Ένα σπίτι με ηλιακή ενέργεια: θα αποπληρώσει;
Οι ιδιοκτήτες σπιτιού που εγκαθιστούν φωτοβολταϊκά συστήματα ρεύματος λαμβάνουν πολλά οφέλη: χαμηλότερους λογαριασμούς ηλεκτρικού ρεύματος, χαμηλότερα αποτυπώματα άνθρακα και δυνητικά υψηλότερες τιμές κατοικίας. Αυτά τα οφέλη παρουσιάζουν σημαντικά έξοδα εγκατάστασης και συντήρησης και το μέγεθος των κερδών μπορεί να ποικίλλει σε μεγάλο βαθμό από το ένα σπίτι στο άλλο. Αυτό το άρθρο θα βοηθήσει τους ιδιοκτήτες ακινήτων να κάνουν τους οικονομικούς υπολογισμούς που απαιτούνται για τον προσδιορισμό της βιωσιμότητας της ηλιακής ενέργειας στα σπίτια τους.
Φωτοβολταϊκή ηλιακή ενέργεια
Η φωτοβολταϊκή (PV) ηλιακή τεχνολογία είναι γύρω από τη δεκαετία του 1950, αλλά, χάρη στις μειούμενες τιμές των ηλιακών μονάδων, έχει θεωρηθεί ως μια οικονομικά βιώσιμη τεχνολογία για ευρεία χρήση από την αρχή της χιλιετίας.
Το μέγεθος του ηλιακού πάνελ αναφέρεται στην θεωρητική ηλεκτρική ισχύ εξόδου σε Watt. Ωστόσο, η τυπική έξοδος που πραγματοποιείται για εγκατεστημένα φωτοβολταϊκά συστήματα - γνωστή ως "συντελεστής απόδοσης" - είναι μεταξύ 10% και 20% της θεωρητικής παραγωγής. Ένα σύστημα οικιακής χρήσης 3 κιλοβατώρες (kWh) που λειτουργεί με συντελεστή χωρητικότητας 15% θα παράγει 3kW * 15% * 24 ώρες / ημέρα * 365 ημέρες / έτος = 3, 942 kWh / έτος ή περίπου το ένα τρίτο της τυπικής κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας νοικοκυριό. Αλλά αυτός ο υπολογισμός μπορεί να είναι παραπλανητικός επειδή δεν υπάρχει λόγος να μιλήσουμε για "τυπικά" αποτελέσματα. στην πραγματικότητα, η ηλιακή ενέργεια μπορεί να έχει νόημα για ένα νοικοκυριό, αλλά όχι για το σπίτι δίπλα. Αυτή η ασυμφωνία μπορεί να αποδοθεί στις οικονομικές και πρακτικές εκτιμήσεις που εξετάστηκαν κατά τον προσδιορισμό της βιωσιμότητας.
Δικαστικά έξοδα
Η ηλιακή ενέργεια είναι κεφαλαιουχική και το κύριο κόστος της ιδιοκτησίας ενός συστήματος έρχεται εκ των προτέρων κατά την αγορά του εξοπλισμού. Η ηλιακή μονάδα θα είναι σχεδόν σίγουρα το μεγαλύτερο μεμονωμένο στοιχείο της συνολικής δαπάνης. Άλλος εξοπλισμός που απαιτείται για την εγκατάσταση περιλαμβάνει έναν μετατροπέα (για να μετατρέψει το συνεχές ρεύμα που παράγεται από το πάνελ στο εναλλασσόμενο ρεύμα που χρησιμοποιείται από οικιακές συσκευές), τον μετρητικό εξοπλισμό (αν χρειάζεται να δει πόση ισχύς παράγεται) τα καλώδια και τα καλώδια. Ορισμένοι ιδιοκτήτες σπιτιού θεωρούν επίσης την αποθήκευση της μπαταρίας. Ιστορικά, οι μπαταρίες είναι απαγορευτικά δαπανηρές και περιττές εάν η επιχείρηση πληρώνει για την υπερβολική ηλεκτρική ενέργεια που τροφοδοτείται στο δίκτυο (βλ. Παρακάτω). Το κόστος εργασίας για την εγκατάσταση πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη.
Εκτός από το κόστος εγκατάστασης, υπάρχουν και άλλες δαπάνες που σχετίζονται με τη λειτουργία και τη συντήρηση μιας Φ / Β ηλιακής συστοιχίας. Εκτός από τον τακτικό καθαρισμό των πλαισίων, οι μετατροπείς και οι μπαταρίες (εάν υπάρχουν) πρέπει γενικά να αντικατασταθούν μετά από αρκετά χρόνια χρήσης.
Ενώ οι παραπάνω δαπάνες είναι σχετικά απλές - συχνά μια εταιρεία ηλιακής εγκατάστασης μπορεί να παραθέσει μια τιμή γι 'αυτές για τις ιδιοκτήτες που καθορίζουν τις επιδοτήσεις που διατίθενται από την κυβέρνηση ή / και η τοπική χρησιμότητα σας μπορεί να αποδειχθεί περισσότερο από μια πρόκληση. Τα κυβερνητικά κίνητρα αλλάζουν συχνά, αλλά ιστορικά, η αμερικανική κυβέρνηση επέτρεψε μια φορολογική πίστωση έως και 30% του κόστους του συστήματος. Περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με τα προγράμματα παροχής κινήτρων στις ΗΠΑ, συμπεριλαμβανομένων των προγραμμάτων σε κάθε κράτος, μπορείτε να βρείτε στην ιστοσελίδα της Δημόσιας Κίνητρα για Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (DSIRE). Σε άλλες χώρες, αυτές οι πληροφορίες είναι συχνά διαθέσιμες σε ιστότοπους διακυβέρνησης ή ηλιακής υπεράσπισης. Οι ιδιοκτήτες σπιτιού πρέπει επίσης να ελέγξουν με την τοπική εταιρεία κοινής ωφέλειας για να διαπιστώσουν εάν παρέχουν οικονομικά κίνητρα για την εγκατάσταση ηλιακής εγκατάστασης και να καθορίσουν ποια είναι η πολιτική της για τη διασύνδεση του δικτύου και την πώληση υπερβολικής ισχύος στο δίκτυο.
Οφέλη
Ένα σημαντικό πλεονέκτημα για τις φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις είναι ο χαμηλότερος λογαριασμός ενέργειας, αλλά το μέγεθος αυτού του οφέλους εξαρτάται από την ποσότητα ηλιακής ενέργειας που μπορεί να παραχθεί, δεδομένων των διαθέσιμων συνθηκών και του τρόπου με τον οποίο οι επιχειρήσεις κοινής ωφελείας χρεώνουν για την ηλεκτρική ενέργεια.
Το πρώτο θέμα είναι τα επίπεδα ηλιακής ακτινοβολίας που είναι διαθέσιμα στη γεωγραφική θέση του σπιτιού. Όταν πρόκειται για τη χρήση ηλιακών συλλεκτών, η πλησιέστερη προς τον ισημερινό είναι γενικά καλύτερη, αλλά πρέπει να ληφθούν υπόψη και άλλοι παράγοντες. Το Εθνικό Εργαστήριο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (NREL) παράγει χάρτες για τις Η.Π.Α. που δείχνουν επίπεδα ηλιακής ακτινοβολίας. τα εργαλεία στην ιστοσελίδα της παρέχουν λεπτομερείς πληροφορίες για την ηλιακή ακτινοβολία για συγκεκριμένες τοποθεσίες εντός των ΗΠΑ Παρόμοιες χάρτες και δεδομένα είναι διαθέσιμα και σε άλλες χώρες, συχνά από κυβερνητικούς περιβαλλοντικούς οργανισμούς ή οργανισμούς ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Εξίσου σημαντικό είναι ο προσανατολισμός του σπιτιού. για οροφές σε στέγες, μια στέγη με νότιο προσανατολισμό χωρίς δέντρα ή άλλα αντικείμενα που παρεμποδίζουν το ηλιακό φως μεγιστοποιεί την διαθέσιμη ηλιακή ενέργεια. Αν αυτό δεν είναι διαθέσιμο, τα πάνελ μπορούν να τοποθετηθούν σε εξωτερικά στηρίγματα και να εγκατασταθούν μακριά από το σπίτι, επιβαρύνοντας με πρόσθετο κόστος το πρόσθετο υλικό και τα καλώδια.
Το δεύτερο είναι το χρονοδιάγραμμα της παραγωγής ηλιακής ενέργειας και πώς οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας χρεώνουν την ηλεκτρική ενέργεια. Η παραγωγή ηλιακής ενέργειας συμβαίνει κατά κύριο λόγο το απόγευμα και είναι υψηλότερη κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού, αντιστοιχώντας έτσι σχετικά καλά στη συνολική ζήτηση ηλεκτρικού ρεύματος σε θερμά κλίματα, επειδή αυτές τις στιγμές τα κλιματιστικά καταναλώνουν την περισσότερη ενέργεια. Συνεπώς, η ηλιακή ενέργεια είναι πολύτιμη επειδή οι εναλλακτικές μέθοδοι παραγωγής ενέργειας (συχνά μονάδες παραγωγής φυσικού αερίου) που χρησιμοποιούνται για να καλύψουν την αιχμή της ζήτησης ενέργειας τείνουν να είναι δαπανηρές. Ωστόσο, οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας συχνά χρεώνουν στους οικιακούς καταναλωτές ένα κατ ' Αυτό σημαίνει ότι αντί να αντισταθμίζεται το ακριβό κόστος παραγωγής αιχμής της ηλεκτρικής ενέργειας, τα ηλιακά συστήματα ισχύος των ιδιοκτητών κατοικιών αντισταθμίζουν απλώς την τιμή που χρεώνουν για την ηλεκτρική ενέργεια, η οποία είναι πολύ πιο κοντά στο μέσο κόστος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
Ωστόσο, πολλές εταιρείες κοινής ωφελείας στις ΗΠΑ έχουν εισαγάγει συστήματα τιμολόγησης που επιτρέπουν στους ιδιοκτήτες ακινήτων να χρεώνονται με διαφορετικούς συντελεστές καθ 'όλη τη διάρκεια της ημέρας σε μια προσπάθεια να αντικατοπτρίζουν το πραγματικό κόστος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας σε διαφορετικές χρονικές στιγμές. αυτό σημαίνει υψηλότερα ποσοστά το απόγευμα και χαμηλότερα ποσοστά τη νύχτα. Μια φωτοβολταϊκή γεννήτρια φωτοβολταϊκών μπορεί να είναι πολύ ευεργετική σε περιοχές όπου χρησιμοποιείται αυτός ο ρυθμός μεταβολής του χρόνου, δεδομένου ότι η παραγόμενη ηλιακή ενέργεια θα αντισταθμίσει την πιο δαπανηρή ηλεκτρική ενέργεια. Ακριβώς πόσο επωφελής είναι αυτό για ένα δεδομένο ιδιοκτήτη σπιτιού εξαρτάται από το ακριβές χρονικό διάστημα και το μέγεθος των μεταβολών των ποσοστών στο πλαίσιο αυτού του σχεδίου. Ομοίως, οι επιχειρήσεις κοινής ωφελείας σε ορισμένες τοποθεσίες έχουν συστήματα τιμολόγησης που διαφέρουν σε διαφορετικές χρονικές περιόδους του έτους λόγω των τακτικών διακυμάνσεων της εποχικής ζήτησης. Εκείνοι με υψηλότερα ποσοστά κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού κάνουν την ηλιακή ενέργεια πιο πολύτιμη.
Ορισμένες επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας έχουν κλιμακωτά σχέδια τιμολόγησης στα οποία η οριακή τιμή της ηλεκτρικής ενέργειας αλλάζει καθώς αυξάνεται η κατανάλωση. Σύμφωνα με αυτό το είδος σχεδίου, το όφελος από ένα ηλιακό σύστημα μπορεί να εξαρτηθεί από τη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας από το σπίτι. σε ορισμένες περιοχές που υπόκεινται σε ρυθμούς που αυξάνουν δραματικά καθώς αυξάνεται η κατανάλωση, μεγάλα σπίτια (με μεγάλες ενεργειακές ανάγκες) μπορούν να επωφεληθούν περισσότερο από τις ηλιακές συστοιχίες που αντισταθμίζουν την οριακή κατανάλωση υψηλού κόστους.
Το τρίτο πλεονέκτημα ενός ηλιακού συστήματος είναι ότι οι ιδιοκτήτες σπιτιού μπορούν να πουλήσουν ηλεκτρισμό που παράγεται από ηλιακή ενέργεια σε επιχειρήσεις κοινής ωφελείας. Στις ΗΠΑ, αυτό γίνεται μέσω σχεδίων "καθαρού μέτρησης", στα οποία οι οικιακοί καταναλωτές χρησιμοποιούν την εξουσία που βάζουν στο δίκτυο (όταν ο ρυθμός παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από την ηλιακή συστοιχία είναι μεγαλύτερος από τον ρυθμό κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας των νοικοκυριών) για να αντισταθμίσει η ισχύς που καταναλώνεται σε άλλες χρονικές στιγμές. ο μηνιαίος λογαριασμός ηλεκτρικής ενέργειας αντανακλά την καθαρή κατανάλωση ενέργειας. Οι συγκεκριμένοι κανονισμοί και πολιτικές καθαρού μέτρου διαφέρουν μεταξύ των περιφερειών. Οι ιδιοκτήτες σπιτιού μπορούν να ανατρέξουν στη βάση δεδομένων DSIRE και πρέπει επίσης να επικοινωνήσουν με τα τοπικά βοηθητικά προγράμματα τους για να βρουν πιο συγκεκριμένες πληροφορίες.
Το τελικό όφελος είναι η πιθανή επίδραση στην αξία ενός σπιτιού λόγω της προσθήκης μιας ηλιακής συστοιχίας. Γενικά, είναι λογικό να υποθέσουμε ότι οι ηλιακοί συλλέκτες θα αυξήσουν την αξία των περισσότερων κατοικιών. Πρώτον, υπάρχει ένα αναμφισβήτητο οικονομικό όφελος από τη μείωση των λογαριασμών ηλεκτρικού ρεύματος ως αποτέλεσμα μιας ηλιακής συστοιχίας. Δεύτερον, η τάση για "πράσινη" διαβίωση σημαίνει ότι υπάρχει μια αυξανόμενη ζήτηση για σπίτια που έχουν μικρότερο αποτύπωμα άνθρακα και τροφοδοτούνται από ανανεώσιμες πηγές. Τέλος, η αγορά ενός σπιτιού με ήδη εγκατεστημένο ηλιακό σύστημα σημαίνει ότι η επένδυση χρηματοδοτείται (για τον homebuyer) μέσω της υποθήκης. Αυτή η ευκολία χρηματοδότησης δυνητικά καθιστά τον ηλιακό πιο προσιτό για έναν homebuyer από το να αγοράσει ένα σπίτι χωρίς ηλιακή ενέργεια και στη συνέχεια να προσθέσει μια ηλιακή συστοιχία.
Υπολογισμός της οικονομικής βιωσιμότητας και του "εξισωμένου" κόστους της ηλεκτρικής ενέργειας
Μόλις προσδιοριστούν τα παραπάνω κόστη και οφέλη, ένα ηλιακό σύστημα μπορεί θεωρητικά να αξιολογηθεί με τη μέθοδο της προεξοφλημένης ταμειακής ροής (DCF). Οι εκροές στην αρχή του έργου θα αποτελούσαν κόστος εγκατάστασης (χωρίς τις επιδοτήσεις) και οι εισροές θα έφθασαν στη συνέχεια με τη μορφή αντισταθμιστικού κόστους ηλεκτρικής ενέργειας (τόσο άμεσα όσο και μέσω καθαρής μέτρησης).
Αντί να χρησιμοποιεί DCF, η βιωσιμότητα της ηλιακής ενέργειας εκτιμάται συνήθως με τον υπολογισμό του επιπέδου κόστους της ηλεκτρικής ενέργειας (LCOE), στη συνέχεια συγκρίνοντάς την με το κόστος ηλεκτρικής ενέργειας που χρεώνεται από την τοπική υπηρεσία. Το LCOE για οικιακή ηλιακή ενέργεια θα υπολογίζεται συνήθως ως κόστος / κιλοβατώρα ($ / kWh ή ¢ / kWh) - η ίδια μορφή που χρησιμοποιείται συνήθως στους λογαριασμούς ηλεκτρικού ρεύματος. Για την προσέγγιση του LCOE, μπορεί κανείς να χρησιμοποιήσει την ακόλουθη εξίσωση:
LCOE ($ / kWh) = Καθαρή παρούσα αξία (NPV) του κόστους ζωής της ιδιοκτησίας ($) / της συνολικής ενεργειακής απόδοσης (kWh)
Η ωφέλιμη ζωή μιας Φ / Β ηλιακής μονάδας θεωρείται γενικά ότι είναι 25-40 χρόνια. Το κόστος ιδιοκτησίας περιλαμβάνει τα έξοδα συντήρησης, τα οποία πρέπει να μειωθούν για να βρεθεί η ΚΠΑ. Το LCOE μπορεί στη συνέχεια να συγκριθεί με το κόστος ηλεκτρικής ενέργειας από μια χρησιμότητα. θυμηθείτε, η σχετική τιμή είναι εκείνη που συμβαίνει κατά τη διάρκεια των χρόνων στην ή κοντά στην κορυφαία ηλιακή φωτοβολταϊκή παραγωγή. (Ανατρέξτε στον Υπολογιστή Καθαρής Τρέχουσας Αξίας της Investopedia για να δοκιμάσετε τους ίδιους αυτούς τους υπολογισμούς.)
Η κατώτατη γραμμή
Ο καθορισμός της εγκατάστασης φωτοβολταϊκού ηλιακού συστήματος μπορεί να φανεί δύσκολο έργο, αλλά είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι ένα τέτοιο σύστημα είναι μια μακροπρόθεσμη επένδυση. Σε πολλές τοποθεσίες, η ηλιακή ενέργεια είναι μια καλή επιλογή από οικονομική άποψη. Ακόμη και αν το κόστος της ηλιακής ενέργειας διαπιστωθεί ότι είναι οριακά ακριβότερο από την ηλεκτρική ενέργεια που αγοράζεται από ένα βοηθητικό πρόγραμμα, οι ιδιοκτήτες σπιτιού μπορεί να επιθυμούν να εγκαταστήσουν ηλιακή ενέργεια για να αποφευχθούν μελλοντικές πιθανές διακυμάνσεις στο ενεργειακό κόστος ή απλά να επιθυμούν να κοιτάξουν πέρα από τα προσωπικά τους οικονομικά κίνητρα ηλιακή για "πράσινη" διαβίωση.