Почему бы всем не захотеть переоборудовать свою семейную усадьбу, чтобы она функционировала за счет солнечных лучей? Звучит как формула счастья, не так ли? Решение перейти на солнечную энергию может иметь довольно большие преимущества. Но будьте осторожны: есть о чем подумать, прежде чем перерезать шнур с местным поставщиком коммунальных услуг.
Солнечная энергия предоставляется бесплатно (после первоначальных вложений в настройку системы и затрат на техническое обслуживание). Солнечная энергия эффективна (хотя некоторые эксперты обсуждают ее эффективность). Важно для многих из нас в эти дни изменения климата: солнечная энергия также не загрязняет окружающую среду.
Но первоначальные затраты на установку солнечной энергии могут быть пугающими. И как только вы решите перейти на полностью солнечную энергию, вам, возможно, придется справиться с ненастной погодой, которая может помешать вашим планам жить исключительно за счет солнца.
Когда вы используете солнечные панели, вы все равно можете получать электроэнергию от коммунальной компании в ситуациях, когда вы не можете получить достаточно электроэнергии или не имеете запаса энергии. Но конечной целью для многих является полное устранение потребности в ископаемом топливе, поддержка коммунальных компаний, работающих на ископаемом топливе, и жизнь на солнечной энергии.
Планирование использования солнечной энергии в вашем доме требует значительных финансовых, умственных и эмоциональных вложений. Инфраструктура немного сложнее, чем традиционная установка. Расчеты построения вашей новой системы и ее эксплуатации должны быть более точными. Ошибка может оставить вас без достаточного количества сока, чтобы выжить.
Но полностью управлять домом на солнечной энергии вполне реально.
Сосредоточение солнечных лучей
Первый практический пример управления солнечной энергией мог быть, когда кто-то заметил, что стекло, удерживаемое под прямым углом, может поджечь и сжечь муравьев. Мы прошли долгий путь.
Первый кремниевый фотоэлектрический элемент был произведен в США в 1954 году. Наши нынешние солнечные панели являются прямым потомком этой технологии. Просто с годами они стали более эффективными.
Начиная с 1950-х годов, различные жилые и коммерческие здания были построены с разными приоритетами использования солнечной энергии. Одно офисное здание получило признание благодаря солнечному нагреву воды. Жилые вехи прошли путь от соляриев к гибридным солнечным / сетевым системам и автономным полностью солнечным домам (первый из которых был построен в 1983 году в долине реки Гудзон в Нью-Йорке). В 2000 году семья из Колорадо построила солнечную установку, которая почти полностью обеспечила их дом электроэнергией для семьи из восьми человек.
Появились и другие полезные новшества, помимо установленных на крыше солнечных батарей, в том числе модифицированная версия системы лучистого отопления. При тщательной прокладке сантехники в доме вода может нагреваться солнцем, а по мере того, как вода прокачивается через дом, тепло может рассеиваться, помогая контролировать температуру в доме. Красота этого: это не увеличивает потребление электроэнергии в доме. В 2007 году на общенациональном конкурсе проектов солнечных домов группа студентов из Университета Санта-Клары в Калифорнии выяснила, как использовать систему солнечного лучистого тепла, чтобы не только обогревать, но и охлаждать дом.
Идея привлекательна, но иногда ее трудно реализовать. К счастью, непрерывные инновации за последнее десятилетие сделали недорогую, высокоэффективную солнечную энергию более доступной для большего числа людей во всем мире.
Стоимость, конечно, может решить любую инициативу в области солнечной энергетики. Это все еще может быть проблемой для многих. Цена на ранние солнечные технологии оставалась довольно стабильной, а затем упала примерно на 80 процентов в 1970-х годах. В феврале 2009 года компания First Solar, производитель солнечных панелей, объявила, что стоимость производства ее продукции упала до доллара за ватт - долгожданный рубеж..
Сегодня стоимость комплекта солнечных батарей для дома составляет в среднем 16 000 долларов (и может достигать 35 000 долларов), в зависимости от типа панели. Установка не включена: она может стоить до 25 000 долларов США. Другие расходы, такие как финансирование и разрешение, могут быть дополнительными.
Экономия, однако, может быть значительной. Сколько денег домовладелец может потратить, уменьшив свою зависимость от сети, варьируется, в значительной степени из-за того, что стоимость энергии сильно различается. Онлайн-инструменты, такие как EnergySage и PVWatts, могут помочь оценить затраты и экономию на установке и эксплуатации солнечной системы.
Эксперты говорят, что «паритет сети» является необходимой вехой на пути к тому, чтобы солнечная энергия действительно работала. Сетевой паритет достигается, когда солнечная энергия стоит столько же или дешевле, чем традиционная энергия, без помощи грантов, субсидий и скидок, которые делают это возможным для многих клиентов. Эксперты считают, что уже во многих частях мира - в таких местах, как Китай, во многих странах Европы и в штате Калифорния - достигнут сетевой паритет. Когда большее количество мест достигнет паритета сети, предложение, вероятно, не сможет удовлетворить спрос, поскольку некоторые виды сырья для солнечных панелей трудно достать в больших количествах.
Как витамин D для вашего дома
Чтобы представить себе, как солнечная энергия может обеспечить достаточное количество энергии для всего дома, необходимо немного рассказать об основах. Мы, наверное, уже видели более традиционные солнечные панели - плоские, вызывающие блики, громоздкие штуки, которые устанавливаются на крышах домов.
Солнечные панели улавливают любой доступный солнечный свет и преобразуют его в энергию постоянного тока. Инвертор преобразует мощность постоянного тока в мощность переменного тока (это то, что мы используем для питания электронных устройств). Для людей, которые хотят полностью обеспечить весь дом солнечными лучами, существуют системы для преобразования и хранения дополнительной энергии в виде энергии аккумуляторов. Таким образом, в доме все еще может быть источник энергии ночью или в плохую погоду (хотя он не может покрыть недостаток плохо спроектированной или неадекватной системы).
Солнечная черепица также представляет собой утонченную обтекаемую альтернативу более старым и большим панелям. Они сделаны из тех же материалов, что и традиционные солнечные панели, действуют как традиционная кровельная черепица и выглядят почти как обычная крыша, возможно, немного более блестящая. Вопреки распространенному мнению, новые панели могут работать даже в условиях слабого или рассеянного солнечного света.
Так почему переход на солнечную энергию иногда требует некоторого убеждения? Как правило, дома в Соединенных Штатах получают тепло либо от газа, либо от электричества, обычно предоставляемого местными коммунальными компаниями. Давайте предположим, что кто-то, увлечённый переходом на солнечную энергию, хочет полностью отключиться от сети - никакого газа или электричества от коммунальных компаний. Таким образом, электроэнергия, вырабатываемая солнечной энергией, должна быть использована для отопления, кондиционирования воздуха (что, безусловно, является одним из самых больших расходов энергии в доме), других частей инфраструктуры дома, таких как освещение и вытяжные вентиляторы, все основные бытовая техника (холодильник, плита, стиральная и сушильная машины) и другая электроника, такая как стереосистемы, телевизоры и компьютеры. (Этот список, конечно, далеко не полный: скольким членам вашей семьи необходимо постоянно заряжать свои смартфоны или планшеты?)
Если ваш дом огромен или вы любите электроэнергию и оставляете электронику включенной на весь день, вам понадобится более мощная солнечная установка. Было бы неплохо предположить, что те, кто серьезно относится к выполнению этого преобразования, уже хорошо осведомлены о потреблении и прилагают усилия для снижения энергопотребления, например, используя изолированные шторы вместо того, чтобы запускать кондиционер, или отказываясь от посудомоечной машины, которая нагревается и взбивается. часами. Однако по мере того, как солнечная энергия становится все более популярной, экологически сознательные первые последователи могут не составлять большинства. Им понадобится более надежная солнечная система.
Умный потребитель рассчитывает потребление электроэнергии, а затем собирает установку солнечной панели, которая может удовлетворить этот спрос. Если настройки кажутся слишком большими, возможно, стоит сократить потребление.
Хотя это, безусловно, сложно и может быть дорого, люди, у которых есть ресурсы для проектирования и строительства дома на солнечной энергии с нуля, имеют некоторые преимущества. При планировании жилой солнечной системы для конкретного существующего дома возникает множество тонкостей. Фактический дизайн дома является одним из таких факторов. Насколько велика поверхность крыши (что влияет на ее потенциальную площадь солнечной поверхности)? В какую сторону обращена крыша и каков угол ее наклона? Есть ли препятствия, вызывающие полутень?
Местоположение также имеет значение. Дом в Скандинавии с ее печально известными короткими днями не будет так хорошо жить, как дом на экваторе. Среднее количество солнечных дней также имеет значение; если дождь идет до наступления темноты, то не имеет особого значения, если ночь наступит поздно. Если вы строите свой собственный дом мечты на солнечной энергии, у вас будет больше права голоса по некоторым из этих переменных.
Когда вы пытаетесь выяснить, сколько энергии вы можете производить с вашей новой солнечной установкой, и сколько вам потребуется, также полезно посмотреть на метеорологические данные для вашего региона. Он покажет вам, сколько солнечного света вы можете ожидать в том или ином месяце, исходя из средних значений за прошлые периоды. Рядом с вами должны быть копии ваших счетов за коммунальные услуги, которые позволят вам узнать, сколько энергии вы потребляете. Вы можете использовать всю эту информацию, чтобы выяснить, будет ли нужная вам система производить достаточно электроэнергии.
Общие рекомендации рекомендуют установку, которая генерирует 1 киловатт на 1000 квадратных футов (93 квадратных метра) дома. Но не позволяйте своему оптимизму взять верх - вам нужно убедиться, что вы можете производить достаточно энергии, чтобы пережить худшие, а не лучшие времена. Вам нужно буквально подготовиться к пресловутому дождливому дню.
Платить за бесплатное
Солнечные лучи доступны каждому, но чтобы превратить их в энергию, требуется много дорогостоящего оборудования. Но солнечные панели сейчас являются одними из наименее дорогих форм возобновляемой энергии.
Большинство крупномасштабных солнечных проектов теперь значительно дешевле, чем угольные электростанции. Огромная экономия в больших масштабах может еще не отразиться на небольших проектах, таких как дома. Но если вы серьезно относитесь к переключению, пусть это вас не обескураживает - могут быть способы сделать это возможным.
Стимулы и скидки, связанные с энергией, настолько различаются и меняются так часто, что любой, кто рассматривает возможность преобразования дома на солнечной энергии, должен внимательно изучить льготы для конкретного штата. Правильное сочетание субсидий, налоговых льгот и скидок на ватт может сделать первоначальные инвестиции более доступными, чем думают многие домовладельцы.
В 2020 году Конгресс принял продление налогового кредита на инвестиции в солнечную энергию (ITC) - так называемого «налогового кредита на солнечную энергию» - для недавно установленных систем солнечных панелей. Он снижает федеральный подоходный налог, позволяя взимать процент от стоимости фотоэлектрической (PV) системы. Максимального кредита нет. Однако срок действия ITC истекает в 2024 году, если Конгресс не продлит его снова.
Вы также можете иметь право на получение кредитов от штатов или местностей. Местные коммунальные предприятия также могут предлагать финансовые стимулы для установки системы. Если вы когда-нибудь захотите продать свой дом на солнечной энергии, инвестиции могут окупиться. Поскольку стоимость коммунальных услуг растет, а ваши соседи платят больше за электроэнергию, вы можете фактически иметь право на возмещение от вашей коммунальной компании, что было бы привлекательно для потенциального покупателя.
Если ваши солнечные батареи производят больше энергии, чем потребляет ваш дом, вы можете продать свою дополнительную энергию обратно в сеть. Компании, которые устанавливают солнечную энергию в жилых домах, рекламируют это преимущество как простой способ окупить ваши инвестиции, и это было бы привлекательно для покупателей, но результаты могут различаться (как и законы, регулирующие действия коммунальных компаний) в зависимости от того, где вы живете.
Некоторые регионы пытались донести солнечную энергию до масс. Беркли, Калифорния, и Боулдер, Колорадо, имеют муниципальные солнечные программы, в рамках которых города инвестируют в инфраструктуру и возмещают затраты за счет налогов. Другие регионы предлагают специальные кредиты, которые возвращаются за счет дополнительных налогов на недвижимость. И по крайней мере одна компания разработала лизинговую программу (что-то вроде аренды вашей кабельной приставки или спутниковой антенны у вашей кабельной компании), ориентированную на штаты с особенно высокими затратами на электроэнергию, чтобы привлечь как можно больше потребителей.
Путь к дешевой и простой солнечной энергии был непростым. Когда-то Германия предоставила субсидии на солнечную энергию на сумму более 130 миллиардов долларов, но в 2012 году решила, что эти льготы будут постепенно прекращены. Инфраструктура, по словам чиновников, слишком дорогая и неэффективная, чтобы использовать ее в больших масштабах, даже если солнечные лучи бесплатны.
Но в 2020 году количество установок солнечных батарей на крышах в Германии выросло на 25 процентов, и теперь правительство стремится удвоить мощность своих солнечных электростанций к концу десятилетия.
Итак, даже в тех местах, которые изо всех сил пытались использовать солнечную энергию, пришло время выйти на улицу и отпраздновать. Если вы хотите перевести свой дом на полную солнечную энергию, эта технология существует.
Часто задаваемые вопросы о домашней солнечной панели
Может ли дом работать только на солнечной энергии?
Дом может работать только на солнечной энергии. Однако полное отключение от сети требует значительных финансовых и временных затрат. Чем выше ваши потребности в энергии, тем больше солнечных панелей вам понадобится.
Каковы минусы солнечной энергии?
Облачная, пасмурная и дождливая погода не позволяет панелям собирать энергию, что делает зависимость от погоды самым существенным недостатком солнечной энергетики. Еще одним серьезным недостатком является высокая начальная стоимость, особенно если вы полностью отключаетесь от сети. Солнечная энергия является самой дешевой формой возобновляемой энергии, но все же в четыре раза дороже, чем традиционные источники.
Сколько стоят солнечные батареи для дома площадью 1000 квадратных футов?
Количество солнечных панелей, необходимых для дома, зависит не только от его размера, поэтому не существует двух абсолютно одинаковых домов площадью 1000 квадратных футов. Легче определить ваши потребности в солнечных батареях на основе ежемесячных счетов за электроэнергию и местоположения. Общие рекомендации рекомендуют домовладельцам устанавливать как минимум 5-киловаттную систему для дома площадью 1000 квадратных футов со средним счетом за электричество в размере 50-60 долларов в месяц. Средняя стоимость ватта в США составляет 3 доллара, поэтому солнечная энергосистема мощностью 5 000 ватт будет стоить примерно 15 000 долларов. При этом не учитываются такие важные факторы, как ваше конкретное местоположение (и погода), ориентация крыши, тип дом и доступные государственные и федеральные стимулы и гранты.
Почему важна солнечная энергия?
Инвестиции в солнечную энергию важны, потому что они могут уменьшить или устранить потребность в ископаемом топливе для производства электроэнергии и питания наших домов.