家用太陽能供電系統

近年來，太陽能供電系統引起了越來越廣泛的關注，價格也越來越親民。您也許已經註意到，很多鄰居在屋頂安裝了太陽能板，開始利用太陽能供電系統為家庭提供部分電能。

您或許對家用太陽能供電系統有所了解，但仍存在諸多疑慮。比如：
安裝一套太陽能供電系統需要投入多少資金？
安裝之後究竟能節約多少電費？

本文主要對家用太陽能供電系統進行宏觀的介紹。
首先，我們來看它的組成。

一 家用太陽能供電系統的組成

家用太陽能供電系統一般包括：太陽能板、太陽能板安裝支架、逆變器、開關、電纜、控制儀表、蓄電池等。

太陽能板由太陽能晶片（Solar cell）組成，將太陽能轉化為電能，對外輸出直流電。轉化效率一般為3% - 17%，產生的直流電通過逆變器轉變為交流電，為普通家用電器供電，也可以外接蓄電池，將額外產生的電能儲存起來。

二 家用太陽能供電系統分類

家用太陽能供電系統分為接入電網和非接入電網式兩大類。

接入電網（on - grid）：顧名思義，需要接入本地電力公司的網絡。當太陽能板產生的電能不足以滿足家用時可使用電網供電；當太陽能板產生的電能超過居家用量時，可向電網輸送電能，這樣能夠得到供電公司的資金補償，是一種即環保又省錢的方式。安裝總價約18,000 – 20,000美元。

非接入電網（off - grid）：通常需要額外購置大容量電池用於儲存電能，以備夜間使用。在日照不充分的情況下，還需要購置發電機。單個蓄電池價格為5000-7000美元，一般需安裝2-4個，且每5-11年需要進行更換（取決於電池的類型，鋰電池壽命最長）。安裝總價約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 安裝家用太陽能供電系統前需要考慮的一些問題

4.1 需要多大的屋頂面積

同樣以5kw系統為例，大約包括20塊太陽能板，這意味著您的屋頂大約有350平方英尺的空間來安裝它們，安裝方向最好朝南，這樣可以最大程度接受陽光照射。同時，陽光最好能垂直照射太陽能板，因此安裝角度也很重要，越靠近北方，安裝傾角越大。

4.2 屋頂的結構設計是否需要額外計算承重

每平方英尺太陽能板的重量大約為：2-4磅，因此在安裝之前建議聘請專業的評估師測量屋頂的結構和承重能力是否滿足安裝要求，並聯繫專業的安裝人員進行安裝，保障安全。

五 日常維護和保養

家用太陽能供電系統一旦安裝完畢，基本沒有後續的額外開銷。儘管太陽能板在設計和安裝上已經考慮到可以通過降雨來自行清潔，但不應忽視日常保養，從而將電能轉換率最大化。

基本的保養包括：

清除灰塵、積雪、掉落在表面上的樹枝、落葉等雜物，以減少遮擋。定期檢查安裝支架，查看是否有腐蝕或磨損造成的鬆動。聘請專業的電力工程師定期檢查接入電網的部分，保障用電安全。

六 總結

安裝太陽能供電系統的優點：

• 1 充分利用可再生能源，清潔環保
• 2 節約電費，為電費的上漲提供了一重保險
• 3 維護方便，在正常使用的情況下，後續投資非常有限
• 4 在稅收上可享受政府給予的優惠政策
• 5 系統性能可靠，保修期長（部分品牌達到25年以上），使用壽命長

安裝太陽能供電系統的缺點：

• 1 初始投資較高
• 2 受氣候環境影響較大，因此並不適用於所有地區
• 3 如果有存儲電量的需求，存儲和監控設備價格高昂，比如安裝特斯拉電力牆（Tesla power wall）或大容量蓄電池。

數據顯示，每小時抵達地球的太陽能超過整個地球全年的消耗量，大部分能量都以輻射的形式被浪費。從宏觀角度來看，安裝太陽能供電系統可以盡可能利用陽光這一可再生資源，長期節約電費，同時減少碳排放，降低溫室效應，是一項有利於可持續發展的環保舉措。