Dům poháněný sluneční energií: Vyplatí se to?
Majitelé domů, kteří instalují fotovoltaické energetické systémy, mají řadu výhod: nižší účty za elektřinu, nižší uhlíkové stopy a potenciálně vyšší domácí hodnoty. Tyto výhody však přinášejí značné náklady na instalaci a údržbu a velikost zisků se může v jednotlivých domech velmi lišit. Tento článek pomůže majitelům domu provést finanční výpočty potřebné k určení životaschopnosti sluneční energie v jejich domovech.
Fotovoltaická solární energie
Fotovoltaická (PV) solární technologie existuje již od 50. let 20. století, ale díky klesajícím cenám solárních modulů je považována za finančně životaschopnou technologii pro široké použití od přelomu tisíciletí.
Velikost solárních panelů se uvádí jako teoretický potenciál elektrického výkonu ve wattech. Typický výstup realizovaný pro instalované fotovoltaické systémy - známý jako „kapacitní faktor“ - je však mezi 10% a 20% teoretického výkonu. 3-kilowatthodinový (kWh) domácí systém pracující s 15% kapacitním faktorem by produkoval 3kW * 15% * 24hod / den * 365 dní / rok = 3, 942 kWh / rok, nebo zhruba jednu třetinu typické spotřeby elektřiny v USA Domácnost. Tento výpočet však může být zavádějící, protože existuje jen malý důvod hovořit o „typických“ výsledcích; ve skutečnosti může sluneční energie mít smysl pro jednu domácnost, ale ne pro dům vedle. Tento nesoulad lze připsat finančním a praktickým úvahám při určování životaschopnosti.
Náklady
Solární energie je kapitálově náročná a hlavní náklady na vlastnictví systému se objevují předem při nákupu zařízení. Solární modul bude téměř jistě představovat největší samostatnou složku celkových nákladů. Další zařízení nezbytná pro instalaci zahrnuje střídač (pro přeměnu stejnosměrného proudu produkovaného panelem na střídavý proud používaný v domácích spotřebičích), měřící zařízení (je-li třeba vidět, kolik energie je vyrobeno) a různé součásti skříně spolu s kabely a kabeláž. Někteří majitelé domů také zvažují skladování baterií. Historicky byly baterie neúměrně drahé a zbytečné, pokud společnost platí za přebytečnou elektřinu dodávanou do sítě (viz níže). Je třeba zohlednit také náklady na instalaci.
Kromě nákladů na instalaci existují další náklady spojené s provozem a údržbou FV solárního pole. Kromě pravidelného čištění panelů, střídače a baterie (pokud jsou nainstalovány) obecně potřebují výměnu po několika letech používání.
Zatímco výše uvedené náklady jsou relativně jednoduché - společnost solárních instalací za ně často může stanovit cenu pro majitele domů - stanovení dotací dostupných od vlády a / nebo vašeho místního podniku se může ukázat jako výzva. Vládní pobídky se mění často, ale historicky, americká vláda povolila daňový úvěr až do 30% nákladů na systém. Více podrobností o motivačních programech v USA, včetně programů v každém státě, lze nalézt na webových stránkách Databáze státních pobídek pro obnovitelné zdroje a účinnost (DSIRE). V jiných zemích jsou takové informace často dostupné na webových stránkách vlády nebo sluneční advokacie. Majitelé domů by si také měli zkontrolovat u své místní energetické společnosti, aby zjistili, zda nabízí finanční pobídky pro solární instalaci, a aby určili, jaká je její politika propojení sítí a prodeje přebytečné energie do sítě.
Výhody
Významným přínosem pro instalaci FV je nižší účet za energii, ale velikost této výhody závisí na množství sluneční energie, která může být vyrobena s ohledem na dostupné podmínky a na způsob, jakým energetické společnosti účtují elektřinu.
Prvním hlediskem jsou úrovně slunečního záření dostupné v geografické poloze domu. Pokud jde o použití solárních panelů, je obecně lepší přiblížit se rovníku, ale je třeba vzít v úvahu i jiné faktory. Národní laboratoř pro obnovitelné zdroje energie (NREL) vytváří mapy pro USA, které ukazují úrovně slunečního záření; nástroje na jejích webových stránkách poskytují podrobné solární informace pro konkrétní místa v USA Podobné mapy a data jsou k dispozici také v jiných zemích, často od vládních agentur pro životní prostředí nebo organizací obnovitelných zdrojů energie. Neméně důležitá je orientace domácnosti; u polí na střeše maximalizuje jižní sluneční střecha bez stromů nebo jiných předmětů, které brání slunečnímu záření, dostupnou sluneční energii. Pokud to není k dispozici, lze panely namontovat na externí podpěry a instalovat mimo dům, což způsobuje dodatečné náklady na další hardware a kabely.
Druhým hlediskem je načasování výroby solární energie a způsob, jakým veřejné služby účtují elektřinu. K výrobě solární energie dochází primárně během odpoledne a je vyšší v létě, takže relativně dobře odpovídá celkové poptávce po elektřině v teplém podnebí, protože právě v této době spotřebovávají klimatizace nejvíce energie. V důsledku toho je sluneční energie cenná, protože alternativní způsoby výroby energie (často elektrárny na zemní plyn) používané k uspokojení špičkové energetické poptávky bývají drahé. Veřejné služby však často účtují domácnostem paušální sazbu za elektřinu bez ohledu na dobu spotřeby. To znamená, že místo kompenzace drahých nákladů na špičkovou výrobu elektřiny solární systémy majitelů domů pouze kompenzují cenu, za kterou jsou účtovány za elektřinu, což je mnohem blíže průměrným nákladům na výrobu energie.
Mnoho společností poskytujících služby v USA však zavedlo cenové režimy, které umožňují majitelům domů účtovat různé sazby po celý den ve snaze odrážet skutečné náklady na výrobu elektřiny v různých časech; to znamená vyšší sazby v odpoledních hodinách a nižší sazby v noci. FV solární pole může být velmi výhodné v oblastech, kde se používá tento druh časově proměnlivé rychlosti, protože vyrobená sluneční energie by kompenzovala nejnákladnější elektřinu. Přesně, jak je to výhodné pro daného majitele domu, závisí na přesném načasování a rozsahu změn sazeb v rámci takového plánu. Obdobně platí, že veřejné služby v některých lokalitách mají cenové plány, které se mění v různých ročních obdobích v důsledku pravidelných sezónních výkyvů poptávky. Ti s vyššími rychlostmi v létě zvyšují hodnotu sluneční energie.
Některé energetické společnosti mají odstupňované cenové plány, ve kterých se mezní cena elektřiny mění s rostoucí spotřebou. Podle tohoto typu plánu může výhoda sluneční soustavy záviset na spotřebě elektřiny v domácnosti; v některých oblastech podléhajících sazbám, které se dramaticky zvyšují se zvyšující se spotřebou, mohou velké domy (s velkými potřebami energie) těžit nejvíce ze solárních polí, která vyrovnávají nákladovou mezní spotřebu.
Třetí výhoda sluneční soustavy spočívá v tom, že majitelé domů mohou prodávat elektřinu vyráběnou sluneční energií. V USA se to provádí prostřednictvím plánů „čistého měření“, v nichž domácí spotřebitelé využívají energii, kterou vložili do sítě (když je rychlost výroby elektřiny ze solárního pole větší než míra spotřeby elektřiny v domácnosti), aby se vykompenzovala energie spotřebovaná jindy; měsíční účet za elektřinu odráží čistou spotřebu energie. Specifická nařízení a zásady o měření sítě se v jednotlivých regionech liší. Majitelé domů se mohou obrátit na databázi DSIRE a měli by také kontaktovat své místní obslužné programy, aby našli konkrétnější informace.
Konečným přínosem je potenciální účinek na hodnotu domácnosti díky přidání solárního pole. Obecně lze rozumně předpokládat, že solární panely by zvýšily hodnotu většiny domů. Zaprvé, nesporné finanční výhody spočívají v nižších účtech za elektřinu v důsledku solárního pole. Za druhé, trend směrem k „zelenému“ bydlení znamená rostoucí poptávku po domech, které mají menší uhlíkovou stopu a jsou poháněny obnovitelnými zdroji. A konečně, koupě domu se soláriem již nainstalovaným znamená, že investice je financována (pro homebuyer) prostřednictvím hypotéky. Díky této snadnosti financování může být solární energie pro domácnost výhodnější než nákup domu bez solární energie a následné přidání solární soustavy.
Výpočet finanční životaschopnosti a „vyrovnaných“ nákladů na elektřinu
Jakmile jsou výše uvedené náklady a přínosy stanoveny, lze sluneční soustavu teoreticky vyhodnotit pomocí metody diskontovaných peněžních toků (DCF). Odtoky na začátku projektu by sestávaly z instalačních nákladů (bez dotací) a příliv by se dostavil později ve formě kompenzovaných nákladů na elektřinu (přímo i prostřednictvím čistého měření).
Spíše než pomocí DCF je životaschopnost solární energie obvykle vyhodnocena výpočtem vyrovnaných nákladů na elektřinu (LCOE), a poté je porovnána s náklady na elektřinu účtovanou místní společností. LCOE pro domácí solární energii se obvykle vypočítá jako cena / kilowatthodina ($ / kWh nebo ¢ / kWh) - stejný formát běžně používaný na účtech za elektřinu. Pro přiblížení LCOE lze použít následující rovnici:
LCOE ($ / kWh) = Čistá současná hodnota (NPV) celoživotních nákladů na vlastnictví ($) / celoživotní energetická produkce (kWh)
Životnost fotovoltaického solárního modulu se obecně předpokládá 25–40 let. Náklady na vlastnictví zahrnují náklady na údržbu, které musí být při nalezení NPV diskontovány. LCOE lze poté porovnat s náklady na elektřinu z veřejné služby; Nezapomeňte, že příslušná cena je cena, která se objevuje v době, kdy dochází k maximální produkci fotovoltaického solárního proudu nebo v jeho blízkosti. (Podívejte se na kalkulaci čisté současné hodnoty Investopedia a vyzkoušejte si tyto výpočty pro sebe.)
Sečteno a podtrženo
Určování, zda instalovat FV systém, může vypadat jako skličující úkol, ale je důležité si uvědomit, že takový systém je dlouhodobá investice. Na mnoha místech je solární energie z finančního hlediska dobrou volbou. I když se zjistí, že náklady na solární energii jsou o něco dražší než elektřina zakoupená od veřejné služby, majitelé domů si mohou přát instalovat solární energii, aby se vyhnuli budoucím možným výkyvům v nákladech na energii, nebo se prostě jen chtějí dívat nad rámec svých osobních finančních motivací a využití solární pro "zelené" bydlení.