Et solcelledrevet hjem: Vil det lønne seg?
Huseiere som installerer solcelleanlegg får mange fordeler: lavere elektriske regninger, lavere karbonavtrykk og potensielt høyere boligverdier. Men disse fordelene har betydelige installasjons- og vedlikeholdskostnader, og størrelsen på gevinstene kan variere mye fra hus til hus. Denne artikkelen vil hjelpe huseiere å gjøre de økonomiske beregningene som kreves for å bestemme levedyktigheten til solkraft i hjemmene sine.
Solcellekraft
Photovoltaic (PV) solteknologi har eksistert siden 1950-tallet, men takket være synkende solmodulpriser har den bare blitt ansett som en økonomisk levedyktig teknologi for utbredt bruk siden årtusenskiftet.
Solcellepanelstørrelse er sitert med tanke på det teoretiske elektriske utgangspotensialet i watt. Imidlertid er den typiske effekten som er realisert for installerte PV-systemer - kjent som "kapasitetsfaktoren" - mellom 10% og 20% av den teoretiske utgangen. Et husholdningssystem på 3 kilowattimer (kWh) som kjører med en kapasitetsfaktor på 15%, vil produsere 3 kW * 15% * 24 timer / dag * 365 dager / år = 3 942 kWh / år, eller omtrent en tredjedel av det typiske strømforbruket i USA husstand. Men denne beregningen kan være misvisende fordi det er liten grunn til å snakke om "typiske" resultater; Faktisk kan solenergi være fornuftig for en husstand, men ikke for huset ved siden av. Dette avviket kan tilskrives de økonomiske og praktiske hensynene som vurderes ved fastsettelsen av levedyktighet.
kostnader
Solenergi er kapitalintensiv, og hovedkostnadene ved å eie et system kommer på forhånd når du kjøper utstyret. Solenergimodulen vil nesten helt sikkert representere den største enkeltkomponenten i den totale kostnaden. Annet utstyr som er nødvendig for installasjon inkluderer en vekselretter (for å gjøre likestrøm produsert av panelet til vekselstrømmen som brukes av husholdningsapparater), måleutstyr (hvis det er nødvendig å se hvor mye strøm som produseres), og forskjellige huskomponenter sammen med kabler og ledningsutstyr. Noen huseiere vurderer også batterilagring. Historisk sett har batterier vært uoverkommelig dyre og unødvendige hvis verktøyet betaler for overflødig strøm som føres inn i nettet (se nedenfor). Arbeidskostnadene for installasjon må også tas med.
I tillegg til installasjonskostnader, er det noen ytterligere kostnader forbundet med drift og vedlikehold av en solcelleanlegg. Bortsett fra rengjøring av panelene regelmessig, trenger omformere og batterier (hvis installert) vanligvis bytte etter flere års bruk.
Selv om kostnadene ovenfor er relativt enkle - ofte kan et solenergiinstallasjonsselskap pris for disse for en huseier - å bestemme subsidier tilgjengelig fra myndighetene og / eller ditt lokale verktøy kan være mer en utfordring. Regjeringsinsentiver endres ofte, men historisk sett har den amerikanske regjeringen tillatt en skattekreditt på opptil 30% av systemets kostnader. Flere detaljer om insentivprogrammer i USA, inkludert programmer innen hver stat, kan du finne på databasen over statlige incentiver for fornybar energi og effektivitet (DSIRE). I andre land er slik informasjon ofte tilgjengelig på myndigheter eller på nettsteder for advokatvirksomhet. Huseiere bør også ta kontakt med det lokale hjelpefirmaet for å se om det tilbyr økonomiske insentiver for installasjon av solenergi, og for å finne ut hva dets policy er for nettforbindelse og for å selge overflødig strøm til nettet.
fordeler
En betydelig fordel for PV-installasjon er en lavere energiregning, men størrelsen på denne fordelen avhenger av mengden solenergi som kan produseres gitt de tilgjengelige forholdene og måten verktøyene betaler for strøm.
Den første vurderingen er solstrålingsnivåene som er tilgjengelige på hjemmets geografiske beliggenhet. Når det gjelder bruk av solcellepaneler er det generelt bedre å være nærmere ekvator, men andre faktorer må tas i betraktning. National Renewable Energy Laboratory (NREL) produserer kart for USA som viser solbestrålingsnivåer; verktøyene på nettstedet gir detaljert informasjon om solenergi for spesifikke steder i USA. Lignende kart og data er også tilgjengelige i andre land, ofte fra offentlige myndigheter eller organisasjoner for fornybar energi. Like viktig er hjemets orientering; for takoppstillinger, sørvendt tak uten trær eller andre gjenstander som hindrer sollys, maksimerer den tilgjengelige solenergien. Hvis dette ikke er tilgjengelig, kan paneler monteres på eksterne støtter og installeres bort fra huset, noe som medfører ekstra kostnader for ekstra maskinvare og kabler.
Den andre vurderingen er tidspunktet for produksjon av solenergi, og hvordan verktøyene betaler for strøm. Produksjon av solenergi skjer først og fremst på ettermiddagen og er høyere om sommeren, og tilsvarer dermed relativt bra den samlede strømbehovet i varme klima, fordi det er på disse tidspunktene klimaanlegg bruker mest energi. Følgelig er solenergi verdifull fordi de alternative metodene for energiproduksjon (ofte naturgass kraftverk) som brukes for å møte topp energibehov, pleier å være dyre. Men verktøy krever ofte forbrukere en fast pris for strøm, uansett forbrukstid. Dette betyr at i stedet for å utligne de dyre kostnadene ved topp strømproduksjon, huseiere solenergisystemer bare utlignet prisen de blir belastet for strøm, noe som er mye nærmere den gjennomsnittlige kostnaden for kraftproduksjon.
Imidlertid har mange hjelpeselskaper i USA innført prisordninger som gjør at huseiere kan belastes med forskjellige priser gjennom hele dagen i et forsøk på å speile de faktiske kostnadene for strømproduksjon til forskjellige tider; Dette betyr høyere priser på ettermiddagen og lavere priser om natten. En solcelleanordning med PV kan være veldig gunstig i områder der denne typen tidsvarierende hastighet brukes siden solenergien som produseres ville utligne den mest kostbare elektrisiteten. Hvor gunstig dette er for en gitt huseier, avhenger av den nøyaktige tidspunktet og størrelsen på hastighetsendringene under en slik plan. Tilsvarende har verktøy på noen steder prisordninger som varierer over forskjellige tider av året på grunn av regelmessige sesongmessige etterspørselssvingninger. De med høyere priser på sommeren gjør solenergi mer verdifull.
Noen verktøy har planlagte prisplaner der den marginale prisen på elektrisitet endres når forbruket stiger. Under denne typen plan kan fordelen fra et solsystem være avhengig av strømbruk av hjemmet; i visse områder som er utsatt for priser som øker dramatisk etter hvert som forbruket øker, kan store hjem (med stort energibehov) ha mest utbytte av solcellearriser som kompenserer for høye marginale forbruk.
Den tredje fordelen med et solsystem er at huseiere kan selge sol-generert strøm til verktøy. I USA gjøres dette gjennom "nettmålings" -planer, der boligforbrukere bruker strømmen som de legger i nettet (når frekvensen av elektrisitetsproduksjon fra solcelleområdet er større enn frekvensen av husholdningenes strømforbruk) for å oppveie kraften som forbrukes andre ganger; den månedlige strømregningen gjenspeiler netto energiforbruk. De spesifikke målingsreglene og retningslinjene for nettmåling varierer mellom regioner. Huseiere kan henvise til DSIRE-databasen og bør også kontakte sine lokale verktøy for å finne mer spesifikk informasjon.
Den endelige fordelen er den potensielle effekten på hjemmets verdi på grunn av tilsetningen av en solarray. Generelt er det rimelig å anta at solcellepaneler ville øke verdien på de fleste hjem. For det første er det en ubestridelig økonomisk fordel å ha lavere strømregninger som et resultat av et solcelleanlegg. For det andre betyr trenden mot "grønn" levebruk at det er en økende etterspørsel etter hjem som har et mindre karbonavtrykk og er drevet av fornybare kilder. Til slutt, å kjøpe et hjem med solenergi allerede installert, betyr at investeringen blir finansiert (for boligkjøperen) gjennom pantelånet. Denne enkle finansieringen gjør potensielt solenergi mer overkommelig for en boligkjøper enn å kjøpe et hus uten solenergi og deretter legge til et solcelleanlegg.
Beregning av økonomisk levedyktighet og de "nivåiserte" kostnadene for elektrisitet
Når de ovennevnte kostnadene og fordelene er bestemt, kan et solsystem teoretisk evalueres ved bruk av den nedsatte kontantstrømmetoden (DCF). Utstrømming i begynnelsen av prosjektet vil bestå av installasjonskostnader (netto av subsidier), og innstrømmer ville komme senere i form av utlignede strømkostnader (både direkte og gjennom nettomåling).
I stedet for å bruke DCF, blir levedyktigheten til solkraft vanligvis evaluert ved å beregne de nivåerte kostnadene for elektrisitet (LCOE), for deretter å sammenligne den med kostnadene for strøm som belastes av det lokale verktøyet. LCOE for husholdningssol vil vanligvis bli beregnet som kostnad / kilowattime ($ / kWh eller ¢ / kWh) - det samme formatet som vanligvis brukes på strømregninger. For å tilnærme LCOE, kan man bruke følgende ligning:
LCOE ($ / kWh) = Netto nåverdi (NPV) av levetiden for eierskapskostnad ($) / Levetidens energiproduksjon (kWh)
Brukstiden til en solcellemodul for PV antas vanligvis å være 25-40 år. Eierskapskostnadene inkluderer vedlikeholdskostnadene, som må diskonteres for å finne NPV. LCOE kan deretter sammenlignes med kostnadene for strøm fra et verktøy; husk at den aktuelle prisen er den som oppstår i tider ved eller i nærheten av topp solcelleproduksjon. (Ta en titt på Investopedias netto nåverdi-kalkulator for å prøve ut disse beregningene selv.)
Bunnlinjen
Å avgjøre om det skal installeres et PV-solsystem kan virke som en skremmende oppgave, men det er viktig å huske at et slikt system er en langsiktig investering. Mange steder er solkraft et godt valg fra et økonomisk perspektiv. Selv om kostnadene for solenergi viser seg å være marginalt dyrere enn strøm kjøpt fra et verktøy, kan huseiere ønske å installere solenergi for å unngå fremtidige potensielle svingninger i energikostnader, eller bare ønsker å se utover deres personlige økonomiske motivasjoner og bruk solenergi for "grønn" bo.