家用太阳能供电系统

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2 年前
2020年1月1日起,加州的新建房屋必须接入太阳能供电系统。随着这一措施的推进,太阳能再度成为了热门话题。年均节约电费1,467美元,8-10年投资回收期,20年+保修期,太阳能供电系统是否值得投资?

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近年来,太阳能供电系统引起了越来越广泛的关注,价格也越来越亲民。您也许已经注意到,很多邻居在屋顶安装了太阳能板,开始利用太阳能供电系统为家庭提供部分电能。

您或许对家用太阳能供电系统有所了解,但仍存在诸多疑虑。比如:
安装一套太阳能供电系统需要投入多少资金?
安装之后究竟能节约多少电费?

本文主要对家用太阳能供电系统进行宏观的介绍。
首先,我们来看它的组成。

一 家用太阳能供电系统的组成

家用太阳能供电系统一般包括:太阳能板、太阳能板安装支架、逆变器、开关、电缆、控制仪表、蓄电池等。

太阳能板由太阳能晶片(Solar cell)组成,将太阳能转化为电能,对外输出直流电。转化效率一般为3% - 17%,产生的直流电通过逆变器转变为交流电,为普通家用电器供电,也可以外接蓄电池,将额外产生的电能储存起来。

二 家用太阳能供电系统分类

家用太阳能供电系统分为接入电网和非接入电网式两大类。

接入电网(on - grid):顾名思义,需要接入本地电力公司的网络。当太阳能板产生的电能不足以满足家用时可使用电网供电;当太阳能板产生的电能超过居家用量时,可向电网输送电能,这样能够得到供电公司的资金补偿,是一种即环保又省钱的方式。安装总价约18,000 – 20,000美元。

非接入电网(off - grid):通常需要额外购置大容量电池用于储存电能,以备夜间使用。在日照不充分的情况下,还需要购置发电机。单个蓄电池价格为5000-7000美元,一般需安装2-4个,且每5-11年需要进行更换(取决于电池的类型,锂电池寿命最长)。安装总价约50,000美元。

三 您目前居住的房屋是否适合选择安装家用太阳能供电系统

美国居民年平均用电量为10,766度。当然,如果您家有一辆需要每天充电的电动汽车,或者其他大功率用电设备,用电量将会显著增加。安装太阳能供电系统后,一般可节约60-80%的电费。这与您居住的环境息息相关,日照充足的地区可以获得最大化的收益。

以一套输出功率5kw的太阳能供电系统为例,如果您居住在阳光明媚的加州,这套系统每年大约可提供8,000度电,占年均使用量的74%。加州2019年平均电费为18.34美分/度,相当于全年可节约1,467美元。但如果您居住在康涅狄格州,系统每年可提供的电量将下降为约6,000度。

2019年,家用太阳能供电系统的平均成本为每瓦2.99美元,因此一套较为通用的5kw系统,通常需要投资14,950美元(不含税等其他费用)。对于一般家庭来说,这是一笔不小的开支。但与此同时,如果您在2020年1月1日至2020年12月31日期间安装并使用太阳能供电系统,将得到26%的税务抵扣(Solar Tax Credit),这意味着假如安装费用总计18,000美元,可以抵扣4,680美元。

需要注意的是,要获得税务抵扣,您必须是这套太阳能供电系统的所有者,租用的系统不在抵扣范围内。各个州均出台了不同的政策,鼓励和支持使用太阳能,因此还可能在此基础上有更进一步的优惠。

四 安装家用太阳能供电系统前需要考虑的一些问题

4.1 需要多大的屋顶面积

同样以5kw系统为例,大约包括20块太阳能板,这意味着您的屋顶大约有350平方英尺的空间来安装它们,安装方向最好朝南,这样可以最大程度接受阳光照射。同时,阳光最好能垂直照射太阳能板,因此安装角度也很重要,越靠近北方,安装倾角越大。

4.2 屋顶的结构设计是否需要额外计算承重

每平方英尺太阳能板的重量大约为:2-4磅,因此在安装之前建议聘请专业的评估师测量屋顶的结构和承重能力是否满足安装要求,并联系专业的安装人员进行安装,保障安全。

五 日常维护和保养

家用太阳能供电系统一旦安装完毕,基本没有后续的额外开销。尽管太阳能板在设计和安装上已经考虑到可以通过降雨来自行清洁,但不应忽视日常保养,从而将电能转换率最大化。

基本的保养包括:

清除灰尘、积雪、掉落在表面上的树枝、落叶等杂物,以减少遮挡。定期检查安装支架,查看是否有腐蚀或磨损造成的松动。 聘请专业的电力工程师定期检查接入电网的部分,保障用电安全。

六 总结

安装太阳能供电系统的优点:

  • 1 充分利用可再生能源,清洁环保
  • 2 节约电费,为电费的上涨提供了一重保险
  • 3 维护方便,在正常使用的情况下,后续投资非常有限
  • 4 在税收上可享受政府给予的优惠政策
  • 5 系统性能可靠,保修期长(部分品牌达到25年以上),使用寿命长

安装太阳能供电系统的缺点:

  • 1 初始投资较高
  • 2 受气候环境影响较大,因此并不适用于所有地区
  • 3 如果有存储电量的需求,存储和监控设备价格高昂,比如安装特斯拉电力墙(Tesla power wall)或大容量蓄电池。

数据显示,每小时抵达地球的太阳能超过整个地球全年的消耗量,大部分能量都以辐射的形式被浪费。从宏观角度来看,安装太阳能供电系统可以尽可能利用阳光这一可再生资源,长期节约电费,同时减少碳排放,降低温室效应,是一项有利于可持续发展的环保举措。