בעלי בתים שמתקינים מערכות חשמל פוטו-וולטאיות זוכים ליתרונות רבים: חשבונות חשמל נמוכים יותר, טביעות רגל נמוכות יותר וערכי בית פוטנציאליים גבוהים יותר. אך היתרונות הללו מגיעים בעלויות התקנה ותחזוקה משמעותיות, ועוצמת הרווחים יכולה להשתנות באופן נרחב מבית לבית למשנהו. מאמר זה יסייע לבעלי בתים לבצע את החישובים הכספיים הנדרשים בכדי לקבוע את הכדאיות של אנרגיה סולארית בבתיהם.
כוח סולרי פוטו-וולטאי
טכנולוגיית השמש הפוטו-וולטאית (PV) קיימת מאז שנות החמישים, אך בזכות ירידת מחירי מודולי השמש היא נחשבה רק לטכנולוגיה בת-קיימא מבחינה כלכלית לשימוש נרחב מאז תחילת האלף.
גודל לוח השמש מצוטט מבחינת פוטנציאל תפוקת החשמל התיאורטית בוואט. עם זאת, התפוקה האופיינית הממומשת עבור מערכות PV המותקנות - המכונה "גורם הקיבולת" - היא בין 10% ל 20% מהתפוקה התיאורטית. מערכת משק בית של 3 קילוואט (קוט"ש) הפועלת בגודל קיבולת של 15% תייצר 3 קילוואט * 15% * 24 שעות ביממה * 365 יום / שנה = 3, 942 קוט"ש / שנה, או בערך שליש מצריכת החשמל האופיינית של ארה"ב בית. אך חישוב זה עשוי להטעות מכיוון שיש סיבה מועטה לדבר על תוצאות "טיפוסיות"; למעשה, השמש עשוי להיות הגיוני למשק בית אחד, אך לא לבית הסמוך. ניתן לייחס פער זה לשיקולים הכספיים והמעשיים הנחשבים בקביעת הכדאיות.
עלויות
אנרגיה סולארית היא עתירת הון, והעלות העיקרית של בעלות על מערכת מתעוררת בקניית הציוד. מודול השמש ייצג כמעט בוודאות את המרכיב היחיד הגדול ביותר בהוצאה הכוללת. ציוד אחר הנדרש להתקנה כולל מהפך (להפוך את הזרם הישיר המיוצר על ידי הפאנל לזרם החילופין המשמש מכשירי חשמל ביתיים), ציוד מדידה (אם יש צורך לראות כמה כוח מייצר), ורכיבי דיור שונים יחד עם כבלים וציוד חיווט. חלק מבעלי הבית שוקלים גם אחסון סוללות. מבחינה היסטורית, הסוללות היו יקרות לאין שיעור ומיותרות אם השירות משלם עבור עודף חשמל המוזן לרשת (ראה להלן). יש לקחת בחשבון גם את עלות העבודה להתקנה.
בנוסף לעלויות ההתקנה, ישנם כמה עלויות נוספות הקשורות להפעלה ותחזוקה של מערך סולארי PV. מלבד ניקוי הלוחות באופן קבוע, ממירים וסוללות (אם מותקנים) בדרך כלל זקוקים להחלפה לאחר מספר שנים של שימוש.
בעוד שהעלויות לעיל הן יחסית פשוטות - לעיתים קרובות חברת התקנות סולארית יכולה לעלות מחיר עבור אלה עבור בעל בית - קביעת סבסוד הזמינה מהממשלה ו / או השירות המקומי שלך יכולה להוות אתגר יותר. תמריצים ממשלתיים משתנים לעתים קרובות, אך באופן היסטורי, ממשלת ארה"ב איפשרה זיכוי מס של עד 30% מעלות המערכת. פרטים נוספים על תוכניות תמריץ בארצות הברית, כולל תוכניות בכל מדינה, ניתן למצוא באתר מסד הנתונים של תמריצים למדינה מתחדשת ויעילות (DSIRE). במדינות אחרות, מידע כזה זמין לרוב באתרי ממשלה או תמיכה בנושא השמש. בעלי בתים צריכים גם לבדוק עם חברת השירות המקומית שלהם כדי לבדוק האם היא מציעה תמריצים כספיים להתקנה סולארית, ולקבוע מהי המדיניות שלה לגבי חיבור רשת ורשת מכירת עודפי חשמל לרשת.
יתרונות
יתרון משמעותי להתקנת PV הוא חשבון אנרגיה נמוך יותר, אך גודל ההטבה תלוי בכמות האנרגיה הסולארית שיכולה להפיק בהינתן התנאים הזמינים ובאופן בו השירותים מחייבים חשמל.
השיקול הראשון הוא רמות ההקרנה הסולארית הקיימות במיקום הגאוגרפי של הבית. כשמדובר בשימוש בפאנלים סולאריים, קרוב יותר לקו המשווה זה בדרך כלל טוב יותר, אך יש לקחת בחשבון גורמים אחרים. המעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת (NREL) מייצרת מפות לארצות הברית המציגות רמות קרינה סולארית; הכלים באתר האינטרנט שלהם מספקים מידע סולארי מפורט עבור מיקומים ספציפיים בארצות הברית מפות ונתונים דומים זמינים גם במדינות אחרות, לעתים קרובות מסוכנויות סביבתיות ממשלתיות או מארגוני אנרגיה מתחדשת. חשובה לא פחות היא האוריינטציה של הבית; עבור מערכי גג, גג פונה דרומה ללא עצים או חפצים אחרים המכשילים אור שמש ממקסם את האנרגיה הסולארית הזמינה. אם זה לא זמין, ניתן להתקין לוחות על תומכים חיצוניים ולהתקין אותם מחוץ לבית, תוך עלויות נוספות עבור החומרה והכבלים הנוספים.
השיקול השני הוא העיתוי של ייצור אנרגיה סולארית וכיצד השירות מחייב חשמל. ייצור אנרגיה סולארית מתרחש בעיקר בשעות אחר הצהריים והוא גבוה יותר במהלך הקיץ, ובכך מתאים יחסית לדרישת החשמל הכוללת באקלים חמים מכיוון שבזמנים אלה המזגנים צורכים את מרב האנרגיה. כתוצאה מכך, אנרגיה סולארית חשובה מכיוון שהשיטות האלטרנטיביות לייצור אנרגיה (לרוב תחנות כוח גז טבעי) המשמשות לענות על ביקוש אנרגיה שיא נוטות להיות יקרות. אך לעיתים קרובות השירותים גובים מצרכני מגורים מחיר קבוע עבור חשמל, ללא קשר לזמן הצריכה. המשמעות היא שבמקום לקזז את העלות היקרה של ייצור חשמל שיא, מערכות החשמל הסולאריות של בעלי בתים רק מתקזזות מהמחיר שהם מחייבים עבור חשמל, שהוא הרבה יותר קרוב לעלות הממוצעת של ייצור החשמל.
עם זאת, חברות שירות רבות בארצות הברית הציגו תוכניות תמחור המאפשרות לחייב בעלי בתים בשיעורים שונים לאורך היום בניסיון לשקף את העלות בפועל של ייצור חשמל בתקופות שונות; המשמעות היא שיעורים גבוהים יותר בשעות אחר הצהריים ושיעורים נמוכים יותר בלילה. מערך סולארי PV עשוי להועיל מאוד באזורים שבהם נעשה שימוש בקצב משתנה מסוג זה מכיוון שהכוח הסולארי המיוצר יקזז את החשמל היקר ביותר. עד כמה זה מועיל עבור בעל בית נתון תלוי בתזמון ובגודל המדויק של שינויים בשיעור במסגרת תוכנית כזו. באופן דומה, לשירותים במקומות מסוימים יש תוכניות תמחור שמשתנות בתקופות שונות בשנה בגלל תנודות ביקוש עונתיות רגילות. אלה עם שיעורים גבוהים יותר במהלך הקיץ הופכים את החשמל לשמש ליותר יקר.
בכמה שירותים יש תוכניות תמחור לפי שכבות בהן המחיר השולי של החשמל משתנה עם עליית הצריכה. במסגרת תוכנית מסוג זה, התועלת ממערכת סולארית יכולה להיות תלויה בשימוש בחשמל בבית; באזורים מסוימים הכפופים לשיעורים העולים באופן דרמטי ככל שהצריכה גדלה, בתים גדולים (עם צרכי אנרגיה גדולים) עשויים להפיק תועלת מרבית ממערכי השמש המקזזים את הצריכה השולית בעלות הגבוהה.
היתרון השלישי של מערכת סולארית הוא שבעלי בתים יכולים למכור חשמל המיוצר באמצעות סולארית לכלי עזר. בארה"ב הדבר נעשה באמצעות תוכניות "מדידת רשת", בהן צרכני מגורים משתמשים בכוח שהכניסו לרשת (כאשר קצב ייצור החשמל ממערך השמש גדול משיעור צריכת החשמל הביתית) לקיזוז הכוח הנצרך בזמנים אחרים; החשבון החשמלי החודשי משקף צריכת אנרגיה נטו. התקנות והמדיניות הספציפיות למדידת רשת משתנות באזורים שונים. בעלי בתים יכולים להתייחס למסד הנתונים של DSIRE ועליהם ליצור קשר עם השירותים המקומיים שלהם כדי למצוא מידע ספציפי יותר.
היתרון הסופי הוא ההשפעה הפוטנציאלית על ערך הבית עקב תוספת מערך סולארי. באופן כללי, סביר להניח שפאנלים סולאריים יעלו את הערך של מרבית הבתים. ראשית, יש יתרון כספי שאי אפשר להכחיש בכך שיש צורך בחשבונות חשמל נמוכים יותר כתוצאה ממערך סולארי. שנית, המגמה לחיים "ירוקים" פירושה שיש ביקוש הולך וגובר לבתים עם טביעת רגל קטנה יותר של פחמן ומונעים על ידי מקורות מתחדשים. לבסוף, קניית בית שכבר הותקן סולארי פירושה שההשקעה ממומנת (עבור קונה הדירות) באמצעות המשכנתא. קלות המימון הזו הופכת פוטנציאל סולארי לזול יותר עבור רוכש בית מאשר לקנות בית ללא שמש ובהמשך להוסיף מערך סולארי.
חישוב הכדאיות הפיננסית ועלות החשמל "המישורית"
לאחר קביעת העלויות והיתרונות לעיל, ניתן להעריך מערכת סולארית באופן תיאורטי בשיטת תזרים מזומנים (DCF). התזרים בתחילת הפרויקט יכלול עלויות התקנה (בניכוי סובסידיות), והתזרים יגיע בהמשך בצורה של עלויות חשמל מקוזזות (ישירות והן באמצעות מדידת רשת).
במקום להשתמש ב- DCF, בדרך כלל מעריכים את כדאיותו של אנרגיה סולארית על ידי חישוב עלות החשמל המוגבלת (LCOE) ואז משווים אותה לעלות החשמל שגובה השירות המקומי. LCOE לשמש סולארית ביתית יחושב בדרך כלל כעלות / קילוואט שעה ($ / kWh או ¢ / kWh) - אותה תבנית המשמשת בדרך כלל על חשבונות חשמל. בכדי לקרב את ה- LCOE, ניתן להשתמש במשוואה הבאה:
LCOE ($ / kWh) = ערך נוכחי נקי (NPV) של עלות הבעלות על החיים ($) / תפוקת אנרגיה של חיים (kWh)
אורך החיים השימושיים של מודול סולרי PV הוא בדרך כלל 25-40 שנים. עלות הבעלות כוללת את עלויות התחזוקה, שיש להפחית בכדי למצוא את ה- NPV. לאחר מכן ניתן להשוות את ה- LCOE לעלות החשמל מכלי שירות; זכרו, המחיר הרלוונטי הוא זה שמתרחש בתקופות בשיא השמש PV או קרוב אליו. (עיין במחשבון הערך הנוכחי של Investopedia כדי לנסות בעצמך את החישובים האלה.)
בשורה התחתונה
קביעה אם להתקין מערכת סולארית PV עשויה להיראות כמשימה מפחידה, אך חשוב לזכור שמערכת כזו היא השקעה לטווח הארוך. במקומות רבים, אנרגיה סולארית היא בחירה טובה מבחינה פיננסית. גם אם נמצא כי עלות האנרגיה הסולארית יקרה בהרבה מחשמל שנרכש מכלי עזר, בעלי בתים עשויים לרצות להתקין אנרגיה סולארית כדי להימנע מתנודות פוטנציאליות בעתיד בעלויות האנרגיה, או שפשוט רוצים לרצות מעבר למוטיבציות והשימוש הכספי האישי שלהם. שמש למחייה "ירוקה".
