki na początku projektu składałyby się z kosztów instalacji (bez dotacji), a wpływy miałyby nastąpić później w postaci kompensowanych kosztów energii elektrycznej (zarówno bezpośrednio, jak i poprzez pomiary netto).
Zamiast używać DCF, żywotność energii słonecznej jest zwykle oceniana poprzez obliczenie uśrednionego kosztu energii elektrycznej (LCOE), a następnie porównanie go z kosztem energii elektrycznej pobieranej przez lokalny zakład energetyczny. LCOE dla energii słonecznej w gospodarstwie domowym będzie zazwyczaj obliczane jako koszt / kilowatogodzina ($ / kWh lub ¢ / kWh) – ten sam format, który jest powszechnie stosowany w przypadku rachunków za energię elektryczną. Aby przybliżyć LCOE, można użyć następującego równania:
LCOE ($ / kWh) = wartość bieżąca netto (NPV) kosztu posiadania w całym okresie użytkowania ($) / produkcja energii w całym okresie użytkowania (kWh)
Użyteczne życie z PV modułu solarnego jest na ogół zakłada się, że 25-40 lat. koszt eksploatacji obejmuje koszty konserwacji, które muszą być dyskontowane aby znaleźć NPV. LCOE można następnie porównać z kosztem energii elektrycznej z zakładu użyteczności publicznej; pamiętaj, że odpowiednia cena to cena, która występuje w okresach szczytowych lub zbliżonych do szczytowej produkcji energii słonecznej PV.
Plusy i minusy paneli słonecznych w Twoim domu
Jak większość rzeczy, energia słoneczna ma swoje zalety i wady. Jednocześnie niektóre koszty ekonomiczne mogą zostać pokryte przez korzyści społeczne dla środowiska i obniżenie śladu węglowego, który przekracza czystą ocenę pieniężną.
Plusy
- Zielona energia, która obniża Twój ślad węglowy
- Pomiar netto umożliwia odsprzedanie nadwyżki wyprodukowanej energii
- Możesz kwalifikować się do niektórych ulg podatkowych
Cons
- Koszty instalacji i konserwacji są nadal wysokie
- Solar działa tylko wtedy, gdy świeci słońce
- Części systemu należy wymieniać co kilka lat
- Niektóre ulgi podatkowe mogły wygasnąć lub wygaśnie
Często Zadawane Pytania
Czy dom może być zasilany wyłącznie energią słoneczną?
Praktycznie nie jest to często możliwe. Dzieje się tak, ponieważ energia słoneczna działa tylko wtedy, gdy świeci słońce – co oznacza, że gdy jest pochmurno lub w nocy, nie generują energii elektrycznej. Istnieje kilka rozwiązań akumulatorowych zapewniających energię w tych czasach, ale nadal są one dość drogie. Większość domów z panelami słonecznymi nadal korzysta od czasu do czasu z sieci.
Czy naprawdę oszczędzasz pieniądze dzięki panelom słonecznym?
W zależności od tego, gdzie mieszkasz, system może się z czasem zwrócić, a nawet więcej. Dzieje się tak, ponieważ nie będziesz wydawać tak dużo pieniędzy na zakup energii elektrycznej z zakładu energetycznego, a jeśli zastosujesz licznik netto, możesz jeszcze bardziej obniżyć swoje rachunki,
Ile kosztuje panel słoneczny?
Ceny systematycznie spadały na przestrzeni lat. Całkowity koszt będzie zależał od tego, ile kilowatów energii wygeneruje twoja macierz. Według raportów konsumenckich, po uwzględnieniu ulg podatkowych, koszt systemu paneli słonecznych w średniej wielkości domu w USA w 2021 roku waha się od 11 000 do 15 000 dolarów.
Jak długo potrwa, zanim panele słoneczne zapłacą za siebie?
W zależności od miejsca zamieszkania i wielkości systemu, osiągnięcie rentowności w przypadku instalacji solarnej może zająć średnio od 10 do 20 lat.
Podsumowanie
Ustalenie, czy zainstalować system fotowoltaiczny PV, 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 zakupiona od dostawcy, właściciele domów mogą chcieć zainstalować energię słoneczną, aby uniknąć przyszłych potencjalnych wahań kosztów energii lub po prostu chcieć wyjść poza osobiste motywacje finansowe i wykorzystanie energia słoneczna dla „zielonego” życia.