Подумываю солнечной? Цены приближаются к стоимости сетевой электроэнергии, но только в некоторых местах - до сих пор. joncallas / Flickr, CC BY-SA

Национальная лаборатория по возобновляемым источникам энергии на этой неделе заявила, что солнечные панели на крыше могут 40 процентов электроэнергии в США. Но как насчет затрат на солнечную энергию?

Многие люди спрашивают, когда стоимость производства электроэнергии из солнечных фотоэлектрических (PV) панелей будет равна или меньше, чем покупка из сетки - точка, называемая «паритет сетки», которая может ускорить принятие солнечной энергии.

Но, задавая вопрос, они часто сравнивают яблоки с апельсинами и забыть, что ответ варьируется от места к месту и от одного типа к другому установки.

Например, электричество из солнечных систем в коммунальной шкале (как правило, большие массивы, где панели медленно меняют угол наклона и ориентацию на солнце в течение всего дня) обычно стоят меньше, чем электричество, производимое на солнечных батареях, закрепленных на чьем-то доме. Кроме того, тарифы на жилую электроэнергию, в среднем около 12 центов за киловатт-час в в США, значительно выше, чем оптовые электрические ставки - коммунальные услуги цена платить генераторам - которые, как правило, менее 4 центов за киловатт-час.

В то же время, в разных государствах более или менее солнечно-солнечная энергия во Флориде обычно более экономична, чем, например, на Аляске. Все эти факторы ставят вопрос более сложным, чем люди могут ожидать.

Как же тогда мы можем сравнить стоимость солнечной энергии на крыше от стоимости покупки электроэнергии от местной электрической сети и тем самым найти, когда какие состояния попадут в точку паритета сетки?

Помещение числа на стоимость солнечной энергии

Распределенная или средняя стоимость электроэнергии от солнечной фотоэлектрической решетки получается из всех денег, потраченных на покупку, установку, финансирование и поддержание системы, разделенной на общее количество электроэнергии, которое система должна производить в течение своей жизни. Мы называем это значение «Уточненная стоимость электроэнергии» (LCOE) и выражается в долларах за киловатт-час ($ / кВтч). Такая же метрика может быть использована для определения стоимости угольной или газовой установки. Планировщики, как это, потому что это снижает стоимость электростанции за много десятилетий на один номер.

Несмотря на сильные стороны LCOE в качестве показателя, его легко понять и широко использовать - у него есть и некоторые недостатки. А именно, он не учитывает географическую изменчивость, изменения с годами и обычно игнорирует стоимость экологических воздействий, таких как стоимость выбросов углерода. Эта метрика слишком проста при сравнении переменных ветровых и солнечных генераторов с электростанциями, которые вы можете включать и выключать по своему усмотрению, например, с помощью урана, угля и природного газа.

В настоящее время средняя стоимость энергии от солнечных фотоэлектрических панелей в США, как сообщается, ЦЕНЫ 12.2 за кВтч, что примерно соответствует среднему розничному курсу.

Те, кто внимательно следит за ценами на электроэнергию, могут подумать, что это примерно соответствует тому, что они платят за собственное электричество дома. Однако это число может вводить в заблуждение, поскольку оно представляет собой среднюю цену солнечной энергии, используемой в коммунальной шкале, по всей территории США, что не обязательно связано с затратами на производство электроэнергии от солнечных панелей в наших домах.

Итак, как мы узнаем, насколько близко жилая солнечная батарея находится к паритету сетки, где вы живете? В конечном счете, это зависит от двух факторов: сколько вы платите за электричество, которое вы покупаете, из локальной сети, и сколько вы можете получить за электроэнергию, которую вы можете производить с PV. Давайте посмотрим на них обоих.

Сколько солнца вы получаете?

Агентство по энергетической информации (EIA) создало карта средних тарифов на электроэнергию по почтовому индексу, В среднем на уровне округа и переделан автором в карте ниже. Темно-красный (или темнее) цвета указывают на более высокие средние тарифы на электроэнергию жилых.

Карта средних тарифов на электроэнергию по всей США EIAЭлектрические ставки варьируются очень много по всей стране, и эти различия могут быть вызваны целым рядом экономических, исторических или нормативных причин. Кроме того, затраты на солнечной и наличие солнечного ресурса (то есть, как часто и насколько сильна светит солнце) также не однородны по всей территории США На приведенном ниже рисунке показана LCOE жилой солнечной энергии во всех округах по всей стране.

LCOE жилых солнечных батарей в СШАДанные о стоимости солнечных жилых помещений были собраны из продолжающегося крупномасштабного исследовательского проекта в университетском городке в Институте энергетики Техасского университета в Остине. Основными предпосылками данных являются общая стоимость US $ 3.50 / Вт для установки солнечных фотоэлектрических для фиксированного массива, указывающего на юг с наклоном 25 градусов. Данные о производстве солнечной энергии основаны на Национальной лаборатории возобновляемой энергии 2013 Исследование.

Эта южная ориентация и наклон представляют собой эмпирическое правило и, возможно, не оптимальное размещение солнечной энергии в каждом регионе.

Департамент энергетики США Инициатива SunShot имеет заявленную цель снижения установок солнечной фотоэлектрической системы до $ 1.50 / Вт. Дешевые PV-панели из Китая снизили стоимость оборудования до такой степени, что цена на общую систему PV теперь доминирует в «мягких затратах», а именно: приобретение, установка, цепочка поставок, разрешение и т. Д. Тем не менее, общая установленная система расходы продолжают падать.

Хотя эти сокращения затрат впечатляют, основной движущей силой в стоимости произведенной энергии является количество солнечной радиации, которая поражает панелей солнечных батарей. Очевидно, что некоторые места являются солнечней, чем другие, поэтому солнечный массив в Аризоне будет производить больше энергии, чем один в штате Вашингтон, что делает систему более экономичным для домовладельца.

И, преобладающая стоимость электроэнергии варьируется в зависимости от страны. Некоторые из районов с наименьшей стоимостью электроэнергии в сетке (например, в Вашингтоне) имеют одни из самых высоких солнечных издержек из-за низкого уровня солнечного света. В этих местах будет трудно достичь паритета достижения солнечной энергии.

С другой стороны, есть и другие места, где цена на электрическую сетку высока, а солнечная LCOE относительно низкая, включая Нью-Мексико, Калифорнию и Гавайи; эти места являются лучшими местами для того, чтобы солнечная энергия находилась на паритете раньше.

Перемещение цели

Чтобы проиллюстрировать этот момент, мы берем ту же информацию, которая лежит в основе карты стоимости солнечной энергии, и уменьшаем общую установленную стоимость установленных солнечных батарей с шагом 0.50 доллара на ватт - с 3.50 доллара на ватт до 1.50 доллара на ватт (цель SunShot). Затем мы можем вычесть тариф на электроэнергию из солнечной LCOE в каждом округе. Если эта разница равна нулю или отрицательна (тарифы на электроэнергию> LCOE), мы можем оценить, когда в этом округе будет установлен паритет энергосистемы для жилых солнечных фотоэлектрических систем.

Ниже приведен GIF, который показывает оценку точки четности, поскольку цена установленного солнечного падения падает. Обратите внимание, что общие установленные расходы включают федеральный налоговый кредит на инвестиции и любые местные скидки и налоговые льготы.

GIF показывает местоположения, где жилая солнечная LCOE достигает паритета с местными средними электрическими скоростями при различных затратах на солнечную энергию.Эти расчеты и оценки приходят с несколькими оговорками. Во-первых, приведенный выше расчет предполагает, что владельцы PV платят за свое генерирование по стандартным ставкам электроэнергии в своей области. Эта схема обычно известна как чистый замер.

Но существует множество способов взаимодействия утилит с клиентами, которые установили солнечную энергию. Некоторые коммунальные предприятия могут оплачивать ставки оптовых рынков домовладельцев за избыток электроэнергии, которую они подают в сеть из своих панелей, которые, как правило, значительно ниже, чем розничные цены. Если коммунальные предприятия платят домовладельцам по оптовой цене, а не по розничным ставкам, солнечная энергия менее экономична.

Но это не все. Можно было бы добавить в стоимость выгод сокращения выбросов CO2 и других загрязняющих веществ. С другой стороны, существуют расходы, связанные с "укрепляющий" солнечной энергии, когда это ночь или облачно.

Помня об этих факторах, ответ на вопрос: «Есть ли у меня экономический смысл для установки солнечных батарей?»: Это зависит. Как показывает карта, важнейшей задачей, помимо любых изменений в расходах на электроэнергию, является то, как быстро общие затраты на солнечную энергию снижаются.

Об авторе

Joshua D. Rhodes, Постдокторское научный сотрудник энергетики, Университет штата Техас в Остине. В настоящее время его обзоре рассматривается площадь жилых приложений для смарт-сетки, в том числе приложений системного уровня энергоэффективности и распределенной генерации. Он также заинтересован в политике и влиянии, что хорошая политика может оказывать на эффективность местной экономики, особенно политики, которая использует рыночные силы для повышения эффективности жилого фонда зданий.

Эта статья первоначально появилась на разговоре

Связанные книги:

at Внутренний рынок самовыражения и Amazon