[编者注:以下是由Marc Rosenbaum汇编的博客条目,描述了在他的马萨诸塞屋屋顶上安装的[无词汇]光伏[/ no-amsic]系统的性能。]
2011年5月:价格是正确的
我们计划在下个月的某个时候安装一个4.76千瓦的Sunpower太阳能电池组。光伏(PV)组件价格下跌,马萨诸塞州太阳能可再生能源信用(SREC)计划,马萨诸塞州清洁能源中心(Massachusetts Clean Energy Center)的退税(虽然有所减少),以及联邦可再生能源30%的税收抵免,对于我们这样没有超级计算机来操纵股票市场的人来说,pv的安装是一种更好的投资。
这里的光伏阵列将有一点阴影,我不知道每年的千瓦时都有多少千瓦时。典型的一年里,它将是5,700千瓦时或更多。这意味着我们可能会每年净零,即使也许没有太阳能家庭热水系统。
我想我们每年将从这个系统中净赚至少5,000千瓦时。如果我们更仔细地按月观察我们的预计使用量,我认为,如果我们主要在最冷和阴天的月份(比如12月到2月)使用木火炉取暖,我们可能会在逐月的基础上达到净零。在12月是危险的,因为那时太阳系的阴影是最大的,但这使它成为一个有价值的目标。
我们将争取每月净零电能——也就是说,使用的电力不超过光伏系统每月产生的电力——补充不超过一根木柴。我们能达到目标吗?别换拨盘……
2011年6月初:米向后旋转!
今天,我的同事菲尔·福里斯特(Phil Forest)和乔尼·兰格(Jonny Lange)——南山公司(South Mountain Company)的ace光伏机组成员——为我家的一个4.76千瓦的太阳能电力系统做了最后的润色。在我的得力电工肖恩·韦尔奇(Sean Welch)的帮助下,午饭后不久,他们就把它启动了,到当天结束时,这个系统已经产生了第一个11千瓦时的电量。
我安装了我的第一个太阳能电动系统 - 一个1.06千瓦阵列 - 1999年,当时新罕布什尔州首次强制净计量。我们在系统和元件质量和可靠性和效率中进行了很长的路要,而且成本在那段时间内急剧下降。当然,电力成本显着上升。我的新系统差不多5倍,就像我在新罕布什尔州那里回来的那么大。
该系统由20个SMA制造的20个SunPower 238-Watt面板和SMA制造的SunPower 5,000瓦逆变器组成。SunPower产品的优质方面(它们提供最高效率的面板,例如,优良的保修)适合南山公司。我们一直在看到每瓦的面板每年的KWH输出超过我们所做的造型。当然,这可能是由于天气变化,尽可能容易作为产品质量。
该系统是网格互联的,这意味着它只在网格启动时运行。(不幸的是,这不是一个应急电力系统。)当能源被生产出来时,它首先被用于住宅,以满足我们的能源需求。任何多余的都被输出到电网,并使电表向后。
一个名为Net Metering的概念,即在20世纪90年代末,该概念旨在实现这一网格的直接回馈,并允许出口的电力交易(一个)用于进口权力。在糟糕的旧时代,该实用程序将对电力的零售额充电并支付给网格的权力批发。
很有可能我们多余的能源永远不会到达电网,因为这里还有15个其他的房子,加上普通的房子,所以我猜多余的能源会被用在我们的合租社区。
监控系统的专用仪表
我的电力公司NSTAR慷慨地把我的电表换成了一个商用需求电表。这是一个有点特殊的处理(谢谢!),它将让我知道更多的净能量在每个月进出。这个表分别显示了电网,以及电网提供的能量和电网从pv接收的能量。
假设在一个月内,我们使用350千瓦时,pv产生400千瓦时。一个普通电表在月底的读数将比月初低50千瓦时。因为逆变器有发电量的记录,PV系统的所有者仍然可以确定他们在那个月使用了多少能源。我的新电表更进一步,它会告诉我现场使用了多少能源,输出了多少能源。
邻里争议和阴影问题
感觉这是一个漫长的道路,以使这个系统到位。几个月前,在Cohousing每月一次的会议上,我们讨论了使用太阳能和砍伐树木的问题,我的一个邻居读了一份充满激情的声明,其中包括太阳能在经济上是不可实现的,而且除了我之外,没有人想要太阳能。我很震惊,不是因为这个声明(为了多样性的利益,我们有一个象征性的茶党支持者,这是他对自由主义傻瓜的一击),而是因为没有人站出来反驳一系列歪曲事实的言论。
我们的房子被南边邻居的土地上的树木遮挡得很暗,虽然我们刚买了房子,但如果那些树留下来的话,我准备把它重新卖掉。当合作住宅在规划时,就有了相应的设计方针,其中之一是为每个房子提供至少300平方英尺的朝南屋顶,以便将来收集太阳能。
不幸的是,他们决定树木始终可以削减,所以他们实际上是out of out of靠近房屋的树木的工作。在Coho的人似乎不会像吉尔一样在家里渴望自然光线,而且我这样做,所以房屋一般都处于非常树木的环境中,非常阴影。
pv由多个面板串连接在一起,因此当其中一个面板被着色时,该串中所有面板的输出都降级了。(一种可以减少这个问题的技术方法是使用微型逆变器。)
我很幸运,我南边的邻居来了,他非常慷慨地允许我砍树。最后,我并没有要求100%的太阳能接入,我只选择了最大和最近的树。她采了一棵可爱的山茱萸来代替我们砍下的那棵大白橡树,我也为自己的辛劳弄到了一些柴火
我们安装的系统,完全没有阴影,在一个典型的年份里,每年可能产生5700千瓦时的电量。(南山公司(South Mountain Company)在Eliakim 's Way设计和建造的八套房屋,阵列功率为5.04千瓦,去年平均功率超过6700千瓦时。)我预计至少会有5000千瓦时——到时候再说吧!
折扣,税收抵免和SRECS
这是在马萨诸塞州安装太阳能电力的绝佳时光。马萨诸塞州清洁能源中心仍在PVS上提供折扣;随着成本下降,折扣每年都在下降。
还有30%的联邦税收抵免和1000美元的马萨诸塞州税收抵免。(关于所有这些东西的信息,更多的在DSIRE网站。)这些都将系统降低到每瓦70美元的费用,以略高于每瓦4美元。
在马萨诸塞州,如果这是一个主要住房,销售税也可以免税。在玛莎葡萄园岛,如果一个系统每年能产生1.25 kWh/watt的额定输出,价值约为0.23美元。简单的回报是18年。
但电力膨胀远远超过通胀率远远,实际投资回报将更快。普通人无法获得保证的投资回报,随时随地与太阳能电力一样好,偏移能源使用量是不征税的收入。
然而,目前的金融蛋糕上的糖霜是所谓的太阳能可再生能源信用,或SRECs。国家要求公用事业单位从可再生能源中获得一定比例的电力,其中一些特别来自太阳能,他们可以从太阳能生产商那里购买SRECs来满足这一要求,比如moi.。
实际上,大多数SRECs是由在拍卖会上出售较大区块的聚合商从单个生产商手中购买的。目标是在马萨诸塞州建立400兆瓦的太阳能发电能力。一兆瓦时(MWh)是一个SREC。拍卖价格一直高达550美元/兆瓦时,底价为285美元/兆瓦时。如果我们的系统能达到5 MWH/年,我们每年可以收到额外的1500 - 2500美元!
即使这个项目失败了,但是,看着仪表旋转和收集太阳能的感觉也很棒。
2011年6月下旬:即使在阴天,我们也在发电
两周后,光伏系统已生成268千瓦时。一半的日子已经晴朗,在那些日子里,系统制造25到30千瓦时。对我来说,令人惊讶的是太阳出现的日子,系统使4到6千瓦时。
我有我在系统上的第一篇文章中提到的商业仪表。到目前为止,在房屋中使用了268千瓦时,41千瓦时已使用,并且已经向电网发送了227千瓦时。我猜想这一切都在舒张中使用,但我没有任何方式知道这一点。
这两周我们用了112千瓦时,所以我们进口了81千瓦时,尽管电表显示比系统上线时少了134千瓦时。这是一个很好的提醒,我们需要电网-它取代了现场电池,让我们发送多余的和进口时,太阳不亮。
2011年8月:使用电网作为我们的“电池”
来自NSTAR的商业仪表提供了比标准住宅仪表更多的信息,最有趣的信息是单独的电网提供给我们房屋的能量的单独计数,以及我们的光伏系统已向电网发送多少能量。这是过去两周的数据:
- 光伏发电270kwh (19.3 kWh/天)
- 光伏并网230度(16.4度/天)
- PV现场使用,40 kWh(2.9千瓦时/日)
- 电网送达住宅,59千瓦时(4.2千瓦时/天)
- 现场使用的总电量为99千瓦时(7.1千瓦时/天——比平时高,因为我们为我们的新雏鸟准备了全天候60瓦的灯!)
网格绑定系统没有现场存储,因此,一旦系统停止生产,所使用的能量来自电网。网格是电池。对于在夏季呼吁生产其峰值功率输出的公用事业,这种操作方式有用。PVS在峰值需求期间产生,通常是下午,降低公用事业峰值,并且在夜间需求的电力需求有助于平衡公用事业负荷。
当冬季来临,热泵负荷增加到我们的基本负荷,而光伏系统输出由于太阳能可用性降低而下降时,这将是有趣的。我们将是净进口国,除非我们使用木炉子而不是热泵,我们将减少我们的净能源信用,目前超过800千瓦时。
2011年12月:一棵树遮蔽了我们的光伏阵列
当我安装太阳能电池阵时,我知道我邻居的房产上有一棵橡树,我本可以把它移走,但我不想花额外的钱。现在是冬至季节,因为今天天气晴朗,我拍了一些阴影照片,并查看了阵列的输出。这张照片拍摄于上午10点左右,这棵树开始出现在阵列上:
在上午11:50,18分钟后,阵列未遮住,输出跳跃至3,900瓦,占额定输出的82%,典型的峰值输出。
我有一些数据我在10:30上午10:30。11月11日,并且在阵阵中间的树上拍打了,输出比下午11点50分,80分钟后的输出低1千瓦。所以我得出结论,在大约1 1/2小时内,树越过阵列,我正在失去大约1 kW,或大约25%的峰值输出。
我的房子面朝南东11度,所以每年的这个时候上午11点是太阳垂直于阵列的时候。从现在起,产量将下降。到了12:30,功率下降到3650瓦。在某个点上,西边的小树将开始遮蔽阵列,输出将迅速下降。
2012年5月:全年业绩数据
安装商业NSTAR仪表时,它读取000,000千瓦时。在没有网格捆绑电源的仪表上,这个数字只能上升。在这里,它可以通过任何方式,具体取决于我们是否使用超过PV系统产生的。
一年后,计价器的读数是97,409。要么是我们消耗了大量的能源,要么是我们向电网输送的能源比现场消耗的还要多。我认为是后者。光伏系统直到6月9日下午才开始运行,所以这2591千瓦时的净出口包括大约两周的能量流。
统计数据:
- 现场耗电3,813千瓦时
- 进口2752千瓦时
- 生产和出口5343千瓦时
- 生成6,403千瓦时
- 在现场产生和消费1,060千瓦时。
今年的使用情况可以与Passivhaus (PH)和Thousand Home Challenge等项目基准进行比较。根据“千户挑战”,我的场地能源使用分配是5375千瓦时,所以我们使用了71%的分配。当然,这是一个非常温暖的冬天,所以并不像看上去那么美好。但我们已经轻松地完成了千家挑战。
最有意义的Passivhaus标准是主要能量(PE)。主要能量是让能量到网站的能量以及站点能量的能量。对于电网,它比站点能量高出三倍。(Passivhaus软件使用2.7作为德国的主要能量因数;各种消息人士称,在美国在这里超过3岁
Passivhaus PE标准的单位是每平方米处理过的建筑面积千瓦时(TFA,遵循德国计算可用建筑面积的惯例)。这个房子将有大约150平方米的TFA。标准是120千瓦时/平方米的TFA,所以这里的限制将是18000千瓦时/年的PE,或者,使用36000千瓦时的PE系数的场地能源使用。在过去的一年里,我们设法轻松地低于这一限制。
我有对被动式haus标准提出了一项修正案新英格兰。我建议根据卧室的数量而不是根据建筑面积来设定PE的上限。根据修正案,我们是怎么做的?一个三居室的房子允许每年13600千瓦时,比标准下允许的低很多。当PE系数为3时,场地能源限制为4533千瓦时/年。在过去的一年里,我们勉强达到了3813千瓦时,但一个非常寒冷的年份可能会产生不同的结果!
2012年6月:光伏发电量超出预期
菲尔森林在2011年6月9日下午翻转4.76千瓦的SunPower光伏系统。在2012年6月8日结束时,该系统已经生产了6,694千瓦时。第二天,它制作了22.5千瓦时,所以花了一半的一半,为下午到下午的全年生产 - 以及总数为6,705千瓦时。
我真的很高兴,这对这总数没有有点惊讶。它显着超过了我们预测的。系统也有一些冬季阴影。尽管如此,收益率为1.41千瓦时/随空,在20世纪90年代末/ 2000年代初,我在我的新罕布什尔州家中有一个小(1.06千瓦)的系统,该系统从未制作超过1千瓦时/年。新罕布什尔州可能有一个云的气候,我知道这一年的晴朗(Eliakim的方式PV产量在第一年的6%上涨),但其中一些也是技术改进。
Sunpower声称他们的技术在低光和高温条件下比他们的竞争对手更有生产力,也许他们是对的!
2012年7月:我们参加了“千家挑战”
6月底,我们进行了一年的光伏系统运行和使用监控。(见下图2所示的条形图)
从2011年7月1日到2012年6月30日,我们使用了3755千瓦时,成本约为700美元。这低于“千户挑战”的目标,很可能也达到了被动式节能屋的主要能源限制。
在此期间,太阳能发电系统的发电量为6779千瓦时,这意味着我们的净出口为3024千瓦时——轻松实现了年净能源为零。剩余的电量可以让电动汽车行驶1万英里以上。
值得注意的是,这是一个异常温暖的冬天,我预计平均每年会多使用600-700千瓦时。同样需要注意的是,我们是一个两口之家——再加上几个十几岁的孩子,能量平衡就会有所不同——但我相信,在这种情况下,我们仍然可以做到净零,满足“千家挑战”。在温暖的冬天,除了12月和1月,我们实际上每个月都是净零。
这是一个很好的投资吗?
我们在补贴后花了大约26,000美元到达这里。这项工作中的一些是分包的,有些我做了自己。我也有一些很好的交易。我认为另一个人可能已经花了40,000美元来进行相同的工作。
当我们得到这所房子时,它的能源账单将在每年3300美元左右,所以这一努力的简单回报似乎在合理的范围内,我们得到了一个更舒适的房子和更好的空气质量。
2012年8月:生产里程碑
我们的光伏系统刚刚通过了8,000千瓦时才能产生!我们有超过3700千瓦时的盈余信用,我们可以分配到另一米。
Marc Rosenbaum是Martha在马萨诸塞州玛莎葡萄园岛的南山公司工程局长。他写了一个叫做博客低碳繁荣。
8的评论
电价上涨的速度真的超过了通货膨胀吗?
从长期来看(比如,光伏阵列的寿命),很少有证据支持人们经常说的观点(这在某些季度已经成为老生常谈),即电价已经超过了总体通胀。虽然在某些地区或较短时间内可能是这样,但在全国范围内,过去30年的价格基本上跟踪(甚至低于)总体通胀率。
http://metricmash.com/3431
假设电价上涨会导致投资回收期加快是不明智的,但很明显,一旦电价上涨,你就不会受到潜在通胀的影响。
但PV的价格在三十年中占据了大致对数的衰减,使每千瓦时的生命周期成本达到零售网格,在许多高价电力市场中更好。
http://blogs.scientificamerican.com/media/inline/blog/Image/naam-solar-moore_s-law-1.jpg
如果“系统的平衡”硬件和“软成本”(设计,允许和检验)落到小规模PV达到当前德国平均水平〜2.25美元/峰值,安装(补贴之前!)它成为更高价电力市场的近乎无意识的投资。
http://www.greentechmedia.com/articles/read/Tackling-Solar-Soft-Costs-from-Every-Angle/
回复达娜
Dana,你的价格图把天然气和电力画在一起;我不确定这是不是PV比较的正确集合,对吧?这里只是电力:
http://metricmash.com/3432
也许看一下速率会更好,因为太阳能已经真正可行了;2000年起:
http://metricmash.com/3435
看起来从2000年开始安装PV的人到目前为止确实战胜了通货膨胀。
电力成本
今年在我的AO电力单位成本一直在下降,可能由于由于持续低劣的天然气价格和从NG获得的网格力量的不断增加的部分,主要是为了牺牲退休的煤炭植物。
到目前为止,我的大多数客户都认为电力成本的削减是短暂的,但如果这种现象持续下去,人们对节能的兴趣将会减弱,就像2美元汽油的延长间隔会吸引成群的suv来到我们的道路上一样。
回复埃里克
感谢您捕捉我的错过 - 点击电力/天然气图!
但是在寻找PV阵列的生命周期KWH成本或预期持续30-50岁的任何其他发电机的生命周期成本时,这仍然很重要。25或30年的趋势将是最短的相关期间,而在过去30年中,电力成本略微强调了一般通胀,尽管领先于十年趋势。
历史上,天然气和30%效率热煤的效率热煤的历史上低定价,以及50%综合循环天然气发电机,以及中西部风力的增长正在为电力定价施加长期向下压力,尽管近期趋势驱动通过这些新来源的资本化成本。安装在2000 - 2010年之间的小型光伏的生命周期成本远高于美国最昂贵的电力市场的零售网格平价(以未补贴的成本),所以要感受到“有人的任何人到目前为止,自2000年以来,安装的PV确实殴打通胀“必须勉强地被解析成真实。在2000年的阵阵的生命周期上,它可能会破裂,但只有在接下来的30-40年趋势的趋势匹配最后50年的最陡峭的趋势,这并不可能。
在5美元/瓦特PV(补贴之前!)今年在马马出现的定价,它确实更好,但它仍然是几十年的长期投资,因为房主只有大量补贴,就像房主一样的短期投资更加可行(如SREC市场,税收激励和直接赠款可用于MARC。)在$ 2.25 /瓦特德国2012年平均投资是一个体面的投资。
在Marc的一个7美元/瓦的未经编译成本下,即使在玛莎的葡萄园零售能力成本,也很难在纯粹的财务状况下做出争论,但在零售后4美元/瓦特,但它仍然是一个长期投资。他的案件中的当地电力成本将在普通风电场的长期内进行调节/覆盖,这将减少峰值功率定价,即使它比当前的碱基负载功率更昂贵。未来20年(他引用的时期)的趋势可能与自2000年以来不太匹配,2008年马马零售电价达到顶峰,从而大幅下降,主要是由于天然气价格低。如果来自Marcellus和Utica Shale的拟议的天然气管道建立建立,因此认为它将对电力价格通胀进行进一步向下压力,作为州和联邦效率方案。更新光伏的成本下降还将在价格上涨上进行(相对较小)的价格,因为(如风动力),每千瓦时的边际成本一旦提升,即使补贴有资本成本也会崩溃被撑起,导致PV安装中的当地/区域繁荣。
不用说,对未来能源成本的任何预测都有巨大的1-sigma误差条,但30多年前广为流传的“电力(和其他能源)定价高于平均通胀”这一真理并没有得到实际历史的支持。风能和太阳能的价格都在继续对数下降,目前大约与化石电网持平。在未来10年里,化石能源可能会变得更贵(或者不会——页岩气行业还很年轻,已经过剩了),但风能和光伏发电将会比现在更便宜,而且这些资源还远远没有达到饱和。我的水晶球没有显示马克的电力价格在最近十年的趋势线上持续上涨,但很明显是YMMV。
回复达娜
Dana,关于我击败通胀的评论是很公平的——更准确的说法是,平均而言,自2000年以来安装PV的人都看到了电价超过通胀的速度。你说得对,未来是不成文的。:)
这项投资有多好?
我的回答是,人们做的事情让他们感觉良好,并且支出越大,情绪上的可能性而不是分析理由。为什么PV决策如此充满了ROI讨论,但90万美元的厨房改造没有审查?
在任何情况下,鉴于实际净成本,我简单的回报看起来大约十二年(系统是比我想象的更多)。这是一个比一个小型中产阶级投资者要去其他地方的更好的投资回报率吗?它比股票市场更可靠。
马克,别误会我
这里关于投资回报率的讨论源于您在博客中发表的一篇关于电价相对于平均通胀率的可疑断言。我完全理解ROI并不是去那里的动力因素,但如果你要做关于经济的陈述,我完全可以检查那些,嗯?;-)
我并不是说PV是一项糟糕的投资——恰恰相反(特别是在当前的MA补贴和SREC市场),或者说ROI和NPV是或应该是主要的驱动因素。我只是在质疑电价上涨速度超过平均通胀这一老生常谈,因为在相关时间段内,它显然是错误的(至少对美国大部分地区来说是如此)。对我们大多数人来说,经通胀调整后的电力成本自三里岛核电站(Three Mile Island)或WPPS债券失效之前(也远早于一瓦一美元的光伏板!)以来一直在缓慢下降。
我无法获得玛莎的葡萄园最近的电力价格历史,但近大部分地区的趋势都是自2008年以来的大部分趋势,根本没有保持与普通通货膨胀的步伐,而是移动另一个方向(!)。就像美国大多数大多数,在过去的30年里,马马的电力定价在电力价格低于平均通胀,混淆了那些声称酸雨修复的人的预测将过于昂贵,并通过天空中的臭氧孔驱动力量的力量。
而且我很高兴你(和其他人)看到一个比沃尔街的街道回报更好 - 如果我在5年前拥有更有利的阴影因素,我将在5年前跳过一个更有利于净目的价值。达到2.25美元/瓦特的价格点,我很想与我的邻居打开讨论,虽然避免了70'云杉的树木,甚至是税收补贴,赠款或SREC,但是因为它会让我感觉良好。
我非常看好小型PV的现在和未来。今年德国的价格点并不是最低的,尽管它的价格几乎是美国同类系统的一半。尽管太阳能板的价格很低,但太阳能板的安装成本还不到安装成本的一半,而且每年仍在推出更便宜的光伏工艺。(明年左右,薄单晶硅的生产方法将进入商业规模,这将挤垮该市场中任何一家实力较弱的公司。)软成本降至德国水平是必然的,而系统平衡成本将继续下降——随着美国继续快速推出。廉价pv派对才刚刚开始!
哪些部分是DIY的?
Marc,你介意告诉我一点关于你自己做的安装的部分吗?我知道,必须由合格的安装人员安装太阳能系统,以有资格获得折扣。我们计划在NYC在这里安装5千瓦系统,并希望保持成本。任何建议都会很棒。
艾迪
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