523
Сучасний стан сонячної енергії в домогосподарствах США
Не панікуйте 2050, нам потрібно буде генерувати 15 Вт енергії з відновлюваних джерел, щоб стабілізувати концентрацію CO2 в атмосфері. І з точки зору доступності, сонячний має найбільший потенціал, щоб зробити це прямо зараз.
Сонячна енергетика – це єдиний енергетичний розв’язок, як серйозний достатньо для повернення і прийнятний для довгострокових [екологічних] вимог планети, – коментує Річард Перез, головний науковий співробітник Центру досліджень Atmospheric Science в Нью-Йорку державного університету в Албанії. Аналіз пересувних джерел включає в себе геотермальні джерела, вітр, інші відновлювані джерела, ядерне злиття та всі викопні паливо.
Таким чином, вітер, гідроенергетика та геотермальна потужність в деяких регіонах діють на місцевому масштабі, сьогодні потенціал для сонячної енергії перевершує будь-яке інше джерело відновлюваних джерел енергії за декількома замовленнями. Це єдиний кандидат, крім ядерної енергії для глобального рішення для вилучення величезних обсягів енергії.
В середньому близько 175 Вт / м2 сонячної енергії надходить на Землю. Припустимо, що 10 відсотків цієї енергії можуть бути перетворені в електрику, поставляючи енергію U.S. вимагатиме 2 відсотків землі США, які будуть покриті сонячними панелями — грубо розмір Північної Дакоти. Оскільки це 30 разів площа наших дахів, великі сонячні електростанції будуть потрібні для збору, яка кількість енергії.
Але це не зменшує утиліту декількох панелей на даху. Якщо у вас є власний будинок, ви можете створити електроенергію самостійно. Ви можете зменшити або усунути вашу залежність від вашого постачальника електроенергії - або навіть продати його надлишки, додатково зменшити вартість або навіть зробити прибуток.
Останні зміни лідера наголошують на невизначеності ситуації з сонячними ініціативами США. Але окремі організації, підприємства та громадяни можуть самі вирішувати, чи можна збільшити їх використання сонячної енергії. Щоб краще зрозуміти сучасний стан використання сонячної енергії в США, ми подивилися на практики, економіку та досвід людей, які нещодавно перетворили свої будинки в невеликі електростанції. Ми сподіваємося, що навіть якщо ви живете в квартирі в підвалі, ця інформація може просвітити вас.
Краще, ніж коли-небудь.В якості дитини ми захоплювалися калькуляторами і сонцезахисними годинниками. Деякі були надані науки, де крихітні мотори були поєднані з пальмовими сонячними панелями. Створення електроенергії з світла, здавалося б, магія. Чому ми не робимо це по всьому світу?
Однією з основних історичних перешкод до сонячної цивілізації є низька ефективність і висока вартість сонячних панелей (СП), пластин, які перетворюють фотон в електрику. Їх ефективність, точно, фотоелектричний фактор перетворення, є співвідношенням електричної енергії, виданої панеллю до енергії сонячного світла, що падає на її поверхні.
Один з перших ПК
Історія своєї історії досить довго. Перше спільне підприємство придумало 1883 р. Карлом Фрітомсом, які мріяли про конкурування з зростаючою мережею вугільних електростанцій Томаса Едісона. Але 1% ефективності ОВД неможливе виконання мрії.
До 1954 р. в блоці Белла продемонстрували СП до публіки, з'єднавши його до колеса і радіопередавача Toy Ferris. Пристрій мав ефективність 6%, що стало значним досягненням порівняно з попередніми спільними підприємствами. Крім того, в сонячній батареї підключено кілька сонячних батарей. Незважаючи на те, що це ще занадто дорогий для широкого поширення, Нью-Йорк Таймс був вражений демонстрацією і продекларував його «початку нової епохи, яка призведе до реалізації одного з найцінніших надії людства – загартування майже безмежної енергії Сонця для потреб цивілізації. й
У 50-х і 60-х роках дослідження силіконного СП продовжується. Маленькі СПи почали з'являтися в іграшких і побутових пристроях. За середньодекади, ефективність подвоївна, але вартість залишалася занадто високою, особливо порівняно з низькою вартістю електроенергії за часом. У зв'язку з технологічними роботами було 50 центів.
Але до кінця десятиліття JV було доведено в експлуатацію джерело живлення для всього флоту штучних супутників. ВМС США, спочатку скептик спільного підприємства, змінив його розум, коли звичайна батарея на першому супутнику загинув кілька днів пізніше. І продовжив роботу ЮВ протягом багатьох років.
Вартість високоякісних спільних підприємств, що використовуються в супутниках та космічному обладнанні, хоча висока, є лише дробом загальної вартості цих систем, а порівняно низька вартість палива та наземної потужності в 50-х і 60-х роках не стимулювала їх зниження вартості. Але на початку 70-х років були розроблені спільні підприємства з використанням дешевих матеріалів, а вартість панелей знизилася до $20 за ват. З 1973 р. енергетична криза, ця іскрава нова хвиля інтересу до сонячної енергії з точки зору її наземного використання.
Але технологія ще не була готовою для масового ринку: ефективність була близько 10%, а вартість залишається високою.
Є зростання інтересу до сонячної енергії, як вдома, так і на більшій кількості. Все це пов'язано з поєднанням декількох факторів: зниження вартості; підвищення ефективності спільних підприємств; стимулювання навколишнього середовища від регуляторів і податків; поширене занепокоєння щодо зміни клімату; підприємницька інновації.
Сприяє прискоренню зацікавленості, пов'язаному з доцільним зростанням сонячної енергії протягом останніх 20 років. Перспективи зростання залишаються. У більш ніж 30 країнах, в тому числі частини Сполучених Штатів Америки, дахова сонячна електростанція стає дешевшою, ніж електрика з сітки – і це не підрахунок субсидій для їх придбання.
Що ще допомогло JV ринку з безліччю альтернатив для звичайних дахових панелей. Деякі компанії продають естетично привабливі варіанти, такі як спільне покриття покрівлі (результат являє собою блискучий дах, а не прилипаючи з нього панелей). Одна фірма пропонує маленькі будинки, призначені для різних клієнтів, включаючи сегмент споживачів, які шукають мінімізації їх внеску на викиди парникових газів. Деякі з цих продуктів приходять з інтегрованими сонячними дахами і можливістю повністю автономно працювати.
Елон Муск заявив, що його сонячний дах в установці буде дешевше, ніж звичайно, навіть без його здатності генерувати електроенергію. Такий варіант дозволить зробити вибір без ризику сонячного даху під час будівництва.
Власники будинків не обмежуються поверхнею даху. Так само ж технологія застосовується до вагонів та інших індивідуальних конструкцій, а також панелей СП можна встановлювати навіть в полі або на дворі.
Автономна станція, яка контролює стан води
І в той час як ми концентруємо на сонячній потужності в домогосподарствах, є зростаючий сегмент середньої величини ВП. Вони більші, ніж в домашніх умовах, але менші, ніж масштабні сонячні електростанції. Ми помітили кілька ділянок землі, висаджених в рядах JV, а не кукурудзяних або коров'яних пасовищ. Сонячні сонячні електростанції стають популярним способом отримати користь сонячної енергії для менших громад без необхідності кожного члена громади купити власну систему.
Нагадуємо, що це просто новітній спосіб експлуатації рясної та вільної енергії сонця – перетворюючи її в електроенергію, а не в цукор через фотосинтез.
долари і кілват годинТак ви вирішили зібрати сонячну енергію. Чи є це розумні інвестиції?
Для багатьох людей, це не просто розрахунок прибутковості: знаючи, що ви знижуєте свій внесок у викиди парникових газів, можуть зважати чисто фінансові міркування. А ті, хто інвестує в автономну систему акумулятора, користуються безпекою та самостійністю від локальної інфраструктури.
Але система коштує гроші. Якщо ви не зробили хорошої угоди з інсталятором, для більшості людей, установивши спільне підприємство на даху є серйозними інвестиціями. Ці витрати знижуються, зменшуючи ваш електричний рахунок, і можливо, продаж енергії в сітку.
Крім таких загальних звітів не можна зробити певні прогнози про вартість домашньої сонячної енергії. Це тому, що всі фактори, які беруть участь, дуже залежать від того, де ви живете. У містах, де вартість електрики найвища, інвестиції в даховий сонячний може конкурувати інвестиції в індексний фонд. Де вартість електроенергії нижча і погодні умови роблять спільні підприємства неефективними, це може бути відходи грошей (крім інших причин, зазначених вище). Вартість продажу електроенергії в сітці також змінюється на регіон.
Дослідження енергії Йошуа Родос відзначає, що середня вартість сонячної електростанції, з урахуванням інсталяції, термін служби та інших чинників, тепер дорівнює вартості електроенергії з сітки: близько 12 центів на кВт•год. Це може бути точкою повороту, що означає, що кожен власник, реальний або потенційний, повинен серйозно розглянути спільне підприємство в рамках своїх інвестицій.
Але ці номери приховують деталі. Вартість електроенергії з сітки може змінюватися до 10 разів, а вартість монтажних панелей, а також сонячних променів. Родос збирає свої дані на картах, що демонструють, де домашня сонячна енергія коштує інвестиції і де ще не готовий до розгортання.
Результатом є великі регіони, де висока вартість енергії і кількість сонячних променів, такі як південна Каліфорнія, де монтажні панелі можуть бути гарною ідеєю. Вашингтонська держава бідна з сонцем і дешевою електрикою, тому це не може бути сенсом.
Але ця інформація швидко стає застарілою. Звичайні, кремнієві спільні підприємства постійно падають в ціну, в основному завдяки економіці масштабу. Цей процес може підходити до насиченості ринку, а майбутні скорочення витрат можуть бути засновані на дослідженнях в нові типи клітин або методи виробництва.
Реальний приклад.Nick White живе в Денвері, Колорадо, де він встановлений JV на своєму даху лише через рік тому і зберіг докладні записи. Він поділився з нами, і вони навчаються.
р.
Нік відстежував вихід своєї сонячної системи і виявив, що JVs генерував приблизно 3,400 кВт•год електроенергії в перший рік експлуатації. У цей період його домогосподарство споживали близько 4200 кВт•год, що становить 800 кВт•год більше, ніж Сонце. Надлишок прибув з електромережі.
Електроенергія від вартості сітки 13 центів на кВт, тому вексель на 800 кВт•год буде $104. Але відповідно до правил, потужність компанії повинна оплатити білі 3 центи за кожен кВт•год, що виробляється панелями. Цей субсидій призначений для зменшення вартості установки JV. Є подібні субсидії в інших штатах.
Остаточний внесок для панелей становить 3400 * 3 т, що становить $102. В результаті білок білого був $2. Без панелей, вексель був 4,200 кВт•год*13к, або $546, так що Сонце зробив прибуток $546-$2 = $544 на рік.
Білі ноти, що повернення $544, розділені на вартість установки $7,672 (після повернення податків), дають йому повернення %7.09 (за винятком відсотків по встановленню кредиту). Білий вважає, що він кладе гроші прямо. І як вартість електроенергії з сітки зростає протягом багатьох років, економія також підвищиться, навіть при невеликій деградації в ефективності панелі.
Зважаючи на свою роботу, він каже: «Я не думаю, що про них взагалі. Не потрібно доглядати. й
Енергоспоживання Білого дому є настільки скромним (близько половини середніх у своїй області), оскільки він інвестував у ефективні технології перед установкою спільного підприємства. Він оцінює, що заощадження від використання світлодіодних світильників та ефективних побутових приладів ще більше, ніж з панелей.
Можливо, більш важливо, ніж фінансовий аспект панелей, буде той факт, що біла родина має незначні викиди парникових газів: 60% енергії Колорадо надходить з горіння вугілля. Для нього це «Кращий з усіх результатів». й
Білки подорожують багато в автобудинку, які також поставляються з даховим спільним підприємством. Це автономна система з батареями. Вони оцінюють, що автономні витрати на будинок 2-5 разів більше, ніж звичайний.
Можливий приклад з-за кордону.Перед тим як подумати про встановлення спільного підприємства на даху, потрібно оцінити наявну площу поверхні і кількість сонячних променів, що отримує. Це дозволить визначити, чи може система видала достатню потужність для неї, щоб сенс. Місцеві установки можуть зробити розрахунки для вас, але вони, безумовно, вигідні від продажу панелей. Отже, в цілому, це хороша ідея, щоб дізнатися, що ви можете очікувати від системи до виходу на таку компанію.
Проект Sunroof - це сайт Google, який поєднує дані покрівель з локальною погодою, тінь і намагається розрахувати економічне аспект покрівельного суглоба. Це може бути корисним як груба оцінка, так і допомогти при виборі між декількома варіантами для дому, які ви хочете купити, але проект все ще на його ранніх стадіях, і не здатний детальний аналіз. Наприклад, він вважає, що вся поверхня даху доступна для установки спільного підприємства, хоча це можливо, що місцеві закони і практичні міркування не дозволяють йому зайняти все це. І в момент написання цієї статті не всі можливі адреси розраховуються на сайті.
Приклад нестандартного використання сонячної енергії, яка навряд чи зможе розрахувати алгоритми з Google, стане досвідом Кріса Декера, який веде свій блог «Журнал низьких технологій» з квартири біля Барселони в Іспанії. Нещодавно він вирішив запустити експеримент і повністю відправляти свій офіс від сонячних батарей. І ми говоримо про Сполучені Штати Америки тут, його досвід цікавий. Середня сонячна енергія Барселони 1,700 кВт•год / м2 / рік є такою ж, як США.
Декер не має доступу до даху, тому він використовував вікна. Виявилося, що вони відмінно стикаються з напрямком між південним і південним сходом, і вони не затінені деревами або будівлями. Але маленькі панно, розміщені на підвіконнях, недостатньо для живлення офісу.
Він зміг збільшити вихід суглоба, будівельники для них так, щоб панелі були нахилені під кутом, який збирає більшу енергію з Сонця (фото нижче). Ця стратегія використовується в сонячних електростанцій, але вона зазвичай не доступна для типових будинків, де панелі просто встановлюються на дах. Decker збільшило середню річну вихід близько 10%, періодично змінюючи кут нахилу панелей, і ця перевага була фактично більшою, ніж здається. Збільшення виходу прийшла взимку, коли дуже важливо вичавити всі доступні ват від системи. За ці місяці дольована панель може виробляти 3 рази більше енергії, ніж горизонтальна панель.
Більш важливим було перетворення його офісу в систему DC 12V. Різні спільні підприємства дають прямий струм різних напруг, а 12 В є найбільш поширеною напругою для невеликих панелей. Це зручно для живлення багатьох електронних пристроїв, таких як ноутбуки, що працюють від 12V. Коли ви перетворите ноутбук в мережу змінного струму, живлення перетворює 120 В (в США) змінного струму в 12 В постійного струму, що призводить до втрати потужності. Ця втрата легко пов'язана з опаленням блоку.
Для того, щоб типова система збору сонячної енергії була поєднана з електричною електропроводкою, її прямий струм подається через інвертор і трансформатор, який перетворює його на струм 120 В і 60 Гц (в США) для побутової електроніки. Замість перетворення вихідного панелей і втрати потужності, де Decker перетворили пристрої, щоб вони споживали 12 вольт струму безпосередньо з панелей. У більшості випадків було достатньо використовувати інший шнур живлення. В результаті було збережено 40% енергії, що значно вплинуло на успіх його експерименту.
Монтаж спільного підприємства в Массачусетс
Наш останній приклад прийшов з Бенджаміна Мейєр, який живе в Массачусетсі. клімат в Новій Англії не ідеальний, а панно часто покривається снігом. Тим не менш, протягом року вони генерували більше енергії, ніж ферма споживала. Компанія Meyers відреагувала шляхом встановлення системи кондиціонування повітря та іншої техніки для споживання в лінії з виробництвом. Після 5 років після установки панелі оплачуються, якщо врахувати субсидії з боку держави і податкових перерв.
«Я рідко думаю про панелями», - сказав він. Найважчіше, щоб встановити їх і перетворити їх на перший раз, і дивитися метр хребта в зворотному напрямку, знаючи, що ви не платите нічого за електроенергію. Я думаю, що хтось, хто поставив панелі, може розповісти про це. й
Rooftop JV в Каліфорнія
За межами країни, в Сан-Франциско ми дуже консультували з Днем Біркен, програмістом. Його покрівля JV - це майже рік. «Я не купив їх з інвестиційних причин, але тому що я хотів мати власні панелі, оскільки це не найгірше інвестиції». Зайдіть, щоб отримати власну енергію з сонця.
Біркен оцінює свою систему економить його між $900 і $1,200 рік, включаючи вартість продажу енергії назад до сітки.
Будинок Біркена прибув під загальним законом, заборонивши розміщення суглоба ближче 90 см від скеля. Це робиться так, що пожежники можуть пересуватися на даху, але закон зменшує вживану площу вже невеликого даху. Популярні онлайн калькулятори зазвичай не враховують такі тонкощі.
Пропозиція, яку не можна відмовитисяНе сумнівайтеся, що кВт•год з великогабаритних сонячних електростанцій видається дешевше, ніж з маленьких будинків. В цілому, вартість енергії великих сонячних електростанцій останнім часом стала незначною нижчою, ніж у газових теплових електростанцій.
Однією з причин привабливості домашніх спільних підприємств є можливість отримати хороші субсидії, які знижують вартість системи. У США є кілька правил, які роблять домашні спільні підприємства привабливими. В даний час в 2021 році в 2021 році з’явиться 30% податкового кредиту для встановлення систем сонячної енергії. За допомогою деяких бронювальних приладів також застосовуються системи опалення сонячної води.
Ця знижка вже значно стимулює дослідження в галузі спільних підприємств та їх домашньої установки. Незважаючи на те, що незабаром зникнуть попередні податкові перерви. З’їзд буде розглядатися щорічно, тому що може змінитися. Крім федеративних знижок, існують також знижки на конкретні держави.
Ще один вид сонячного стимулювання останнім часом вступає в дію в Сан-Франциско. Як ідеальний приклад неможливої пропозиції, місто зобов’язує всі нові будівлі, які обладнані деякими видами сонячної електростанції.
Боротьба темрявиДавайте зробимо явну заяву: сонячні панелі не працюють вночі або під снігом. Проте, нам зазвичай потрібна електрика цілодобово. Для цього нам необхідно зберігати надлишок енергії, що генерується сонячними днями і витягти його, коли покоління не доступний.
Великі сонячні електростанції, як державні, так і комерційні, використовують різні способи зберігання енергії, і можна вибрати оптимальний варіант, в залежності від навколишнього середовища. Вони можуть зберігати сонячну енергію у вигляді гравітаційного потенціалу, перекачування води в підвищені ємності, а потім отримувати енергію шляхом зцілення води через турбіни. Вони можуть стискати гази або пружини, використовувати хімічну енергію в звичайних акумуляторах, або використовувати більш складні процеси, такі як вилучення водню з води, які потім можна обпекти.
Єдине практичне рішення для домашньої системи в цьому списку стане електричним акумулятором. Але на поточному етапі розробки технологій вартість купівлі та утримання акумуляторної системи дуже висока. В результаті більшість людей використовують підключення електромереж і дають автономію. Це дозволяє продати зайву енергію в сітку протягом дня, а також взяти електроенергію з сітки вночі або в будь-який інший час, коли панелі не працюють.
За допомогою сітки як акумулятор не тільки робить установку спільної венергетики простіше і дешевше, але і дозволяє системі швидше окупитися, так як в багатьох державних енергетичних компаніях необхідно платити домогосподарства за енергію, що передається в сітку. Однак, під час локального відключення, коли потужність може бути найбільш необхідною, ваша система буде відключатися з причин безпеки співробітників компанії, які будуть фіксації сітки.
Поясним вибором для організації зберігання енергії буде акумулятори, і як правило, свинцеві акумулятори, такі як в автомобілях. Теґи Двигуни нещодавно оголосила, що вона адаптувала технологію літій-іонного акумулятора, що використовується в його електромобілях, які використовуються в домашніх умовах як резервний акумулятор. Пристрій PowerWall призначений для роботи як для збору сонячної енергії, так і для забезпечення резервної потужності в разі відключення.
Підвищення ефективності акумуляторів та зменшення їх вартості є важливим для підвищення ефективності сонячних панелей. У разі недавнього прогресу такі системи стануть більш популярними. Якщо ринкова частка електромобілів зростає, такі акумулятори можуть стати кращим способом зберігання енергії і системою вирівнювання попиту – адже кожен, хто купує електромобіль, вже інвестує свої гроші в акумулятор.
ПотужністьWall 2
Нещодавня покупка компанії «SelCity» є частиною стратегії (розглянуто багато скептиків у фінансових колах) для створення вертикально інтегрованої компанії, яка забезпечує сонячну енергію, її систему зберігання та транспортні засоби, які споживають її, при цьому потенційно стають частиною системи зберігання енергії. Аналізатори прогнозують, що на 2020 рік акумулятори Tesla будуть зберігати 70 ГВт енергії – не підраховують автомобілі від інших виробників.
Тесла вже інвестувала в проект Тесла, який він встановив більше акумуляторів у 2016 році, ніж всі компанії, встановлені в 2015 році в США. Компанія має намір виготовити «легку інтегровану і красиву акумуляторну сонячну дахову систему, яка просто працює, забезпечує живлення споживачу, а потім масштабує її по всьому світу». Після покупки SolarCity, Musk і компанія оголосила плани та технічні досягнення, вирівняні з цією метою, включаючи передові інвертори та сонячні дахи.
Ми можемо самі зателефонувати одержувачу і узгодити зручний час і місце вручення квітів, а якщо необхідно, то збережемо сюрприз. Але технології та економіка вже отримали до того моменту, де ми можемо бути впевнені, що дахові суглоби, безумовно, мають сенс, якщо у вас є власний будинок в сонячній області... якщо, звичайно, локальні правила та закони, що виражають занадто багато перешкод.
Для будинків менш зручні кліматичні умови, набагато складніше довести раціональність монтажу ВП. Але ви все ще можете переконувати певну самостійність від місцевої енергетичної компанії, а також приєднатися до лав громадян, відповідальних за проблеми клімату нашої планети. Видання
P.S. І пам'ятайте, що просто змініть наше споживання – разом ми змінюємо світ!
Джерело: geektimes.ru/post/286054/
Сонячна енергетика – це єдиний енергетичний розв’язок, як серйозний достатньо для повернення і прийнятний для довгострокових [екологічних] вимог планети, – коментує Річард Перез, головний науковий співробітник Центру досліджень Atmospheric Science в Нью-Йорку державного університету в Албанії. Аналіз пересувних джерел включає в себе геотермальні джерела, вітр, інші відновлювані джерела, ядерне злиття та всі викопні паливо.
Таким чином, вітер, гідроенергетика та геотермальна потужність в деяких регіонах діють на місцевому масштабі, сьогодні потенціал для сонячної енергії перевершує будь-яке інше джерело відновлюваних джерел енергії за декількома замовленнями. Це єдиний кандидат, крім ядерної енергії для глобального рішення для вилучення величезних обсягів енергії.
В середньому близько 175 Вт / м2 сонячної енергії надходить на Землю. Припустимо, що 10 відсотків цієї енергії можуть бути перетворені в електрику, поставляючи енергію U.S. вимагатиме 2 відсотків землі США, які будуть покриті сонячними панелями — грубо розмір Північної Дакоти. Оскільки це 30 разів площа наших дахів, великі сонячні електростанції будуть потрібні для збору, яка кількість енергії.
Але це не зменшує утиліту декількох панелей на даху. Якщо у вас є власний будинок, ви можете створити електроенергію самостійно. Ви можете зменшити або усунути вашу залежність від вашого постачальника електроенергії - або навіть продати його надлишки, додатково зменшити вартість або навіть зробити прибуток.
Останні зміни лідера наголошують на невизначеності ситуації з сонячними ініціативами США. Але окремі організації, підприємства та громадяни можуть самі вирішувати, чи можна збільшити їх використання сонячної енергії. Щоб краще зрозуміти сучасний стан використання сонячної енергії в США, ми подивилися на практики, економіку та досвід людей, які нещодавно перетворили свої будинки в невеликі електростанції. Ми сподіваємося, що навіть якщо ви живете в квартирі в підвалі, ця інформація може просвітити вас.
Краще, ніж коли-небудь.В якості дитини ми захоплювалися калькуляторами і сонцезахисними годинниками. Деякі були надані науки, де крихітні мотори були поєднані з пальмовими сонячними панелями. Створення електроенергії з світла, здавалося б, магія. Чому ми не робимо це по всьому світу?
Однією з основних історичних перешкод до сонячної цивілізації є низька ефективність і висока вартість сонячних панелей (СП), пластин, які перетворюють фотон в електрику. Їх ефективність, точно, фотоелектричний фактор перетворення, є співвідношенням електричної енергії, виданої панеллю до енергії сонячного світла, що падає на її поверхні.
Один з перших ПК
Історія своєї історії досить довго. Перше спільне підприємство придумало 1883 р. Карлом Фрітомсом, які мріяли про конкурування з зростаючою мережею вугільних електростанцій Томаса Едісона. Але 1% ефективності ОВД неможливе виконання мрії.
До 1954 р. в блоці Белла продемонстрували СП до публіки, з'єднавши його до колеса і радіопередавача Toy Ferris. Пристрій мав ефективність 6%, що стало значним досягненням порівняно з попередніми спільними підприємствами. Крім того, в сонячній батареї підключено кілька сонячних батарей. Незважаючи на те, що це ще занадто дорогий для широкого поширення, Нью-Йорк Таймс був вражений демонстрацією і продекларував його «початку нової епохи, яка призведе до реалізації одного з найцінніших надії людства – загартування майже безмежної енергії Сонця для потреб цивілізації. й
У 50-х і 60-х роках дослідження силіконного СП продовжується. Маленькі СПи почали з'являтися в іграшких і побутових пристроях. За середньодекади, ефективність подвоївна, але вартість залишалася занадто високою, особливо порівняно з низькою вартістю електроенергії за часом. У зв'язку з технологічними роботами було 50 центів.
Але до кінця десятиліття JV було доведено в експлуатацію джерело живлення для всього флоту штучних супутників. ВМС США, спочатку скептик спільного підприємства, змінив його розум, коли звичайна батарея на першому супутнику загинув кілька днів пізніше. І продовжив роботу ЮВ протягом багатьох років.
Вартість високоякісних спільних підприємств, що використовуються в супутниках та космічному обладнанні, хоча висока, є лише дробом загальної вартості цих систем, а порівняно низька вартість палива та наземної потужності в 50-х і 60-х роках не стимулювала їх зниження вартості. Але на початку 70-х років були розроблені спільні підприємства з використанням дешевих матеріалів, а вартість панелей знизилася до $20 за ват. З 1973 р. енергетична криза, ця іскрава нова хвиля інтересу до сонячної енергії з точки зору її наземного використання.
Але технологія ще не була готовою для масового ринку: ефективність була близько 10%, а вартість залишається високою.
Є зростання інтересу до сонячної енергії, як вдома, так і на більшій кількості. Все це пов'язано з поєднанням декількох факторів: зниження вартості; підвищення ефективності спільних підприємств; стимулювання навколишнього середовища від регуляторів і податків; поширене занепокоєння щодо зміни клімату; підприємницька інновації.
Сприяє прискоренню зацікавленості, пов'язаному з доцільним зростанням сонячної енергії протягом останніх 20 років. Перспективи зростання залишаються. У більш ніж 30 країнах, в тому числі частини Сполучених Штатів Америки, дахова сонячна електростанція стає дешевшою, ніж електрика з сітки – і це не підрахунок субсидій для їх придбання.
Що ще допомогло JV ринку з безліччю альтернатив для звичайних дахових панелей. Деякі компанії продають естетично привабливі варіанти, такі як спільне покриття покрівлі (результат являє собою блискучий дах, а не прилипаючи з нього панелей). Одна фірма пропонує маленькі будинки, призначені для різних клієнтів, включаючи сегмент споживачів, які шукають мінімізації їх внеску на викиди парникових газів. Деякі з цих продуктів приходять з інтегрованими сонячними дахами і можливістю повністю автономно працювати.
Елон Муск заявив, що його сонячний дах в установці буде дешевше, ніж звичайно, навіть без його здатності генерувати електроенергію. Такий варіант дозволить зробити вибір без ризику сонячного даху під час будівництва.
Власники будинків не обмежуються поверхнею даху. Так само ж технологія застосовується до вагонів та інших індивідуальних конструкцій, а також панелей СП можна встановлювати навіть в полі або на дворі.
Автономна станція, яка контролює стан води
І в той час як ми концентруємо на сонячній потужності в домогосподарствах, є зростаючий сегмент середньої величини ВП. Вони більші, ніж в домашніх умовах, але менші, ніж масштабні сонячні електростанції. Ми помітили кілька ділянок землі, висаджених в рядах JV, а не кукурудзяних або коров'яних пасовищ. Сонячні сонячні електростанції стають популярним способом отримати користь сонячної енергії для менших громад без необхідності кожного члена громади купити власну систему.
Нагадуємо, що це просто новітній спосіб експлуатації рясної та вільної енергії сонця – перетворюючи її в електроенергію, а не в цукор через фотосинтез.
долари і кілват годинТак ви вирішили зібрати сонячну енергію. Чи є це розумні інвестиції?
Для багатьох людей, це не просто розрахунок прибутковості: знаючи, що ви знижуєте свій внесок у викиди парникових газів, можуть зважати чисто фінансові міркування. А ті, хто інвестує в автономну систему акумулятора, користуються безпекою та самостійністю від локальної інфраструктури.
Але система коштує гроші. Якщо ви не зробили хорошої угоди з інсталятором, для більшості людей, установивши спільне підприємство на даху є серйозними інвестиціями. Ці витрати знижуються, зменшуючи ваш електричний рахунок, і можливо, продаж енергії в сітку.
Крім таких загальних звітів не можна зробити певні прогнози про вартість домашньої сонячної енергії. Це тому, що всі фактори, які беруть участь, дуже залежать від того, де ви живете. У містах, де вартість електрики найвища, інвестиції в даховий сонячний може конкурувати інвестиції в індексний фонд. Де вартість електроенергії нижча і погодні умови роблять спільні підприємства неефективними, це може бути відходи грошей (крім інших причин, зазначених вище). Вартість продажу електроенергії в сітці також змінюється на регіон.
Дослідження енергії Йошуа Родос відзначає, що середня вартість сонячної електростанції, з урахуванням інсталяції, термін служби та інших чинників, тепер дорівнює вартості електроенергії з сітки: близько 12 центів на кВт•год. Це може бути точкою повороту, що означає, що кожен власник, реальний або потенційний, повинен серйозно розглянути спільне підприємство в рамках своїх інвестицій.
Але ці номери приховують деталі. Вартість електроенергії з сітки може змінюватися до 10 разів, а вартість монтажних панелей, а також сонячних променів. Родос збирає свої дані на картах, що демонструють, де домашня сонячна енергія коштує інвестиції і де ще не готовий до розгортання.
Результатом є великі регіони, де висока вартість енергії і кількість сонячних променів, такі як південна Каліфорнія, де монтажні панелі можуть бути гарною ідеєю. Вашингтонська держава бідна з сонцем і дешевою електрикою, тому це не може бути сенсом.
Але ця інформація швидко стає застарілою. Звичайні, кремнієві спільні підприємства постійно падають в ціну, в основному завдяки економіці масштабу. Цей процес може підходити до насиченості ринку, а майбутні скорочення витрат можуть бути засновані на дослідженнях в нові типи клітин або методи виробництва.
Реальний приклад.Nick White живе в Денвері, Колорадо, де він встановлений JV на своєму даху лише через рік тому і зберіг докладні записи. Він поділився з нами, і вони навчаються.
р.Нік відстежував вихід своєї сонячної системи і виявив, що JVs генерував приблизно 3,400 кВт•год електроенергії в перший рік експлуатації. У цей період його домогосподарство споживали близько 4200 кВт•год, що становить 800 кВт•год більше, ніж Сонце. Надлишок прибув з електромережі.
Електроенергія від вартості сітки 13 центів на кВт, тому вексель на 800 кВт•год буде $104. Але відповідно до правил, потужність компанії повинна оплатити білі 3 центи за кожен кВт•год, що виробляється панелями. Цей субсидій призначений для зменшення вартості установки JV. Є подібні субсидії в інших штатах.
Остаточний внесок для панелей становить 3400 * 3 т, що становить $102. В результаті білок білого був $2. Без панелей, вексель був 4,200 кВт•год*13к, або $546, так що Сонце зробив прибуток $546-$2 = $544 на рік.
Білі ноти, що повернення $544, розділені на вартість установки $7,672 (після повернення податків), дають йому повернення %7.09 (за винятком відсотків по встановленню кредиту). Білий вважає, що він кладе гроші прямо. І як вартість електроенергії з сітки зростає протягом багатьох років, економія також підвищиться, навіть при невеликій деградації в ефективності панелі.
Зважаючи на свою роботу, він каже: «Я не думаю, що про них взагалі. Не потрібно доглядати. й
Енергоспоживання Білого дому є настільки скромним (близько половини середніх у своїй області), оскільки він інвестував у ефективні технології перед установкою спільного підприємства. Він оцінює, що заощадження від використання світлодіодних світильників та ефективних побутових приладів ще більше, ніж з панелей.
Можливо, більш важливо, ніж фінансовий аспект панелей, буде той факт, що біла родина має незначні викиди парникових газів: 60% енергії Колорадо надходить з горіння вугілля. Для нього це «Кращий з усіх результатів». й
Білки подорожують багато в автобудинку, які також поставляються з даховим спільним підприємством. Це автономна система з батареями. Вони оцінюють, що автономні витрати на будинок 2-5 разів більше, ніж звичайний.
Можливий приклад з-за кордону.Перед тим як подумати про встановлення спільного підприємства на даху, потрібно оцінити наявну площу поверхні і кількість сонячних променів, що отримує. Це дозволить визначити, чи може система видала достатню потужність для неї, щоб сенс. Місцеві установки можуть зробити розрахунки для вас, але вони, безумовно, вигідні від продажу панелей. Отже, в цілому, це хороша ідея, щоб дізнатися, що ви можете очікувати від системи до виходу на таку компанію.
Проект Sunroof - це сайт Google, який поєднує дані покрівель з локальною погодою, тінь і намагається розрахувати економічне аспект покрівельного суглоба. Це може бути корисним як груба оцінка, так і допомогти при виборі між декількома варіантами для дому, які ви хочете купити, але проект все ще на його ранніх стадіях, і не здатний детальний аналіз. Наприклад, він вважає, що вся поверхня даху доступна для установки спільного підприємства, хоча це можливо, що місцеві закони і практичні міркування не дозволяють йому зайняти все це. І в момент написання цієї статті не всі можливі адреси розраховуються на сайті.
Приклад нестандартного використання сонячної енергії, яка навряд чи зможе розрахувати алгоритми з Google, стане досвідом Кріса Декера, який веде свій блог «Журнал низьких технологій» з квартири біля Барселони в Іспанії. Нещодавно він вирішив запустити експеримент і повністю відправляти свій офіс від сонячних батарей. І ми говоримо про Сполучені Штати Америки тут, його досвід цікавий. Середня сонячна енергія Барселони 1,700 кВт•год / м2 / рік є такою ж, як США.
Декер не має доступу до даху, тому він використовував вікна. Виявилося, що вони відмінно стикаються з напрямком між південним і південним сходом, і вони не затінені деревами або будівлями. Але маленькі панно, розміщені на підвіконнях, недостатньо для живлення офісу.
Він зміг збільшити вихід суглоба, будівельники для них так, щоб панелі були нахилені під кутом, який збирає більшу енергію з Сонця (фото нижче). Ця стратегія використовується в сонячних електростанцій, але вона зазвичай не доступна для типових будинків, де панелі просто встановлюються на дах. Decker збільшило середню річну вихід близько 10%, періодично змінюючи кут нахилу панелей, і ця перевага була фактично більшою, ніж здається. Збільшення виходу прийшла взимку, коли дуже важливо вичавити всі доступні ват від системи. За ці місяці дольована панель може виробляти 3 рази більше енергії, ніж горизонтальна панель.
Більш важливим було перетворення його офісу в систему DC 12V. Різні спільні підприємства дають прямий струм різних напруг, а 12 В є найбільш поширеною напругою для невеликих панелей. Це зручно для живлення багатьох електронних пристроїв, таких як ноутбуки, що працюють від 12V. Коли ви перетворите ноутбук в мережу змінного струму, живлення перетворює 120 В (в США) змінного струму в 12 В постійного струму, що призводить до втрати потужності. Ця втрата легко пов'язана з опаленням блоку.
Для того, щоб типова система збору сонячної енергії була поєднана з електричною електропроводкою, її прямий струм подається через інвертор і трансформатор, який перетворює його на струм 120 В і 60 Гц (в США) для побутової електроніки. Замість перетворення вихідного панелей і втрати потужності, де Decker перетворили пристрої, щоб вони споживали 12 вольт струму безпосередньо з панелей. У більшості випадків було достатньо використовувати інший шнур живлення. В результаті було збережено 40% енергії, що значно вплинуло на успіх його експерименту.
Монтаж спільного підприємства в Массачусетс
Наш останній приклад прийшов з Бенджаміна Мейєр, який живе в Массачусетсі. клімат в Новій Англії не ідеальний, а панно часто покривається снігом. Тим не менш, протягом року вони генерували більше енергії, ніж ферма споживала. Компанія Meyers відреагувала шляхом встановлення системи кондиціонування повітря та іншої техніки для споживання в лінії з виробництвом. Після 5 років після установки панелі оплачуються, якщо врахувати субсидії з боку держави і податкових перерв.
«Я рідко думаю про панелями», - сказав він. Найважчіше, щоб встановити їх і перетворити їх на перший раз, і дивитися метр хребта в зворотному напрямку, знаючи, що ви не платите нічого за електроенергію. Я думаю, що хтось, хто поставив панелі, може розповісти про це. й
Rooftop JV в Каліфорнія
За межами країни, в Сан-Франциско ми дуже консультували з Днем Біркен, програмістом. Його покрівля JV - це майже рік. «Я не купив їх з інвестиційних причин, але тому що я хотів мати власні панелі, оскільки це не найгірше інвестиції». Зайдіть, щоб отримати власну енергію з сонця.
Біркен оцінює свою систему економить його між $900 і $1,200 рік, включаючи вартість продажу енергії назад до сітки.
Будинок Біркена прибув під загальним законом, заборонивши розміщення суглоба ближче 90 см від скеля. Це робиться так, що пожежники можуть пересуватися на даху, але закон зменшує вживану площу вже невеликого даху. Популярні онлайн калькулятори зазвичай не враховують такі тонкощі.
Пропозиція, яку не можна відмовитисяНе сумнівайтеся, що кВт•год з великогабаритних сонячних електростанцій видається дешевше, ніж з маленьких будинків. В цілому, вартість енергії великих сонячних електростанцій останнім часом стала незначною нижчою, ніж у газових теплових електростанцій.
Однією з причин привабливості домашніх спільних підприємств є можливість отримати хороші субсидії, які знижують вартість системи. У США є кілька правил, які роблять домашні спільні підприємства привабливими. В даний час в 2021 році в 2021 році з’явиться 30% податкового кредиту для встановлення систем сонячної енергії. За допомогою деяких бронювальних приладів також застосовуються системи опалення сонячної води.
Ця знижка вже значно стимулює дослідження в галузі спільних підприємств та їх домашньої установки. Незважаючи на те, що незабаром зникнуть попередні податкові перерви. З’їзд буде розглядатися щорічно, тому що може змінитися. Крім федеративних знижок, існують також знижки на конкретні держави.
Ще один вид сонячного стимулювання останнім часом вступає в дію в Сан-Франциско. Як ідеальний приклад неможливої пропозиції, місто зобов’язує всі нові будівлі, які обладнані деякими видами сонячної електростанції.
Боротьба темрявиДавайте зробимо явну заяву: сонячні панелі не працюють вночі або під снігом. Проте, нам зазвичай потрібна електрика цілодобово. Для цього нам необхідно зберігати надлишок енергії, що генерується сонячними днями і витягти його, коли покоління не доступний.
Великі сонячні електростанції, як державні, так і комерційні, використовують різні способи зберігання енергії, і можна вибрати оптимальний варіант, в залежності від навколишнього середовища. Вони можуть зберігати сонячну енергію у вигляді гравітаційного потенціалу, перекачування води в підвищені ємності, а потім отримувати енергію шляхом зцілення води через турбіни. Вони можуть стискати гази або пружини, використовувати хімічну енергію в звичайних акумуляторах, або використовувати більш складні процеси, такі як вилучення водню з води, які потім можна обпекти.
Єдине практичне рішення для домашньої системи в цьому списку стане електричним акумулятором. Але на поточному етапі розробки технологій вартість купівлі та утримання акумуляторної системи дуже висока. В результаті більшість людей використовують підключення електромереж і дають автономію. Це дозволяє продати зайву енергію в сітку протягом дня, а також взяти електроенергію з сітки вночі або в будь-який інший час, коли панелі не працюють.
За допомогою сітки як акумулятор не тільки робить установку спільної венергетики простіше і дешевше, але і дозволяє системі швидше окупитися, так як в багатьох державних енергетичних компаніях необхідно платити домогосподарства за енергію, що передається в сітку. Однак, під час локального відключення, коли потужність може бути найбільш необхідною, ваша система буде відключатися з причин безпеки співробітників компанії, які будуть фіксації сітки.
Поясним вибором для організації зберігання енергії буде акумулятори, і як правило, свинцеві акумулятори, такі як в автомобілях. Теґи Двигуни нещодавно оголосила, що вона адаптувала технологію літій-іонного акумулятора, що використовується в його електромобілях, які використовуються в домашніх умовах як резервний акумулятор. Пристрій PowerWall призначений для роботи як для збору сонячної енергії, так і для забезпечення резервної потужності в разі відключення.
Підвищення ефективності акумуляторів та зменшення їх вартості є важливим для підвищення ефективності сонячних панелей. У разі недавнього прогресу такі системи стануть більш популярними. Якщо ринкова частка електромобілів зростає, такі акумулятори можуть стати кращим способом зберігання енергії і системою вирівнювання попиту – адже кожен, хто купує електромобіль, вже інвестує свої гроші в акумулятор.
ПотужністьWall 2
Нещодавня покупка компанії «SelCity» є частиною стратегії (розглянуто багато скептиків у фінансових колах) для створення вертикально інтегрованої компанії, яка забезпечує сонячну енергію, її систему зберігання та транспортні засоби, які споживають її, при цьому потенційно стають частиною системи зберігання енергії. Аналізатори прогнозують, що на 2020 рік акумулятори Tesla будуть зберігати 70 ГВт енергії – не підраховують автомобілі від інших виробників.
Тесла вже інвестувала в проект Тесла, який він встановив більше акумуляторів у 2016 році, ніж всі компанії, встановлені в 2015 році в США. Компанія має намір виготовити «легку інтегровану і красиву акумуляторну сонячну дахову систему, яка просто працює, забезпечує живлення споживачу, а потім масштабує її по всьому світу». Після покупки SolarCity, Musk і компанія оголосила плани та технічні досягнення, вирівняні з цією метою, включаючи передові інвертори та сонячні дахи.
Ми можемо самі зателефонувати одержувачу і узгодити зручний час і місце вручення квітів, а якщо необхідно, то збережемо сюрприз. Але технології та економіка вже отримали до того моменту, де ми можемо бути впевнені, що дахові суглоби, безумовно, мають сенс, якщо у вас є власний будинок в сонячній області... якщо, звичайно, локальні правила та закони, що виражають занадто багато перешкод.
Для будинків менш зручні кліматичні умови, набагато складніше довести раціональність монтажу ВП. Але ви все ще можете переконувати певну самостійність від місцевої енергетичної компанії, а також приєднатися до лав громадян, відповідальних за проблеми клімату нашої планети. Видання
P.S. І пам'ятайте, що просто змініть наше споживання – разом ми змінюємо світ!
Джерело: geektimes.ru/post/286054/
