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客人的博客

屋顶太阳能何时比网格更便宜?

在问这个问题时,人们经常把苹果和橘子作比较,而忘记了不同地方的答案是不同的

比较屋顶光伏板发电的成本和电网输送的成本比它看起来更复杂。从本地电力成本和当地净计量率开始。
图片信用:墙壁/cc by 2.0Flickr /

全国可再生能源实验室最近表示,屋顶太阳能电池板有可能在美国产生近40%的电力。太阳能的成本呢?

许多人问当从光伏(PV)面板产生电力的成本将等于或低于从网格购买 - 一个名为“网格奇偶校验”的点。达到栅格平价可以加速太阳能采用。

但在提出问题时,他们经常将苹果与橘子进行比较,忘记答案因地到达以及从一种类型的安装而异。

例如,公用事业级太阳能系统的电力(通常是大阵列,其中一些具有慢慢改变倾斜和方向的跟踪机制,使得面板整天面对太阳),通常成本低于从太阳能电池板固定在某人的家中的电力。此外,美国的住宅电力率平均约为每小时12美分(千瓦时(千瓦时),远高于批发电费 - 价格公用事业支付给发电机 - 每千瓦时通常小于4美分。

同时,不同的州有或多或少的太阳能——例如,佛罗里达州的太阳能通常比阿拉斯加更经济。所有这些因素使得这个问题比人们预期的更复杂。

那么,我们如何将屋顶太阳能的成本与从本地电网购买电力的成本进行比较,从而查找哪些州何时会达到网格奇偶阶段的点?

在太阳能成本上

光伏阵列发电的平均成本来自于购买、安装、融资和维护系统所花费的全部资金除以该系统在其生命周期内预计将产生的总电量。我们称这个值为电力均等化成本(LCOE),它以美元/千瓦时($/kWh)表示。同样的标准可以用来确定煤炭或天然气工厂的成本。规划者喜欢它,因为它将发电厂几十年的成本降低到一个数字。

尽管LCoE作为指标的优势 - 但很容易理解和广泛使用 - 它也有一些缺点。即,它留下了地理变异性和随季节的变化。它通常忽略了环境影响的成本,例如碳排放的成本。将变量风和太阳能发电机与发电厂的电厂将变量风和太阳能发电机进行比较,如铀,煤炭和天然气所燃料的那些。

据报道,目前美国光伏发电的平均成本为12.2美分/千瓦时,这与平均零售价格大致相同。

那些密切关注电价的人可能会认为这与他们在家里支付的电费差不多。然而,这个数字可能具有误导性,因为它代表的是全美公用事业规模的太阳能的平均价格,而不一定是我们家用太阳能电池板发电的成本。

那么你怎么知道你住的地方的住宅太阳能与电网平价有多接近呢?最终,这取决于两件事:你从当地电网购买的电力需要支付多少钱,以及你能从PV产生的电力中获得多少钱。让我们都来看看。

你有多少太阳?

能源信息署(EIA)创建了邮政编码的平均电力率地图,对县级平均并由作者在下面的地图中重新制作。深红色(或较深)的颜色表明普通住宅电力率更高。

美国(EIA)的平均电力价格地图

电费在全国各地变得有很大的变化,这些差异是由许多经济,历史和监管原因引起的。同样地,太阳能的成本和太阳能资源的可用性(即,阳光普照的频率和频率如何以及多么强大)在整个美国也不是同质的。下图显示了全国所有县的住宅太阳能的LCoE。

美国的住宅太阳能中的Lcoe

住宅太阳能成本的数据来自于德克萨斯大学奥斯汀分校能源研究所正在进行的大规模校园研究项目。数据背后的主要假设是总成本太阳能光伏装安装3.50美元/瓦特对于指向南方的固定阵列,倾斜为25度。太阳能生产数据基于2013年国家可再生能源实验室的研究

南方的方向和倾斜代表了一个经验法则,并且可能不是每个区域设置的最佳太阳能放置。

美国能源部太阳能计划的目标是将住宅太阳能光伏系统的安装费用降低到每瓦1.5美元。来自中国的廉价光伏板降低了硬件成本,使得整个光伏系统的价格现在由“软成本”——即客户获取、安装、供应链、许可等——所主导。不过,安装系统的总成本仍在继续下降。

虽然这些成本削减令人印象深刻,但能源生产成本的主要驱动因素是照射太阳能电池板的太阳辐射量。显然,有些地方比其他地方阳光更充足,所以亚利桑那州的太阳能电池板产生的能量会比华盛顿州的更多,这对房主来说更经济。

全国范围内的电力成本各不相同。在电网电力成本最低的一些地区(如华盛顿),由于日照水平低,太阳能成本也最高。要使这些地区的太阳能达到同等水平将是困难的。

另一方面,还有其他一些地方电网电价较高,太阳能LCOE相对较低,包括新墨西哥州、加利福尼亚州和夏威夷;这些地方是太阳能尽早实现电网平价的主要地点。

移动目标

为了说明这一点,我们采取了相同的信息,将太阳能成本映射下放并以0.25美元/瓦的价格降低安装的太阳能的总安装成本 - 从3.50美元/瓦特到1.50美元/瓦特(Sunshot目标)。然后,我们可以从每个县中的太阳能LCoe中减去电力率。在这种差异为零或负(电力率> Lcoe)的情况下,我们可以估计该县将在居民平台上的网格平价。

下图显示了当安装太阳能的价格下降时平价点的估计值。请注意,总安装成本包括联邦投资税收抵免和任何地方退税和税收优惠。

这些计算和估计有几个警告。首先,上面的计算假设PV业主在其地区的标准电费上以它们的标准电费支付。这种布置通常称为净计量。

但是,公用事业公司与安装了光伏系统的客户之间的互动方式有很多种。一些公用事业公司可能会向房主支付批发市场价格,以支付他们从太阳能板输入电网的多余电力;这些批发利率往往比零售利率低得多。如果公用事业公司根据批发价格而不是零售价格向房主支付费用,那么太阳能就不那么经济了。

但这还不是全部。还可以加上减少二氧化碳排放和其他污染物的成本效益。另一方面,在夜间或多云的时候,“稳固”太阳能是有成本的。

保持这些因素,问题的答案,“它对我来说是经济意识安装太阳能吗?”是:这取决于。随着地图演示,除了任何电力成本的变化之外,观看的关键事情是太阳能的总成本速度。

约书亚·罗兹(Joshua Rhodes)是德克萨斯大学奥斯汀分校(University of Texas at Austin)能源博士后研究员。本文最初发表于谈话

7点评论

  1. Ven Sonata.||#1

    精湛的文章!
    这篇文章简明扼要,简洁准确。我花了25页的凌乱的墨水和笔记本,以得出相同的结论。我应该站在床上!

  2. 专家成员
    Dana多赛特||#2

    美国的主要司机确实是软成本,而不是呈现。
    在德国和澳大利亚屋顶PV的平均成本使用相同的面板,货架和逆变器低于2美元/瓦特,但截至2015年第四季度的平均成本约为3.50美元。

    http://www.seia.org/sites/default/files/2-5-modeledresidentialturnkeoftoppvsysteminstalledcostsq12014-q12015.jpg.

    http://www.greentechmedia.com/articles/read/us-solar-pv-system-prices-continue-to-decline-in-q3-to-decline-in-q3-to-decline-

    每瓦1.5美元的差价既可以衡量政策支持,也可以在某种程度上衡量当地市场的成熟度/竞争力。对于绝大多数美国人来说,2美元/瓦的屋顶太阳能LCOE低于电网零售,而1.5美元/瓦的屋顶太阳能LCOE与电网批发电力具有竞争力。这一天来得比大多数美国人想象的还要早。

    与此同时,公用事业规模太阳能的LCoE现在在美国大多数美国未订婚市场的竞争力的门槛上,并正在印度和阿拉伯半岛国家等高缺失/低劳动力成本国家中击败所有斗争。最近在迪拜开放招标中,PV提案以2.99美元/千瓦时的合同价格出现:

    http://reneweconomy.com.au/2016/solar-prices-plunge-to-new-lows-as-dubai-auction-nets-under-3ckwh-84894

  3. vince caruso.||# 3

    不公正划分选区和扣税
    我们的伟大州密歇根州即将在真正的意义上消失净计量。当前州政府因一方而在一方,而我们的参议员压倒性地在另一边。格里曼德。国家领导人正在从我们的公用事业方面占据大笔资金,并推动远离真正的净计量,公用事业公司支付约20%的投资者。这现在发生在许多州。这对我们在去年左右的州的太阳风和风中的效果非常冷静。

    我们可以成为太阳能的净能源出口国,在很大程度上,还有五大湖的风能!巨大的吸引企业谁会知道能源的成本较低和非常稳定的很长一段时间,更少的污染在我们的国家(汞和空气污染是主要问题从燃煤发电厂,和大量的不稳定的核废料储存在我们的大湖)。

    你可能想把它加到你的能量计算机上,看看会有什么结果。谢谢你的努力,非常有用的信息。

  4. 韦斯·斯图尔特||# 4

    回复文斯·卡鲁索
    “公用事业公司支付约20%的投资者回报”

    在我看来,你应该投资你的实用程序。投资足以支付股息和您到达乌托邦的公用事业账单;净零!

  5. 维多||# 5

    不同的州,不同的法规(回应第5条)
    并非所有州都处于“脱钩”的监管环境下,允许商业发电机和电力经纪人/承包商/聚合商直接竞争零售业务。然而,许多州确实有这些选择,在捆绑所有可再生能源合同可用的地方,这是一个减少碳足迹和资助可再生能源事业规模增长的好方法。

    然而,它没有本地PV的所有相同益处。通过本地PV,电源在负载附近产生,占据最小(或否)电网容量。如果您购买100%的风或100%太阳,则根据您的国家调节这些交易的方式,仍然可以进入您的区域网格,这是一个100%风或100%的太阳能。社区太阳能是直接在您家的下一个最佳的东西,因为它始终位于当地的分销网格中,而不是一个大型太阳能农场三个州。这对长途传输电网和我们的本地分配电网产生了净效益,通过减轻负载,通过直接向您的侧面提供电力等,释放变电站上的吞吐量容量等。通过网格和变电站移动的电力较小,它们的电容较低跑,他们持续时间越长。在NJ中,年峰值栅格载荷(和最高的设备温度)来自空调负载,通过PV本地载荷基本上减小。

    太阳能政策遍布整个地方,并通过国家快速发展。具有最低分布式PV友好政策结构的国家的这种短期批评阐述了一些辩论/立法的问题:

    http://www.biologicaldiversity.org/programs/population_and_sustainability/energy/pdfs/ThrowingShade.pdf

    顺便说一下:powerprofiler.com域名目前正在出售-那里没有“那里”。想买吗?

  6. 乔纳森·劳伦斯CZ 4A新泽西||#6

    前几天我看到一个广告
    前几天从绿色山地能源销售100%水电,太阳能或其组合的另一日,作为我目前的现任者的替代品,我看到了一张广告。在我的市场中,现任的非Tou关税率在过去的一年中,从大约16美元/ kWh到$ .175 / kWh供电。尽管与文章有所符合,但我仍然对100%水电和100%太阳能的100%水电和100%太阳合同的合同率令人惊讶.1145 / kWh。如果没有合同,费率更便宜,但您承担了升高的风险。有很多其他公司可以使用提供类似的定价,有些具有有趣的软件,允许我通过Sense产品等来源看到使用。

    那么抓住了什么?为什么想要减少碳足迹的人都没有意义,但无论出于何种原因都无法访问屋顶太阳能?为什么任何从他们的现任支付更多的人都不是有意义的,无论急需减少碳。

    顺便说一下,根据Power Profiler工具(https://www.epa.gov/energy/power-profiler),我所区域的发电混合如下:
    40.9核
    30.8天然气
    23.9煤
    2.3 Non-Hydro可再生能源
    1.1水电
    石油。4
    总计99.4 - 不确定为什么缺少。

  7. 乔纳森·劳伦斯CZ 4A新泽西||# 7

    达娜,
    抢手货。工具

    达娜,

    抢手货。该工具被称为Power Profiler,可以在多个网站上使用。我修改了上面的文字,并在环保局的网站上放了一个工具的链接。

    我的新房子将在屋顶上安装太阳能电池板,但我宁愿让我现在的房子不使用太阳能,让下一个房主来打电话。与此同时,我觉得这是改变现状的好办法。在新泽西州有很多的太阳能活动,所以我希望如果我转向100%的太阳能计划,我将有助于保持当地的REC价格上涨,并鼓励进一步的发展。这里的水电和风能可能就不是这样了。

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