Các chủ sở hữu nhà lắp đặt các hệ thống điện quang điện sẽ nhận được rất nhiều lợi ích: các hóa đơn điện năng thấp hơn, dấu chân các bon thấp hơn và giá trị gia đình có tiềm năng cao hơn. Nhưng những lợi ích này đi kèm với chi phí lắp đặt và bảo trì đáng kể, và mức độ tăng trưởng có thể khác nhau rất nhiều từ nhà này sang nhà khác. Bài viết này sẽ giúp các chủ nhà thực hiện các tính toán tài chính cần thiết để xác định khả năng tồn tại của năng lượng mặt trời trong nhà của họ. (Để đọc có liên quan, xem Xây dựng Green For Your House Và Wallet .)

Công nghệ năng lượng mặt trời quang điện (PV) đã có từ năm 1950, nhưng nhờ vào việc giảm giá các mô đun năng lượng mặt trời, nó chỉ được coi là một công nghệ khả thi về mặt tài chính cho việc sử dụng rộng rãi kể từ bước ngoặt của thiên niên kỷ.

Kích thước bảng năng lượng mặt trời được trích dẫn về tiềm năng điện lý thuyết trong watt. Tuy nhiên, sản lượng điển hình thực hiện cho các hệ thống PV đã được cài đặt - gọi là "yếu tố công suất" - nằm trong khoảng từ 10% đến 20% sản lượng lý thuyết. Hệ thống gia đình sử dụng hệ số công suất 15 kW / năm sẽ sản xuất 3kW * 15% * 24 giờ / ngày * 365 ngày / năm = 3, 942 kWh / năm, hoặc khoảng một phần ba mức tiêu thụ điện điển hình của một hộ gia đình Hoa Kỳ. Nhưng tính toán này có thể gây hiểu nhầm, bởi vì không có lý do gì để nói về kết quả "điển hình"; trên thực tế, mặt trời có thể có ý nghĩa đối với một hộ gia đình, nhưng không phải cho ngôi nhà bên cạnh. Sự chênh lệch này có thể được quy cho những cân nhắc về tài chính và thực tiễn được xem xét trong việc xác định khả năng tồn tại.

Chi phí

Năng lượng mặt trời là vốn thâm canh, và chi phí chính của việc sở hữu một hệ thống đi trước khi mua thiết bị. Mô-đun năng lượng mặt trời gần như chắc chắn sẽ đại diện cho chi phí duy nhất lớn nhất của tổng chi phí. Các thiết bị khác cần thiết để lắp đặt bao gồm một Biến tần (để biến dòng điện trực tiếp được sản xuất bởi bảng điều khiển thành dòng xoay chiều sử dụng cho đồ gia dụng), thiết bị đo (nếu cần thiết để xem lượng điện được sản xuất) và các thành phần nhà ở khác nhau cùng với cáp và dây điện. Một số chủ nhà cũng xem xét việc lưu trữ pin. Về mặt lịch sử, pin đã đắt và không cần thiết nếu như tiện ích trả cho điện thừa được đưa vào lưới (xem bên dưới). Chi phí lao động lắp đặt cũng phải được tính đến.

Ngoài chi phí lắp đặt, còn có một số chi phí liên quan đến việc vận hành và bảo trì mảng năng lượng mặt trời PV. Ngoài việc lau chùi tấm thường xuyên, cần phải thay thế máy biến thế và pin (nếu được lắp) sau vài năm sử dụng.

Mặc dù các chi phí trên tương đối đơn giản- thường là một công ty lắp đặt năng lượng mặt trời có thể báo giá cho những chủ nhà đó - việc xác định trợ cấp có sẵn từ chính phủ và / hoặc tiện ích địa phương của bạn có thể là một thách thức.Chính phủ khuyến khích thay đổi thường xuyên, nhưng theo lịch sử, chính phủ Hoa Kỳ đã cho phép tín dụng thuế lên đến 30% chi phí của hệ thống. Thông tin chi tiết về các chương trình khuyến khích ở Hoa Kỳ, bao gồm các chương trình trong mỗi tiểu bang, có thể được tìm thấy trên trang web Cơ sở dữ liệu về Khuyến khích Nhà nước về Năng lượng tái tạo và Hiệu quả (DSIRE). Ở các quốc gia khác, những thông tin như vậy thường có trên các trang web của chính phủ hoặc các trang web về vận động năng lượng mặt trời. Chủ nhà cũng nên kiểm tra với công ty tiện ích địa phương của họ để xem liệu nó có ưu đãi về tài chính cho việc lắp đặt năng lượng mặt trời, và để xác định chính sách của mình là kết nối lưới và bán điện thừa vào lưới điện. (999) Lợi ích

Lợi ích đáng kể cho việc lắp đặt PV là một hóa đơn năng lượng thấp hơn, nhưng mức độ lợi ích này phụ thuộc vào lượng năng lượng mặt trời năng lượng có thể được sản xuất theo các điều kiện sẵn có và cách mà các tiện ích tính phí cho điện.

Việc xem xét đầu tiên là mức chiếu xạ mặt trời có sẵn ở vị trí địa lý của nhà. Khi nói đến việc sử dụng pin mặt trời, gần xích đạo nói chung là tốt hơn, nhưng các yếu tố khác phải được xem xét. Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia (NREL) tạo ra các bản đồ cho U. S. cho thấy mức chiếu xạ mặt trời; các công cụ trên trang web của nó cung cấp thông tin chi tiết về mặt trời cho các địa điểm cụ thể bên trong U. Các bản đồ và dữ liệu tương tự cũng có sẵn ở các quốc gia khác, thường là từ các cơ quan môi trường của chính phủ hoặc các tổ chức năng lượng tái tạo. Quan trọng không kém là định hướng của nhà; đối với mảng nhà trên mái nhà, mái nhà hướng về phía Nam không có cây cối hoặc các vật thể khác cản trở ánh sáng mặt trời tối đa hóa năng lượng mặt trời có sẵn. Nếu không có sẵn, tấm có thể được gắn trên các giá đỡ bên ngoài và lắp đặt ngoài nhà, chi phí bổ sung cho phần cứng và cáp tăng thêm.

Việc xem xét thứ hai là thời gian sản xuất điện năng lượng mặt trời, và cách thức sử dụng điện cho điện. Sản xuất điện năng lượng mặt trời xảy ra chủ yếu vào buổi chiều và cao hơn trong mùa hè, do đó tương ứng tương đối tốt với nhu cầu điện năng tổng thể trong điều kiện thời tiết ấm áp bởi vì vào lúc này máy điều hòa không khí tiêu thụ nhiều năng lượng nhất. Do đó, năng lượng mặt trời rất có giá trị vì các phương pháp sản xuất năng lượng thay thế (thường là các nhà máy điện khí tự nhiên) sử dụng để đáp ứng nhu cầu năng lượng cao có xu hướng đắt hơn. Nhưng các dịch vụ tiện ích thường tính phí người tiêu dùng ở một mức bằng phẳng cho điện, bất kể thời gian tiêu thụ. Điều này có nghĩa là thay vì bù đắp chi phí sản xuất điện cao điểm, các hệ thống năng lượng mặt trời của chủ nhà chỉ bù đắp được mức giá mà họ tính cho điện năng, gần hơn với chi phí sản xuất điện

trung bình . Tuy nhiên, nhiều công ty tiện ích ở U. S. đã giới thiệu các chương trình giá cả cho phép chủ sở hữu được tính phí ở mức khác nhau trong ngày để phản ánh chi phí sản xuất điện thực tế vào những thời điểm khác nhau; điều này có nghĩa là giá cao hơn vào buổi chiều và mức giá thấp hơn vào ban đêm.Một mảng năng lượng mặt trời PV có thể rất có lợi ở những khu vực mà tỷ lệ thời gian thay đổi này được sử dụng vì năng lượng mặt trời sản xuất sẽ bù lại lượng điện tốn kém nhất. Chính xác như thế nào lợi ích cho một chủ nhà nhất định phụ thuộc vào thời gian chính xác và mức độ thay đổi tỷ lệ theo kế hoạch như vậy. Tương tự, các tiện ích ở một số địa điểm có các kế hoạch giá cả thay đổi theo thời gian khác nhau trong năm do sự biến động theo mùa thường xuyên. Những người có mức giá cao hơn vào mùa hè làm cho điện mặt trời có giá trị hơn. Một số tiện ích có kế hoạch định giá theo thứ tự, trong đó mức giá điện biên sẽ thay đổi khi lượng tiêu thụ tăng lên.

Theo loại kế hoạch này, lợi ích từ hệ mặt trời có thể phụ thuộc vào việc sử dụng điện của ngôi nhà; ở một số khu vực có tỷ lệ gia tăng đáng kể khi tiêu thụ gia tăng, thì những ngôi nhà lớn (với nhu cầu về năng lượng lớn) có thể hưởng lợi nhiều nhất từ ​​các mảng năng lượng mặt trời để bù đắp sự tiêu thụ cận biên chi phí cao.

Lợi ích thứ ba của một hệ thống năng lượng mặt trời là chủ nhà có thể bán điện năng sinh ra điện năng cho các tiện ích. Tại Hoa Kỳ, điều này được thực hiện thông qua kế hoạch "đo sáng", trong đó người tiêu dùng sử dụng điện mà họ đưa vào lưới (khi tỷ lệ phát điện từ mảng năng lượng lớn hơn mức tiêu thụ điện gia đình) sức mạnh tiêu thụ vào những thời điểm khác; các hóa đơn điện hàng tháng phản ánh tiêu thụ năng lượng ròng. Các quy định và chính sách về đo lường ròng cụ thể thay đổi theo từng vùng. Chủ sở hữu nhà có thể tham khảo cơ sở dữ liệu DSIRE và cũng nên liên hệ với các tiện ích địa phương để tìm thông tin cụ thể hơn.

Lợi ích cuối cùng là hiệu quả tiềm tàng đối với giá trị của một ngôi nhà do việc bổ sung một mảng năng lượng mặt trời. Nói chung, hợp lý là giả sử rằng các tấm pin mặt trời sẽ làm tăng giá trị của hầu hết các ngôi nhà. Thứ nhất, có một lợi ích tài chính không thể phủ nhận là có các hóa đơn điện năng thấp hơn do một mảng năng lượng mặt trời. Thứ hai, xu hướng sử dụng "xanh" nghĩa là ngày càng có nhiều nhu cầu về nhà ở có lượng carbon thấp hơn và được cung cấp bởi các nguồn tái tạo. Cuối cùng, mua nhà với năng lượng mặt trời đã được cài đặt có nghĩa là đầu tư được tài trợ (cho người mua nhà) thông qua thế chấp. Sự dễ dàng trong việc tài trợ này làm cho năng lượng mặt trời trở nên hợp lý hơn đối với người mua nhà so với mua nhà mà không cần lắp đặt năng lượng mặt trời và sau đó thêm một mảng năng lượng mặt trời. Tính toán tính khả thi về tài chính và chi phí điện "được san lấp"

Một khi các chi phí và lợi ích được xác định, một hệ mặt trời theo lý thuyết có thể được đánh giá theo phương pháp dòng tiền chiết khấu (DCF). Các khoản chi ra khi bắt đầu dự án bao gồm chi phí lắp đặt (trừ trợ cấp), và dòng tiền vào sẽ đến sau bằng hình thức bù đắp chi phí điện (cả trực tiếp lẫn thông qua việc tính lưới). Thay vì sử dụng DCF, khả năng tồn tại của năng lượng mặt trời thường được đánh giá bằng cách tính chi phí san lấp điện (LCOE), sau đó so sánh nó với chi phí điện do công ty điện lực địa phương tính.LCOE cho hộ gia đình năng lượng mặt trời thường được tính là chi phí / kilowatt giờ ($ / kWh hoặc ¢ / kWh) - cùng một định dạng thường được sử dụng trên hóa đơn điện. Để ước lượng LCOE, người ta có thể sử dụng phương trình sau: LCOE ($ / kWh) =

Giá trị hiện tại ròng (NPV) của Chi phí Năng lượng Trọn đời ($) / Tuổi thọ (kWh) Tuổi thọ của một mô đun PV mặt trời thường được giả định là 25-40 năm. Chi phí sở hữu bao gồm chi phí bảo trì, mà phải được chiết khấu để tìm NPV. LCOE có thể được so sánh với chi phí điện từ một tiện ích; hãy nhớ, giá cả có liên quan là những gì xảy ra trong thời gian tại hoặc gần cao điểm PV sản xuất năng lượng mặt trời. (Kiểm tra

Máy tính Giá trị Hiện tại Net của Investopedia

để tự tính toán cho chính mình.)

Dòng dưới cùng Xác định việc cài đặt một hệ thống năng lượng mặt trời PV có vẻ như là một nhiệm vụ khó khăn, quan trọng cần nhớ rằng một hệ thống như vậy là một đầu tư dài hạn. Ở nhiều nơi, điện mặt trời là sự lựa chọn tốt từ quan điểm tài chính. Thậm chí nếu chi phí năng lượng mặt trời được tìm thấy đắt hơn một chút so với điện mua từ một tiện ích, chủ sở hữu nhà có thể muốn lắp đặt năng lượng mặt trời để tránh những dao động tiềm ẩn trong chi phí năng lượng hoặc đơn giản chỉ muốn nhìn xa hơn động lực và sử dụng tài chính cá nhân năng lượng mặt trời cho cuộc sống "xanh". (Để biết thêm, xem 10 ngành công nghiệp xanh hàng đầu

.)