Думаєш про сонячне? Ціни наближаються до вартості електромережі, але лише в деяких місцях - поки що. joncallas / flickr, CC BY-SA

Національна лабораторія відновлювальної енергії цього тижня заявила, що сонячні батареї на даху мають потенціал майже для генерації 40 відсотків електроенергії у США. А як щодо вартості сонячної енергії?

Багато людей запитують, коли вартість виробництва електроенергії з сонячних фотоелектричних панелей буде рівною або меншою, ніж придбання з електромережі - точка, що називається "паритет сітки", яка може прискорити прийняття сонячної енергії.

Але, задаючи питання, вони часто порівнюють яблука з апельсинами і забувають, що відповідь різниться від місця до місця і від одного типу установки до іншого.

Наприклад, електроенергія від сонячних систем загального користування (зазвичай це великі масиви, де панелі повільно змінюють нахил та орієнтацію на обличчя до сонця цілий день) зазвичай коштують менше, ніж електроенергія, що виробляється від сонячних батарей, встановлених на чиємусь будинку. Також тарифи на електроенергію в житлі, в середньому приблизно 12 центів за кіловат-годину в США значно вищі, ніж оптові тарифи на електроенергію - ціна, яку комунальні послуги платять генераторам електроенергії, - як правило менше центів 4 за кіловат-годину.

У той же час, різні штати мають більш-менш сонячну енергію у Флориді, як правило, більш економічну, ніж, наприклад, на Алясці. Усі ці фактори ускладнюють питання, ніж люди могли передбачити.

Як тоді ми можемо порівняти вартість сонячної сонячної енергії з вартістю купівлі електроенергії з локальної електромережі і тим самим визначити, коли саме держави потраплять до точки паритету електромережі?

Поставлення числа на сонячну вартість

Вирівнювана або середня вартість електроенергії з сонячного масиву ПВ виходить із усіх грошей, витрачених на придбання, встановлення, фінансування та обслуговування системи, поділену на загальну кількість електроенергії, яку система, як очікується, виробить протягом свого життя. Ми називаємо цю величину узаконеною вартістю електроенергії (LCOE) і виражається в доларах за кіловат-годину ($ / кВт / год). Цей же показник може бути використаний для визначення витрат на вугільну або природну газову установку. Планувальникам це подобається, оскільки це зменшує вартість електростанції протягом багато десятиліть в єдину кількість.

Незважаючи на сильні сторони LCOE як метрики - це легко зрозуміти і широко використовується - він має і деякі недоліки. А саме, він залишає географічну мінливість, змінюється з порами року і зазвичай ігнорує вартість впливів на навколишнє середовище, таких як вартість викидів вуглецю. Цей показник трохи надто простий, якщо порівнювати змінні генератори вітру та сонячної енергії з електростанціями, які можна включати та вимикати за бажанням, наприклад, ті, які заправляються ураном, вугіллям та природним газом.

Сьогодні, як повідомляється, середня вартість енергії від сонячного ПВ у США становить 12.2 центів за кВт / год, що приблизно таке ж, як і середня роздрібна норма.

Ті, хто чітко вказує на ціни на електроенергію, можуть подумати, що мова йде приблизно про те, що вони платять за власну електроенергію вдома. Однак ця цифра може вводити в оману, оскільки вона є середньою ціною сонячної енергії в США, а не обов'язково витрачається на виробництво електроенергії з сонячних батарей в наших будинках.

Тож як ми можемо знати, наскільки близький сонячний житловий будинок до паритету сітки там, де ви живете? Зрештою, це залежить від двох речей: скільки ви платите за електроенергію, яку купуєте з локальної мережі, і скільки ви можете платити за електроенергію, яку ви можете виробляти з PV. Давайте подивимось на них обох.

Скільки сонця ви отримуєте?

Агентство енергетичної інформації (ОВНС) створило: карта середніх ставок електроенергії за поштовим індексом, усереднене до рівня округу та перероблене автором на наведеній нижче карті. Насичений червоний (або більш темний) колір вказує на більш високі середні показники електроенергії для житла.

Карта середніх ставок електроенергії по ОВНС СШАЕлектричні тарифи сильно відрізняються по всій країні, і ці відмінності можуть бути викликані низкою економічних, історичних чи регулятивних причин. Аналогічно, витрати на сонячну енергію та наявність сонячного ресурсу (тобто, наскільки часто та як сильно світить сонце) також неоднорідні в усьому США. На малюнку нижче показано LCOE житлової сонячної енергії у всіх графствах по всій країні.

LCOE житлової сонячної по всій СШАДані про житлові витрати на сонячну енергію були зібрані з поточного масштабного дослідницького проекту на території кампусу в Енергетичному інституті Техаського університету в Остіні. Основними припущеннями даних є загальна вартість 3.50 США / Ватт для сонячної установки PV для нерухомого масиву, спрямованого на південь, з нахилом градусів 25. Дані про сонячне виробництво базуються на національній лабораторії з відновлюваної енергії 2013 вчитися.

Ця південна орієнтація та нахил являють собою головне правило, а може бути і не оптимальне розміщення сонячних батарей у кожній місцевості.

Міністерство енергетики США Ініціатива SunShot має поставлену мету - знизити житлові сонячні системи PV до рівня $ 1.50 / Ватт. Дешеві фотопанелі з Китаю зменшили витрати на обладнання настільки, що ціна на загальну систему ПВ зараз переважає "м'які витрати" - а саме: придбання, встановлення клієнтів, ланцюжок поставок, дозвіл тощо. Повністю встановлена ​​система витрати продовжують падати.

Хоча ці зниження витрат вражають, головним рушієм у витратах на вироблену енергію є кількість сонячної радіації, яка вражає сонячні батареї. Очевидно, деякі місця сонячніші, ніж інші, тому сонячний масив в Арізоні виробляє більше енергії, ніж один у штаті Вашингтон, роблячи систему більш економічною для власників дому.

А переважаюча вартість електроенергії варіюється по всій країні. Деякі райони з найнижчою вартістю електромережі (наприклад, Вашингтон) мають одні з найвищих сонячних витрат через низький рівень сонячного світла. Буде складно зробити паритет сонячної досяжності в цих місцях.

З іншого боку, є й інші місця, де ціна електроенергії на електромережі висока, а сонячна LCOE порівняно низька, включаючи Нью-Мексико, Каліфорнію та Гаваї; ці місця є першочерговими місцями для того, щоб сонячніше швидше стали на паритет.

Рухома ціль

Щоб проілюструвати цей момент, ми беремо ту саму інформацію, яка лежить в основі карти витрат на сонячну енергію, і зменшуємо загальну встановлену вартість встановленої сонячної батареї з кроком 0.50 $ / Вт - з $ 3.50 / Вт до $ 1.50 / Вт (мета SunShot). Потім ми можемо відняти норму електроенергії від сонячної LCOE у кожному окрузі. Там, де ця різниця дорівнює нулю або від’ємнику (тарифи на електроенергію> LCOE), ми можемо підрахувати, коли цей округ буде мати паритет сітки для сонячної фотоелектричної енергії.

Нижче наведено GIF, який показує оцінку точки паритету як ціна встановленої сонячної енергії падає. Зауважте, що загальні встановлені витрати включають федеральний податковий кредит на інвестиції та будь-які місцеві знижки та податкові пільги.

GIF, що показує місця, де жилий сонячний LCOE досягає паритету із середніми місцевими показниками електричної енергії при різних встановлених сонячних витратах.Ці підрахунки та кошториси мають декілька застережень. По-перше, вищенаведений розрахунок передбачає, що власники ПВ платять за свою генерацію за стандартними тарифами електроенергії у своїй місцевості. Таке розташування зазвичай називають чистим вимірюванням.

Але існує широкий спектр способів взаємодії комунальних служб із замовниками, які встановили сонячний фотоволокно. Деякі комунальні підприємства можуть платити власникам будинків оптові ринкові ставки за надлишок електроенергії, яку вони подають в електромережу від своїх панелей, які, як правило, значно нижчі за роздрібні. Якщо комунальні послуги оплачують власників будинків виходячи з оптової ставки, а не роздрібної ставки, сонячна є менш економічною.

Але це ще не все. Можна було б додати до економічних переваг зменшення викидів CO2 та інших забруднюючих речовин. З іншого боку, існують витрати, пов’язані з “підпаленням” сонячної енергії, коли вночі або в похмуру пору.

Маючи на увазі ці фактори, відповідь на запитання "Чи має для мене економічний сенс встановлювати сонячну енергію?" Така: це залежить. Як показує карта, найважливіше, що слід спостерігати, окрім будь-яких змін у витратах на електроенергію, - це те, наскільки швидко знижуються загальні витрати на сонячну енергію.