太阳能系统经济性分析的最简单的方法之一是比较PV系统发的电的成本与传统电源(如当地电力公司)的电力成本。这个过程有五个步骤,其中两个我们已经讨论过了。
第一步是确定您的家庭或办公场所的月平均用电需求,最好是采取节能和提高能效的措施之后。第二步,算出为了满足您的需求所要安装系统的大小。第三步,算出系统的造价(太阳能供应商可以帮您完成此步骤)。第四步,确定了系统的造价之后,算出系统在20~30年内的发电量,这是该系统预期的寿命周期。第五步,估计每千瓦时的成本,用PV系统的造价除以总发电量kW·h。
确定峰值日照小时数
太阳能安装人员会确定您的系统的大小,但是,如果您是一位DIY爱好者,或者希望成为太阳能安装人员,那么您就要自己来确定系统的大小了。如文中所述,确定系统的大小是很容易的。您只要把日用电kW·h除以峰值日照小时数,然后根据效率和遮挡情况进行校正即可。从哪里找到峰值日照小时数的数据呢?
这个数据的来源之一是DOE的州可替代能源网站eere.energy.gov/states/al-ternatives/resources_mt.cfm。点击您所在的州来定位太阳能地图。采用针对平板收集器的峰值日照小时数,其单位为(瓦时每平方米每天)(平板收集器是收集器表面为平面的太阳能收集器,比如PV模块以及多种太阳能集热热水器)。这个数除以1000,转化成千瓦时。
另一个很好的数据来源是NASA的在线数据库,eosweb.larc.nasa.gov/sse/上的“表面气象学与太阳能”。这个网站提供世界任何地点的太阳能数据。不过,要访问这些数据,您得建一个用密码访问的账户。不要着急,这只需要几秒钟的时间。
虽然这个网站是用户友好的,这里还是给出一些说明来帮助您找到您所需的数据:
1.登录eosweb.larc.nasa.gov/sse/。
2.登录这个网站后,点击“气象学与太阳能”。
3.然后,点击“进入经纬度”或者世界地图来确定您的方位(后者较慢)。
4.新的界面将会出现,它会要求您输入您的e-mail地址和密码。如果您还没有设置账户,现在进行吧。
5.设置好账户后,输入所在地点的经纬度。
6.一个地点的经纬度可以通过给当地勘测员打电话、查看您所在州的地名录、参考地形图或者在线查看地产的卫星照片。包含经纬度的航空信息可以在www.terraserver-usa.com上在线找到。
7.经纬度可以用小数形式的度数(如33.5)输入,也可以用度和分的形式输入,之间用空格分开(如3330)。纬度是北或南,经度是东或西。给南纬和西经加上负号,以免混淆。
8.输入完经纬度之后,点击提交。
9.这时,您将看到一张长的数据清单,从中可以选择数据(您可以通过点击文字“显示方位地图”来确认您输入了正确的经纬度。点击之后,您所选方位的地图就会出现。如果地图不对,请检查经纬度,确认您输入正确)。
10.向下滚动,直到第一个标有“倾斜太阳能板的参数”的方框。在这个方框里,您可以点击几个选项中的某一个。点击“指向赤道的倾斜表面上的辐射”。(www.xing528.com)
11.滚动到本页的末端,点击“提交”。
12.按照这种情况,您将看到所请求的数据,即“指向赤道的倾斜表面上的月平均入射辐射”,单位为kW·h/m2/天,当然,这就是峰值日照小时数。
13.这张表格列出在不同阵列倾斜角时的月峰值日照小时数,也给出每个月的最优倾斜角,以及对应于每个月最优倾斜角的峰值日照小时数。
14.数据表可以剪切并粘贴到文档中,形成报告或者日后留作己用。
假设您居住在科罗拉多,并且有兴趣安装并网型太阳能发电系统来满足您100%的用电需求。您的家超级高效,每月平均用500kW·h的电,或者说,每天16.4kW·h。日照小时数为6。要确定系统的大小,将用电需求(每天16.4kW·h)除以峰值日照小时数,结果为2.7kW。根据70%的效率来校正,系统应为3.9kW·h。为简单起见,我们假定该系统全年当中都不被遮挡。
您当地的太阳能安装人员称她能够以7美元/W的价格安装这套系统,总共27300美元。您将从电力部门获得每瓦3.5美元的退税,按整个装机容量计算则为13650美元。您还将从联邦政府得到系统造价的30%的税收抵扣。在本案例中,联邦税收抵扣额度是基于该系统的购置成本(27300美元)减去电力部门退税(13650美元),也就是13650美元。这个数值的30%等于4095美元。减掉全部这些激励政策后,整个系统造价为9555美元。
根据您自己的计算或者太阳能安装人员的计算,这套系统每天将发出16.4kW·h的电,或者说每年6000kW·h。如果这套系统能够持续运行30年,那么它将发出180000kW·h的电。
要计算每千瓦时的成本,把系统成本(9555美元)除以发电量(180000kW·h)。这样,您的电力成本为5.3美分/kW·h。考虑到科罗拉多州现行的电价为9.5美分/kW·h(含所有的税费),可知PV系统确实是很不错的投资。
经济学者看到这些分析会觉得太简单。他们会说,这种简化的经济比较没有包含一些重要因素,比如借钱来采购PV系统的成本。偿还利息将增加该系统的发电成本。对于那些自掏腰包的人们来说,拿出了自己的积蓄,那么这种经济分析就没有考虑到机会成本——失去了有息账户的收入而被硬提取出来支付了这套系统。
公道地讲,这套简单的经济工具也没有考虑电力成本的上升。全国范围内,电价在过去的25年中已经平均每年上涨了4.4%。近些年来,某些地区上涨的速率已经翻番。
虽然关于太阳能电力与电力公司的电力成本的比较忽略了一些关键的经济因素,但是传统能源电价的上涨非常可能抵消机会成本或者为该系统筹措资金的成本。
当计算太阳能发电系统的电力成本的时候,一定记得要减掉来自州或者当地政府或者当地电力部门的财政激励,就像上一个例子那样。财政激励会相当有力,比如在威斯康辛州,超过30家电力公司参加了一个叫做“关注能源”的州计划,通过这个计划,他们为安装PV系统的用户提供的退款可达其系统造价的25%,最高额度为35000美元。其他电力公司,甚至几个州(如纽约州和加利福尼亚州),也给予了慷慨的激励政策。最好的PV激励政策属于科罗拉多州、新泽西州、马萨诸塞州、加利福尼亚州和俄勒冈州。
联邦政府也为那些安装PV系统的人们提供了大量的财政激励政策,即对房主或公司进行30%的税收抵扣。不过,联邦政府也允许公司对太阳能发电系统加速折旧,这就意味着它们能够比公司的其他设备更快地抵扣成本,更快地收回其投资。这进一步降低了PV系统的成本。美国农业部为农场和郊区公司的PV系统提供25%的拨款,最低拨款额度为2500美元(针对10000美元的系统),最高额度为500000美元。要了解更多您所在地区的州和联邦激励政策,请登录州可再生能源和能效激励数据库,www.dsireusa.org,然后点击您所在州的地图。要了解更多关于USDA拨款计划,请登录rurdev.usda.gov/。
如前一个例子所说,财政激励政策能够降低PV系统的成本,所以大多数PV系统的装机都是受到了这些激励措施的驱动。
当对比一个新家的离网型PV系统的成本与来自于电网的电力成本的时候,请不要忘记把线路延长费用算进来,把住宅与电网相连的成本算进来。如果您的新家或者办公场所与现有的输电线路距离超过十分之几英里,那么把电线架设过来的话,您会为此被收掉一笔不小数目的钱。请记住,联网的费用只包括了架设电线杆和电线的费用,连一千瓦时电的费用也不包含。
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