Ein solarbetriebenes Haus: Wird es sich auszahlen?
Was ist Solarenergie für zu Hause?
Hausbesitzer, die Photovoltaik-Systeme installieren, erhalten zahlreiche Vorteile: niedrigere Stromrechnungen, geringere CO2-Bilanz und möglicherweise höhere Hauswerte. Diese Vorteile sind jedoch in der Regel mit erheblichen Installations- und Wartungskosten verbunden, und die Höhe der Gewinne kann von Haus zu Haus sehr unterschiedlich sein. Dieser Artikel hilft Hausbesitzern dabei, die finanziellen Berechnungen durchzuführen, die erforderlich sind, um die Lebensfähigkeit von Solarenergie in ihren Häusern zu bestimmen.
Die zentralen Thesen
- Diejenigen, die grün werden möchten, sollten in Betracht ziehen, ihr Haus mit Sonnenkollektoren auszustatten.
- Solarenergie ist nicht nur gut für die Umwelt, sondern Sie können auch Geld verdienen, indem Sie überschüssigen Strom an das Stromnetz zurückgeben.
- Während die Kosten in den letzten Jahren gesunken sind, kann die Installation und Wartung von Solarmodulen recht kostspielig sein.
- Sonnenkollektoren eignen sich am besten für Häuser, die das ganze Jahr über reichlich Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind.
- Stellen Sie sicher, dass Sie sowohl die sozialen als auch die wirtschaftlichen Faktoren verstehen, bevor Sie sich für Solarenergie entscheiden.
Solarenergie verstehen
Photovoltaik (PV) -Solartechnologie gibt es seit den 1950er Jahren, aber dank sinkender Solarmodulpreise gilt sie erst seit der Jahrtausendwende als finanziell tragfähige Technologie für den weit verbreiteten Einsatz.
Die Größe des Solarmoduls wird als theoretisches elektrisches Ausgangspotential in Watt angegeben. Die typische Leistung für installierte PV-Anlagen – der so genannte „Kapazitätsfaktor“ – liegt jedoch zwischen 15% und 30% der theoretischen Leistung. Ein Haushaltssystem mit 3 Kilowattstunden (kWh) und einem Kapazitätsfaktor von 15% würde 3 kWh x 15% x 24 Stunden / Tag x 365 Tage / Jahr = 3.942 kWh / Jahr oder etwa ein Drittel des typischen Stroms produzieren Verbrauch eines US-Haushalts. Diese Berechnung kann jedoch irreführend sein, da es wenig Grund gibt, von „typischen“ Ergebnissen zu sprechen. In der Tat kann Solar für einen Haushalt sinnvoll sein, aber nicht für das Haus nebenan. Diese Diskrepanz ist auf die finanziellen und praktischen Überlegungen zurückzuführen, die bei der Bestimmung der Rentabilität berücksichtigt wurden.
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Solarenergie für zu Hause: Kosten
Solarenergie ist kapitalintensiv und die Hauptkosten für den Besitz eines Systems fallen beim Kauf der Geräte an. Das Solarmodul wird mit ziemlicher Sicherheit die größte Einzelkomponente der Gesamtkosten darstellen. Zu den weiteren für die Installation erforderlichen Geräten gehören ein Wechselrichter (um den von der Schalttafel erzeugten Gleichstrom in den von Haushaltsgeräten verwendeten Wechselstrom umzuwandeln), Messgeräte (wenn festgestellt werden muss, wie viel Strom erzeugt wird) und verschiedene Gehäusekomponenten zusammen mit Kabel und Kabel. Einige Hausbesitzer ziehen auch Batteriespeicher in Betracht. In der Vergangenheit waren Batterien unerschwinglich teuer und unnötig, wenn der Versorger für überschüssigen Strom bezahlt, der in das Netz eingespeist wird (siehe unten). Die Installationsarbeitskosten müssen ebenfalls berücksichtigt werden.
Neben den Installationskosten fallen weitere Kosten für den Betrieb und die Wartung einer PV-Solaranlage an. Neben der regelmäßigen Reinigung der Paneele müssen Wechselrichter und Batterien (falls installiert) in der Regel nach mehreren Jahren ausgetauscht werden.
Während die oben genannten Kosten relativ einfach sind – oft kann ein Solarinstallationsunternehmen einen Preis für einen Hausbesitzer angeben , kann es sich als größere Herausforderung erweisen, die von der Regierung und / oder Ihrem örtlichen Versorgungsunternehmen verfügbaren Database of State Incentives for Renewables & Efficiency (DSIRE). In anderen Ländern sind solche Informationen häufig auf Websites von Regierungs- oder Solaranwälten verfügbar. Hausbesitzer sollten sich auch bei ihrem örtlichen Versorgungsunternehmen erkundigen, ob es finanzielle Anreize für die Solarinstallation bietet, und herausfinden, welche Richtlinien für die Netzverbindung und den Verkauf von überschüssigem Strom in das Netz gelten.
97,7 Gigawatt
Die USA installierten im Jahr 2020 eine Solar-PV-Leistung von 19,2 Gigawatt, um 97,7 GWDC der installierten Gesamtleistung zu erreichen, was ausreicht, um 17,7 Millionen amerikanische Haushalte mit Strom zu versorgen.
Solarenergie für zu Hause: Vorteile
Ein wesentlicher Vorteil der PV-Installation ist eine niedrigere Energierechnung. Die Höhe dieses Vorteils hängt jedoch von der Menge an Sonnenenergie ab, die unter den verfügbaren Bedingungen und der Art und Weise, wie Energieversorger Strom berechnen, erzeugt werden kann.
Die erste Überlegung betrifft die Sonneneinstrahlung, die am geografischen Standort des Hauses verfügbar ist. Wenn es um die Verwendung von Sonnenkollektoren geht, ist es im Allgemeinen besser, näher am Äquator zu sein, aber andere Faktoren müssen berücksichtigt werden. DasNational Renewable Energy Laboratory (NREL) erstellt Karten für die USA, auf denen die Sonneneinstrahlung angegeben ist. Die Tools auf seiner Website bieten detaillierte Solarinformationen für bestimmte Standorte in den USA. Ähnliche Karten und Daten sind auch in anderen Ländern erhältlich, häufig von staatlichen Umweltbehörden oder Organisationen für erneuerbare Energien. Ebenso wichtig ist die Ausrichtung des Hauses; Bei Dachanordnungen maximiert ein nach Süden ausgerichtetes Dach ohne Bäume oder andere Objekte, die das Sonnenlicht behindern, die verfügbare Sonnenenergie. Wenn dies nicht verfügbar ist, können Paneele auf externen Stützen montiert und außerhalb des Hauses installiert werden, was zusätzliche Kosten für die zusätzliche Hardware und die zusätzlichen Kabel verursacht.
Die zweite Überlegung betrifft den Zeitpunkt der Solarstromerzeugung und die Gebühren der Energieversorger für Strom. Die Solarenergieerzeugung erfolgt hauptsächlich am Nachmittag und ist im Sommer höher. Dies entspricht relativ gut dem gesamten Strombedarf in warmen Klimazonen, da Klimaanlagen zu diesen Zeiten am meisten Energie verbrauchen. Folglich ist Solarenergie wertvoll, da die alternativen Methoden zur Energieerzeugung (häufig Erdgaskraftwerke) zur Deckung des Spitzenenergiebedarfs tendenziell teuer sind. Aber Dienstprogramme lädt oft Privatkunden eine Flatrate für Strom, unabhängig von der Zeit des Verbrauchs. Dies bedeutet, dass die Solarstromanlagen der Hausbesitzer nicht die teuren Kosten der Spitzenstromproduktion ausgleichen, sondern lediglich den Preis ausgleichen, der ihnen für Strom berechnet wird, was viel näher an den durchschnittlichen Kosten der Stromerzeugung liegt.
Viele Versorgungsunternehmen in den USA haben jedoch Preissysteme eingeführt, mit denen Hausbesitzer den ganzen Tag über zu unterschiedlichen Sätzen belastet werden können, um die tatsächlichen Kosten der Stromerzeugung zu unterschiedlichen Zeiten widerzuspiegeln. Dies bedeutet höhere Preise am Nachmittag und niedrigere Preise in der Nacht. Eine PV-Solaranlage kann in Gebieten, in denen diese zeitlich variierende Rate verwendet wird, sehr vorteilhaft sein, da der erzeugte Solarstrom den teuersten Strom ausgleichen würde. Wie vorteilhaft dies für einen bestimmten Hausbesitzer ist, hängt vom genauen Zeitpunkt und der Größe der Ratenänderungen im Rahmen eines solchen Plans ab. In ähnlicher Weise haben Versorgungsunternehmen an einigen Standorten Preisschemata, die aufgrund regelmäßiger saisonaler Nachfrageschwankungen zu unterschiedlichen Jahreszeiten variieren. Diejenigen mit höheren Raten im Sommer machen Solarenergie wertvoller.
Einige Energieversorger haben abgestufte Preispläne, bei denen sich der Grenzpreis für Strom mit steigendem Verbrauch ändert. Bei dieser Art von Plan kann der Nutzen einer Solaranlage vom Stromverbrauch des Hauses abhängen. In bestimmten Gebieten, in denen die Raten mit steigendem Verbrauch dramatisch ansteigen, können große Haushalte (mit hohem Energiebedarf) am meisten von Solaranlagen profitieren, die den teuren Grenzverbrauch ausgleichen.
Ein weiterer Vorteil einer Solaranlage besteht darin, dass Hausbesitzer solar erzeugten Strom an Versorgungsunternehmen verkaufen können. In den USA erfolgt dies durch „Net Metering“ -Pläne, bei denen private Verbraucher den Strom, den sie in das Netz einspeisen (wenn die Stromerzeugungsrate aus dem Solarfeld höher ist als die Stromverbrauchsrate der Haushalte), zum Ausgleich verwenden die zu anderen Zeiten verbrauchte Energie; Die monatliche Stromrechnung spiegelt den Nettoenergieverbrauch wider. Die spezifischen Vorschriften und Richtlinien für die Netzmessung variieren je nach Region. Hausbesitzer können sich auf die DSIRE- Datenbank beziehen und sollten sich auch an ihre lokalen Versorgungsunternehmen wenden, um genauere Informationen zu erhalten.
Der letzte Vorteil ist die potenzielle Auswirkung auf den Wert eines Hauses aufgrund der Hinzufügung einer Solaranlage. Im Allgemeinen ist davon auszugehen, dass Sonnenkollektoren den Wert der meisten Häuser erhöhen würden. Erstens ist es ein unbestreitbarer finanzieller Vorteil, niedrigere Stromrechnungen infolge einer Solaranlage zu haben. Zweitens bedeutet der Trend zu „grünem“ Leben, dass die Nachfrage nach Häusern mit geringerem CO2-Fußabdruck und Strom aus erneuerbaren Quellen wächst. Schließlich bedeutet der Hypothek finanziert wird. Diese einfache Finanzierung macht Solar für einen Eigenheimkäufer möglicherweise erschwinglicher als den Kauf eines Hauses ohne Solar und das anschließende Hinzufügen eines Solar-Arrays.
Berechnung der Solarenergiekosten
Sobald die oben genannten Kosten und Nutzen ermittelt sind, kann ein Solarsystem theoretisch mit der Discounted-Cashflow Methode (DCF) bewertet werden. Die Abflüsse zu Beginn des Projekts würden sich aus Installationskosten (abzüglich Subventionen) zusammensetzen, und die Zuflüsse würden später in Form von ausgeglichenen Stromkosten (sowohl direkt als auch durch Nettomessung) anfallen.
Anstatt DCF zu verwenden, wird die Lebensfähigkeit von Solarenergie normalerweise bewertet, indem die ausgeglichenen Stromkosten (LCOE) berechnet und dann mit den Stromkosten verglichen werden, die vom örtlichen Energieversorger berechnet werden. Der LCOE für Haushaltssolar wird normalerweise als Kosten / Kilowattstunde ($ / kWh oder ¢ / kWh) berechnet – das gleiche Format, das üblicherweise für Stromrechnungen verwendet wird. Um den LCOE zu approximieren, kann man die folgende Gleichung verwenden:
LCOE ($ / kWh) = Barwert (NPV) der lebenslangen Betriebskosten ($) / lebenslange Energieerzeugung (kWh)
Die Nutzungsdauer eines PV-Solarmoduls wird im Allgemeinen mit 25 bis 40 Jahren angenommen. Die Betriebskosten umfassen die Wartungskosten, die diskontiert werden müssen, die finden NPV. Der LCOE kann dann mit den Stromkosten eines Versorgungsunternehmens verglichen werden. Denken Sie daran, dass der relevante Preis derjenige ist, der zu Zeiten nahe oder nahe der Spitzen-PV-Solarproduktion auftritt.
Vor- und Nachteile von Sonnenkollektoren für Ihr Zuhause
Wie die meisten Dinge hat Solarenergie ihre Vor- und Nachteile. Gleichzeitig können einige wirtschaftliche Kosten durch die sozialen Vorteile für die Umwelt und die Verringerung Ihres CO2-Fußabdrucks gedeckt werden, die über die reine monetäre Bewertung hinausgehen.
Vorteile
- Grüne Energie, die Ihren CO2-Fußabdruck senkt
- Mit Net Metering können Sie überschüssige Energie zurückverkaufen
- Möglicherweise haben Sie Anspruch auf bestimmte Steuervergünstigungen
Nachteile
- Installations- und Wartungskosten sind immer noch hoch
- Solar funktioniert nur, wenn die Sonne scheint
- Teile des Systems müssen alle paar Jahre ausgetauscht werden
- Einige Steuererleichterungen sind möglicherweise abgelaufen oder laufen ab
Häufig gestellte Fragen
Kann ein Haus allein mit Solarenergie betrieben werden?
Praktisch ist das nicht oft möglich. Dies liegt daran, dass Solar nur bei Sonnenschein funktioniert. Wenn es also bewölkt oder nachts ist, erzeugen sie keinen Strom. Es gibt einige Batterielösungen, die in diesen Zeiten Strom liefern, aber sie sind immer noch recht teuer. Die meisten Häuser mit Sonnenkollektoren sind immer noch von Zeit zu Zeit auf das Stromnetz angewiesen.
Sparen Sie wirklich Geld mit Solar?
Je nachdem, wo Sie wohnen, kann sich das System im Laufe der Zeit amortisieren. Dies liegt daran, dass Sie nicht so viel Geld ausgeben, um Strom von Ihrem Energieversorger zu kaufen, und wenn eine Nettomessung vorhanden ist, können Sie Ihre Rechnungen noch weiter senken.
Was kosten Sonnenkollektoren?
Die Preise sind im Laufe der Jahre stetig gesunken. Die Gesamtkosten hängen davon ab, wie viele Kilowatt Leistung Ihr Array erzeugt. Laut Verbraucherberichten liegen die Kosten für ein Solarpanelsystem für ein durchschnittlich großes Haus in den USA im Jahr 2021 nach Berücksichtigung der Steuergutschriften für Solaranlagen zwischen 11.000 und 15.000 US-Dollar.
Wie lange dauert es, bis sich Sonnenkollektoren amortisieren?
Abhängig von Ihrem Wohnort und der Größe Ihres Systems kann es durchschnittlich 10 bis 20 Jahre dauern, bis eine Solaranlage die Gewinnschwelle erreicht.
Das Fazit
Die Entscheidung, ob eine PV-Solaranlage installiert werden soll, mag eine entmutigende Aufgabe sein, aber es ist wichtig zu bedenken, dass eine solche Anlage eine langfristige Investition ist. Solarenergie ist an vielen Standorten aus finanzieller Sicht eine gute Wahl. Selbst wenn sich herausstellt, dass die Kosten für Solarenergie geringfügig teurer sind als die von einem Energieversorger gekauften Ströme, möchten Hausbesitzer möglicherweise Solarenergie installieren, um zukünftige potenzielle Schwankungen der Energiekosten zu vermeiden, oder möchten einfach nur über ihre persönlichen finanziellen Beweggründe und ihre Nutzung hinausblicken Solar für „grünes“ Leben.