Экономичны ли солнечные панели?

Установка солнечных батарей должна быть одним из последних шагов, которые вы предпринимаете. Сначала вам следует сосредоточиться на том, что поможет сократить потребление энергии. На сайте The Green Building Advisor есть хорошая статья о пирамиде энергоэффективности.

Я надеюсь, что эта статья поможет вам принять взвешенное решение о том, с чего начать.

Несколько кратких фактов.

Мой дом — это «сверхтеплоизолированный» дом в северной части США, известной своими холодами и снегами. Он был построен в 1983 году. В 2005 году я заменил свой (всё ещё работающий) воздушный тепловой насос на геотермальный тепловой насос с открытым контуром. Другие приборы в доме, а также освещение постоянно совершенствовались, и теперь они светодиодные с дистанционным управлением/переключением по Wi-Fi. Больше всего энергии потребляет геотермальный тепловой насос.

В 2010 году я установил достаточно фотоэлектрических панелей, чтобы удовлетворить 90 % своих потребностей, и благодаря скидкам и льготам они окупились менее чем за 7 лет. Сейчас я устанавливаю фотоэлектрические панели в сарае, чтобы удовлетворить растущие потребности, которые, скорее всего, будут связаны с электромобилем. Это даст почти на 50 % больше энергии, чем вырабатывала моя первая система (то есть общая мощность системы увеличится более чем в два раза). Это позволит реализовать новые проекты, такие как геотермальная система отопления, вентиляции и кондиционирования в пристройке и электромобиль. (Дополнительная) стоимость системы составит примерно 1/5 от стоимости моей первой системы, с учётом скидок и поощрений.

Цены на фотоэлектрические панели продолжают падать, и я буду «перекупать» их просто для того, чтобы мне больше никогда не пришлось задумываться об обновлении солнечной батареи и чтобы у меня была гибкость в расходовании энергии. Я не беспокоюсь о точке безубыточности, потому что цена стала настолько низкой, что я могу купить избыточную мощность по очень низкой цене.

Чтобы определить подходящий размер системы, по-прежнему необходимо провести анализ, но цены стали ниже, а требования к точности, которые были высоки при высоких ценах, значительно снизились.

Отвечая на последний вопрос OP, скажу, что для многих людей время покупать может наступить уже сейчас, а не в будущем.

PV — это здорово, но ещё лучше, когда несколько вещей происходят одновременно.

Во-первых, научитесь не тратить электроэнергию впустую. Это значит, что вам не понадобится такая большая система. Большинство людей (по крайней мере, в США) были бы поражены, узнав, сколько электроэнергии они тратят впустую за год. Часто можно вдвое сократить расходы на систему, если приложить реальные усилия и перестать тратить электроэнергию впустую.

Во-вторых, скидки: есть федеральные скидки, а во многих штатах — ещё и региональные.

В-третьих: льготные тарифы. Федеральный закон требует от штатов внедрять программы энергосбережения. В большинстве штатов это делается путем предоставления коммунальным службам различных стимулов (например, скидок на энергоэффективные приборы и т. д.). В некоторых штатах действует льготный тариф, при котором коммунальная служба не только платит вам за энергию, которую вы производите с помощью системы возобновляемой энергии, но и платит вам по ставке, равной или превышающей обычную цену в сети.

Here's where it gets good: if you're in a state with a feed-in tariff, usually you can install a system a little larger than what's needed to cover your typical highest use period and still receive the full tariff. If you do that, then take advantage of the federal (and if available: state) rebate(s), you've now got a 30% discount (or more, depending on your state) on the system.

So far so good. This pretty much guarantees a payback in a very reasonable time. At current prices, it's working out to roughly 10 years or less, in turn is a 10% annual Return On Investment (RIO) - better than just about any investment you can make in the markets these days.

But it gets better. You can accelerate the payback period by focusing on not wasting electricity. The more you cut your unnecessary electric use, the more of your system's electricity is freed up to be sold to the grid at the feed-in rate. In many states, the feed-in rate is higher than the standard electric rate you pay to buy your electricity. In some places, using this method, it's possible to get a payback period as low as 2 - 5 years. That's a 20% to 50% ROI, and after they payback period is done, you're getting all your electricity for free AND making money on it.

Но есть кое-что получше — по крайней мере, в Калифорнии, а может, и во всей стране: дома, работающие на солнечной энергии, продаются в Калифорнии с наценкой, превышающей ожидаемую стоимость продажи, и превышающей стоимость системы. Если это явление характерно для всей страны, то, продавая дом с установленными солнечными панелями, вы заработаете больше, чем если бы панели не были установлены.

Это касается только установок, подключенных к сети. Для автономных систем расчеты немного сложнее, но даже 20-летняя окупаемость — это гарантированная рентабельность инвестиций в размере 5%, чего вы не найдете во многих других местах. Если вы планируете перейти на автономную систему, лучше всего сначала сократить потери энергии, что снизит стоимость необходимой вам системы. Но для тех, кто живёт достаточно далеко от опоры ЛЭП, стоимость подключения к электросети часто намного превышает стоимость автономной системы возобновляемой энергии.

Было много ответов со сложными уравнениями, касающимися рентабельности инвестиций, и предположений о том, что стоимость энергии и/или солнечных панелей будет расти или снижаться.

Вы могли бы рассмотреть другую точку зрения. Вы могли бы подумать о «страховой ценности» наличия электричества, когда у других его нет.

Журнал Smithsonian недавно проанализировал прогноз, сделанный в получившем много негативных отзывов исследовании Римского клуба «Пределы роста», и пришёл к выводу, что мы в целом следуем прогнозам. Примечательно, что они не учли некоторые из наиболее пугающих кривых, показывающих резкое сокращение доступности энергии и стремительный рост смертности.

Это означает, что ситуация приближается к переломному моменту и, вероятно, не стоит делать прогнозы на будущее, основываясь на прошлых результатах. Таким образом, сложные расчёты рентабельности инвестиций и ценовые тренды могут быть весьма неопределёнными.

Несомненно одно: если вы купите солнечные панели сегодня, а завтра по какой-то причине отключится электричество, у вас всё равно будет свет. Если только ваши солнечные панели не станут мишенью для воров энергии.

В сентябре 2008 года я установил 38 солнечных панелей мощностью 175 Вт каждая, что в сумме составило фотоэлектрическую систему мощностью 6,8 кВт.

Моя система была «экономически эффективной» и уже «окупилась», но только с учётом скидки, которую я получил от Austin Energy, а также налогового вычета, который я получил в 2008 году. Без этих двух субсидий мне потребовалось бы ещё 15–20 лет, чтобы выйти на уровень безубыточности.

Когда я в последний раз смотрел на цифры, цена на панели падала быстрее, чем стоимость вырабатываемой ими энергии. Пока это так, вам выгоднее покупать энергию и ждать, пока подешевеют панели.

Учитывая недопонимание того, что я говорю, я собираюсь пояснить:

http://blogs.scientificamerican.com/guest-blog/2011/03/16/smaller-cheaper-faster-does-moores-law-apply-to-solar-cells/

В частности:

http://blogs.scientificamerican.com/media/inline/blog/Image/naam-solar-moore_s-law-2.jpg

В среднем за 30 лет стоимость солнечных фотоэлектрических элементов в пересчёте на ватт снижается на 7 % в год.

Пока срок окупаемости превышает 1/7% = 14,28 года (я не учитываю проценты и инфляцию, но они примерно компенсируют друг друга), вы в конечном счёте получите больше, если подождёте.

Дополнительные данные, иллюстрирующие проблему:

http://www.earthtechling.com/2014/02/doe-sunshot-попал-в-цель-благодаря-резкому-падению-цен-на-солнечную-энергию/

(Обратите внимание, что речь идёт о производстве электроэнергии в промышленных масштабах.) За три года цена упала почти вдвое. Если срок окупаемости не составлял менее шести лет, то вы потеряли деньги, установив систему в 2010 году, а не в 2013-м.

Несколько лет назад я изучал фотоэлектрические системы в Сан-Диего. Я получил предложения от трёх или четырёх компаний, и после вычета скидок срок окупаемости в номинальных долларах составил более 20 лет. Общая стоимость обнуления наших счетов за электричество составила около 23 000 долларов. Несколько лет спустя появились новые государственные льготы на сумму около 6000 долларов сверх того, что было доступно раньше, поэтому я снова обратился в пару тех же компаний и получил предложения, думая, что они будут дешевле. Тот же дом, всё то же самое.

Новые расценки оказались всего на несколько сотен долларов выше тех, что были несколько лет назад... даже с учётом новых скидок. Затраты на рабочую силу выросли на 6 тысяч долларов, чтобы компенсировать новые скидки, а конечная стоимость и точка безубыточности остались прежними.

Мораль этой истории: старайтесь не обращаться к подрядчикам, занимающимся установкой солнечных батарей. Изучите вопрос самостоятельно, спроектируйте и закупите всё необходимое, а затем наймите кровельщика и электрика, которые выполнят работу примерно за половину стоимости.

У моего соседа есть солнечная электростанция, и он рассказал мне, что если какая-то панель находится в тени, то вся панель вырабатывает 0 вольт. На его панели падает тень от моего дома и ещё одного дома, расположенного в 30 с лишним метрах от него. Проверьте свои потенциальные панели, чтобы убедиться, что они не подвержены этому ограничению, и проверьте свою крышу, чтобы убедиться, что на неё постоянно попадает солнечный свет.

Ещё одна загвоздка (в Австралии) заключается в том, что если вы продаёте электроэнергию обратно в сеть, то энергетические компании могут взимать с вас дополнительную плату за потребляемую электроэнергию. YMMV.

Если исходить только из 30-процентной налоговой скидки (то есть не учитывать государственные, местные, региональные и т. д. льготы), то срок окупаемости фотоэлектрических систем составит примерно 15 лет. Преимущество в том, что по мере роста цен на электроэнергию (это давняя тенденция, за исключением одного важного момента: цены на природный газ за последние несколько лет снизились из-за гидроразрыва пласта) их выработка будет приносить всё больше прибыли с каждым годом. Если предположить экспоненциальный рост, то при окупаемости системы в первый раз за 15 лет она окупится во второй раз примерно за 23 года, а в третий раз — примерно за 28,5 лет. Помимо града (вам нужно будет выяснить, является ли это проблемой) и чрезвычайно сильных ветров (более 120 миль в час), срок службы фотоэлектрических панелей составляет примерно 30–35 лет, а их срок службы определяется потерей производительности на определённый процент (20–30%... я уже не помню). Они ТОЧНО окупятся... и должны окупиться примерно в три раза.

Я не могу рекомендовать Solar City. Их контракт является своего рода секретом... я не знаю, опубликован ли он в открытом доступе в интернете, но я на 99 % уверен, что верно следующее: вы должны заплатить около 3 долларов за ватт авансом, вы должны платить регулярную комиссию, а в конце срока действия контракта, который, насколько я знаю, составляет 15 лет, вы должны заплатить ещё, иначе они приедут и снимут систему с вашей крыши. Я не знаю, насколько тщательно они это делают, но для вашей крыши точно не будет хорошо, если в стропила будут вкручены болты 5/8x5 дюймов, а затем их вынут. (Есть менее разрушительные способы крепления панелей, но подавляющее большинство установщиков солнечных батарей вкручивают болты прямо в стропила.) Мне сказали, что к тому времени, как вы закончите платить за систему, вы потратите более 11 долларов за ватт, что почти в два раза больше, чем взял бы обычный установщик (6–7 долларов в зависимости от размера, сложности установки и т. д.).

Что касается возможного снижения цен на солнечную энергию, я бы не рассчитывал на это. Я предполагаю, что любая экономия за счёт эффекта масштаба и т. д., скорее всего, будет компенсирована снижением стимулов. Однако даже если стимулы останутся прежними, цена не сильно снизится, поскольку большая часть стоимости системы приходится на транспортировку, медь, разумную заработную плату/прибыль, основанную на (высокой) сложности работы, и другие неизбежные расходы. Системы продаются в среднем по цене 6,50 долларов за ватт, а стоимость панелей составляет всего около 2 долларов за ватт. Другие материалы, такие как медная проводка и инвертор, не подешевеют, насколько мне известно. Затраты на рабочую силу тоже никуда не денутся, потому что люди не будут подниматься на крыши, нагретые до 120–150 градусов (большинство людей покупают солнечные батареи летом), за сумму, меньшую чем 16 долларов в час.

Что действительно можно улучшить, так это эффективность солнечных фотоэлектрических систем, которые преобразуют лишь около 13 % солнечной энергии с учётом потерь в инверторе и падения напряжения. Эти потери практически неизбежны, и реальные возможности для улучшения кроются практически исключительно в самих панелях, эффективность которых составляет около 16 %.

Не могу придумать, какую ещё полезную информацию можно добавить о фотоэлектрических системах, но я сам занимаюсь установкой солнечных батарей и стараюсь отвечать на вопросы о них, которые вижу здесь. Если у вас есть вопросы, вы можете задать их в комментарии или создать новый вопрос.

Несмотря на всё вышесказанное, солнечные фотоэлектрические системы ни в коем случае не являются самым рентабельным применением солнечной энергии.

Плоские солнечные водонагревательные системы окупаются за 2–8 лет (по сравнению с электрическими и пропановыми) в зависимости от льгот и служат 50–100 лет (насосы приходится менять примерно раз в 20 лет, но это стоит всего около 600 долларов, включая оплату труда — недешево, но и не так уж дорого.) Те, что с закаленным стеклом толщиной 3/8, могут выдержать град размером с бейсбольный мяч. (ВНИМАНИЕ: вам нужны плоские коллекторы, а не вакуумные трубки, которые быстро выходят из строя. Ещё один момент, которого следует избегать, — это антифриз, который необходимо менять и который со временем превращается в кислоту... вместо этого используйте системы с обратным сливом.)

Солнечный подогрев бассейна еще лучше. Он окупается за 1–2 года по сравнению с пропаном и электричеством и служит 10–20 лет, если вы выберете конструкцию из сополимера/ПВХ. (Избегайте коллекторов, состоящих из небольших свободно плавающих трубок и вакуумных трубок.) К концу срока службы система солнечного подогрева бассейна сэкономит вам как минимум 10 000 долларов... а в среднем — 40 000 долларов. Единственным недостатком является срок службы в 10–20 лет и тот факт, что для нагрева воды в бассейне требуется гораздо больше панелей, чем для нагрева воды в бытовых целях.

Я слежу за блогом моего соотечественника из Канады Денниса С., который установил солнечные панели на крыше своего дома в рамках программы microFIT в Онтарио, по которой провинция гарантирует покупку электроэнергии, выработанной солнечными батареями, по выгодной контрактной цене... по аналогии с популярной инициативой в Германии.

Блог Денниса на greentoronto.me. Он написал обо всём процессе установки солнечных панелей в жилых домах, от начала до конца, включая аспект экономии средств / окупаемости инвестиций (что мне особенно ценно, поскольку я провожу большую часть времени на money.stackexchange.com ;-)

Если вы живёте в Онтарио и рассматриваете возможность установки microFIT, я советую вам заглянуть в его блог. Деннис также делится интересной технической информацией о солнечных панелях, их эффективности, установке и т. д. Так что даже если вы не из Онтарио, это хороший ресурс для тех, кто интересуется установкой солнечных панелей в жилых домах.

Скотт Адамс (да, тот самый) недавно написал статью «Как я (почти) спас Землю», в которой рассказал о своём опыте использования солнечных батарей. В итоге он пришёл к выводу, что они не оправдывают себя с точки зрения рентабельности инвестиций.

У нас есть фотоэлектрическая система для
выработки электроэнергии. Это
самый заметный признак экологичного дома и
вероятно, самый глупый. Я ожидаю, что
система окупится в номинальном
выражении, возможно, за 15 лет. Но если я
сравню её с наиболее очевидной
альтернативой, то она не имеет никакого экономического
смысла. Разумной альтернативой было бы
подождать, пока стоимость
подобных систем не снизится на 50%, что
вероятно, произойдёт через несколько лет.

Признаюсь, мы установили
фотоэлектрическую систему отчасти из
психологических соображений. Я слышал много
историй о том, как счётчики электроэнергии «крутятся
в обратную сторону», и мне захотелось поучаствовать в этом.
Но из-за нашей местной энергетической компании
PG&E я не могу определить, работает ли
система вообще. Я
точно знаю, что в течение первых четырёх
месяцев я вырабатывал электроэнергию для PG&E,
отдавал её им бесплатно, а затем
выкупал по полной цене. Это было
связано с задержкой в установке PG&E
нужного типа счётчика
нашими специалистами.

Теперь у нас есть правильный счётчик, но
ничего не вращается в обратную сторону, и я
не могу это обнаружить. И я думаю, что мне выставляют
полный счёт, но я не могу расшифровать
непонятные документы, которые они мне присылают.

В некоторых местах можно арендовать солнечную электростанцию. Они берут на себя все расходы по обслуживанию. Вы платите немного больше каждый месяц, но без каких-либо первоначальных затрат.

Я могу опубликовать только одну гиперссылку, но знаю о трёх компаниях. Это Solar City, SunRun и Sungevity.

Однако, как отметил @jay, выработка собственной энергии — это последний шаг. Сначала нужно рассчитать потребление. Затем сократить. Затем выработать. Большинство людей проводят базовые расчёты и лишь немного сокращают потребление...

Это зависит от вашей точки зрения. Фотоэлектрические элементы — это рискованная инвестиция с финансовой точки зрения... в зависимости от того, в каком состоянии они находятся, и от того, финансируете ли вы их, срок окупаемости составит от 5 до 12 лет. Предполагается, что элементы прослужат 20–25 лет, но через 10–12 лет может потребоваться замена некоторых компонентов.

Плюсы:

Цены на энергоносители, вероятно, вырастут.

• Пиковый спрос на электроэнергию приводит к росту цен на неё и, скорее всего, продолжит расти.
• Фотоэлектрические элементы вырабатывают энергию в периоды пикового спроса.
• Во многих штатах экономически нецелесообразно увеличивать пиковые генерирующие мощности

Фотоэлектрические элементы повышают стоимость вашего дома при перепродаже (это единственные элементы в вашем доме, которые приносят доход) практически без каких-либо налоговых последствий. (В отличие от кухни или бассейна)

Вы вносите положительный вклад в защиту окружающей среды и сокращение выбросов углерода.

Недостатки:

Налоговые льготы и другие стимулы стимулируют рынок. Место, где вы живёте, имеет большее значение, чем в большинстве других случаев.

На мой взгляд, сложно выбирать между поставщиками. Кто лучше: поставщик X или поставщик Y?

Если налоговые льготы исчезнут (как это произошло в 80-х годах), будет ли ваш производитель предоставлять 25-летнюю гарантию?

Все финансовые модели сопряжены с риском. Если ячейки будут разрушены градом или чем-то ещё, а страховка этого не покроет, то о возврате можно будет забыть!

Тарифы на электроэнергию могут не вырасти!

Если вы финансируете систему, то в основном перекладываете расходы на коммунальные услуги на обслуживание долга в течение нескольких лет!

Другие Варианты:

С точки зрения соотношения цены и качества, лучшим вариантом альтернативной энергетики является солнечная водонагревательная система. Вы тратите на нагрев воды гораздо больше денег, чем думаете, и можете установить солнечную водонагревательную систему всего за несколько тысяч (вместо 40 000 долларов — с учётом скидок) долларов и начать окупать свои вложения через 3–5 лет.

Кроме того, в зависимости от вашего географического положения, вам может не хватать солнечного света в течение года, чтобы игра стоила свеч. Для меня, например, это было бы проблемой (хотя я не из США).

Окупаемость зависит от штата, в котором вы живёте. В Нью-Джерси вы можете продавать свои энергетические кредиты другим компаниям, поэтому в Нью-Джерси окупаемость составляет 3–5 лет (что очень выгодно). В других штатах действуют аналогичные программы или предоставляются скидки. Если вас интересуют солнечные панели, обратите внимание на One Block Off the Grid (http://1bog.org/). Они предоставляют отличную информацию о плюсах и минусах, а также о преимуществах установки солнечных панелей (плюс скидки для всего района и местного подрядчика).

Плюсы:

• Это повысит стоимость вашего дома.
• В зависимости от штата, в котором вы живёте, вы можете очень быстро окупить вложения (и получить хорошую прибыль после этого).
• Вы просто будете рады, что получаете экологически чистую энергию.
• Ваши счета за электричество будут намного меньше каждый месяц (вы по-прежнему будете потреблять электричество ночью, поскольку аккумуляторы пока не оправдывают себя, а большинство электроэнергетических компаний не платят вам деньги... хотя ваши счета могут быть равны нулю каждый месяц).

Минусы:

• Перед установкой солнечных панелей ваша крыша должна быть в хорошем состоянии
  .
• Первоначальные затраты (в некоторых штатах нет
  никаких льгот).
• В итоге на вашей крыше появится
  то, что не
  обязательно повысит привлекательность вашего дома
  с улицы.

Технологии развиваются слишком быстро. Может, стоит подождать год или два?
На мой взгляд, если вы живёте в штате, где предусмотрены хорошие скидки или льготы при установке солнечных панелей, то я бы это сделал. Я живу в Нью-Джерси, и у меня так сильно желание установить солнечные панели, но я сомневаюсь, потому что не уверен на 100 %, что буду жить в этом доме следующие 3–5 лет, а также из-за возраста моей крыши: ей 15 лет, и её действительно нужно заменить, прежде чем устанавливать солнечные панели.