什麼屋頂太陽能比網格便宜? 這是一張地圖

要去思考的太陽能? 價格接近電網電力的成本,但只是在一些地方 - 至今。 joncallas / flickr的,CC BY-SA要去思考的太陽能? 價格接近電網電力的成本,但只是在一些地方 - 至今。 joncallas / flickr的,CC BY-SA

國家可再生能源實驗室本週表示,屋頂太陽能電池板幾乎有可能產生 電力的百分之40 在美國但是太陽能的成本呢?

很多人都會問,從太陽能光伏(PV)板生產電力的成本何時等於或低於從電網購買的電力 - 這一點可稱為“電網平價”,可以加速太陽能電池的採用。

但在問這個問題,他們往往比較蘋果和橘子,忘記了答案,從地方到另一個地方,並從一個安裝類型到另一個變化。

例如,來自公用事業規模的太陽能係統(通常是大型陣列,其中面板緩慢地改變傾斜和定向以全天面向太陽)的電力通常比固定在某人家中的太陽能電池板產生的電力成本低。 此外,住宅電費,平均約 每千瓦時12美分 在美國,有超過批發電費率高得多 - 價格公用事業支付到發電機 - 這通常是 每千瓦時低於4美分.

與此同時,不同的州或多或少都有太陽能 - 例如,佛羅里達州的太陽能通常比阿拉斯加州更經濟。 所有這些因素使問題比人們預期的更複雜。

那麼,我們如何比較屋頂太陽能的成本與從當地電網購買電力的成本,從而找出哪些州將達到電網平價點?

把數字放在太陽能成本上

來自太陽能光伏陣列的電力平均成本或平均成本來自購買,安裝,融資和維護系統所花費的所有資金除以系統預期在其生命週期內產生的總電量。 我們將此值稱為平準化電力成本(LCOE),並以每千瓦時美元($ / kWh)表示。 相同的度量可用於確定煤或天然氣工廠的成本。 規劃人員喜歡它,因為它將發電廠的成本在幾十年的時間內降低到一個數字。


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儘管LCOE作為衡量指標的優勢 - 它易於理解和廣泛使用 - 它也有一些缺點。 也就是說,它遺漏了地理變化,隨季節而變化,通常忽略了環境影響的成本,例如碳排放成本。 在將可變風力和太陽能發電機與可以隨意開啟和關閉的發電廠進行比較時,例如以鈾,煤和天然氣為燃料的發電廠,這個指標有點過於簡單。

記者今天從太陽能光伏發電在美國的能源的平均成本被報告為 每千瓦時12.2美分,這與平均零售率大致相同。

那些密切關注電價的人可能會認為這與他們在家里為自己的電費支付的價格相當。 然而,這個數字可能會產生誤導,因為它代表了美國公用事業規模太陽能的平均價格,而不一定是我們家用太陽能電池板發電的成本。

那麼我們怎麼知道住宅太陽能與居住地的電網平價有多接近? 最終,這取決於兩件事:您從當地電網購買的電費多少,以及您可以從PV生產的電力中獲得多少報酬。 我們來看看他們兩個。

你得到多少陽光?

能源信息署(EIA)創建了一個 按郵政編碼平均電價的地圖,平均到縣一級,並通過筆者在下面的地圖重拍。 深紅色(或暗)顏色指示更高的平均住宅用電率。

地圖在美國EIA平均電價的地圖在美國EIA平均電價的電率變化在全國范圍很大,這些差異可以通過許多經濟,歷史或法規原因引起的。 同樣,太陽能的成本和太陽能資源的可用性(即多長時間以及如何強烈陽光照射)也並非整個美國均勻下圖顯示了住宅太陽能跨越全國所有縣的LCOE。

美國住宅太陽能的LCOE美國住宅太陽能的LCOE住宅太陽能成本的數據是從德克薩斯大學奧斯汀分校能源研究所正在進行的大規模校園研究項目中得出的。 數據背後的主要假設是總成本 US $ 3.50 /瓦的太陽能光伏安裝 對於指向南方的固定陣列,傾斜度為25度。 太陽能生產數據基於2013國家可再生能源實驗室 研究.

南方的方向和傾斜代表了一個經驗法則,可能不是 每個地區的最佳太陽能安置.

美國能源署 SunShot計劃 有一個明確的目標是將住宅太陽能光伏系統安裝降至$ 1.50 / Watt。 來自中國的廉價光伏電池板已將硬件成本降低到現在光伏系統總價格由“軟成本”主導的程度 - 即客戶獲取,安裝,供應鏈,許可證等。仍然,總安裝系統成本繼續下降。

雖然這些成本削減措施令人印象深刻,在生產的能源成本的主要驅動力是撞擊太陽能電池板的太陽輻射量。 顯然,一些地方比其他陽光充沛因此在亞利桑那州的太陽能電池陣列將產生更多的能量比在華盛頓州,使得系統的房主更經濟。

而且,電力的普遍成本在全國范圍內變化。 電網電力成本最低的一些地區(例如華盛頓)由於日照水平低而具有一些最高的太陽能成本。 在這些地方很難實現太陽能達到平價。

另一方面,還有其他地方電網電價高,太陽能LCOE相對較低,包括新墨西哥州,加利福尼亞州和夏威夷州; 這些地方是太陽能更快平價的主要地點。

移動目標

為了說明這一點,我們採用相同的信息作為太陽能成本圖的基礎,並以$ 0.50 / Watt為增量減少已安裝太陽能的總安裝成本 - 從$ 3.50 / Watt到$ 1.50 / Watt(SunShot目標)。 然後我們可以從每個縣的太陽能LCOE中減去電費。 如果這個差異為零或負(電費> LCOE),我們可以估算該縣何時將處於住宅太陽能光伏的電網平價。

下面是一個GIF,顯示了安裝太陽能價格下跌時的平價點估計值。 請注意,總安裝成本包括聯邦投資稅收抵免以及任何本地退稅和稅收優惠。

GIF顯示住宅太陽能LCOE與各種太陽能安裝成本的當地平均電費相等的位置。GIF顯示住宅太陽能LCOE與各種太陽能安裝成本的當地平均電費相等的位置。這些計算和估算有幾點需要注意。 首先,上述計算假設PV所有者按其所在地區的標準電費支付其發電費用。 這種安排通常稱為淨計量。

但是,公用事業公司與安裝太陽能光伏發電的客戶進行了廣泛的互動。 一些公用事業公司可能會向房主支付批發市場費率,以支付他們從面板供電到電網的多餘電量,這往往遠低於零售價格。 如果公用事業公司根據批發價格而不是零售價格向房主支付,太陽能的經濟性就會降低。

但是,這還不是全部。 人們可以添加在減少CO2和其他污染物排放的成本效益。 另一方面,有以“緊緻向上”的太陽能發電時,它的夜間或多雲的相關成本。

牢記這些因素,問題的答案“安裝太陽能給我帶來經濟意義嗎?”是:它取決於。 如地圖所示,除了電力成本的任何變化之外,值得注意的關鍵是太陽能的總體成本下降的速度有多快。

關於作者

羅茲約書亞約書亞D.羅德,德州能源,大學奧斯汀分校的博士後。 他目前的研究探討住宅智能電網應用,其中包括能源效率和分佈式發電系統級應用領域。 他也有興趣在政策和良好的政策能夠對當地經濟的效率,特別是利用市場力量來增加住宅存量的效率政策的影響。

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