تكلفة الألواح الشمسية: هل يستحق ذلك؟

ما هي الطاقة الشمسية للمنزل؟

يمكن لأصحاب المنازل الذين يقومون بتثبيت أنظمة الطاقة الشمسية الحصول على العديد من الفوائد: فواتير الكهرباء المنخفضة ، وخفض انبعاثات الكربون ، وربما قيم منازل أعلى.لكن هذه الفوائد تأتي عادةً مع تكاليف تركيب وصيانة كبيرة ويمكن أن يختلف حجم المكاسب بشكل كبير من منزل إلى آخر.

ستساعد هذه المقالة أصحاب المنازل في إجراء الحسابات المالية المطلوبة لتحديد جدوى الطاقة الشمسية في منازلهم.

الماخذ الرئيسية

  • قد يرغب أولئك الذين يسعون إلى التحول إلى اللون الأخضر في التفكير في تجهيز منازلهم بألواح شمسية.
  • الطاقة الشمسية ليست جيدة فقط للبيئة ، ولكن يمكنك كسب المال من خلال إعادة بيع الطاقة الزائدة إلى الشبكة.
  • في حين أن التكاليف قد انخفضت على مدى السنوات الماضية ، فإن تركيب وصيانة الألواح الشمسية يمكن أن يكون مكلفًا للغاية.
  • الألواح الشمسية هي الأنسب للمنازل التي تتعرض لأشعة الشمس بكثرة على مدار العام.
  • قبل الالتزام بالطاقة الشمسية ، تأكد من فهم العوامل الاجتماعية والاقتصادية.
1:46

انقر فوق تشغيل لمعرفة ما إذا كانت الطاقة الشمسية تستحق العناء

فهم الطاقة الشمسية

من حيث المبدأ ، فإن معرفة ما إذا كان من المنطقي من الناحية المالية تركيب الطاقة الشمسية لمنزلك أمر بسيط.سوف تحتاج إلى حساب:

  1. تكلفة نظام الطاقة الشمسية
  2. كم من الطاقة سينتج
  3. ما كنت ستدفعه مقابل نفس القدر من الطاقة
  4. كم عدد السنوات التي سيستغرقها استثمارك مقدمًا لدفع تكاليف الطاقة الموفرة
  5. ما إذا كان النظام سيدفع عن نفسه في غضون خمس سنوات

إذا كان الأمر كذلك وكان لديك رأس مال مقدمًا ، فمن المحتمل أن تكون فكرة رائعة.إذا كان عليك الانتظار لفترة أطول لتحقيق المدخرات أو الحصول على قرض لتحمل تكاليف النظام ، فستحتاج إلى التفكير في القرار بعناية.

لكن من الناحية العملية ، فإن الأمور ليست بهذه البساطة.هناك تباين كبير في كل من هذه العوامل ، ويمكن أن يجعل تكاليف وفوائد تركيب الطاقة الشمسية لمنزلين - حتى لو كانا متجاورين - مختلفة اختلافًا جذريًا.

ومع ذلك ، هناك بعض الأدوات التي يمكن أن تساعد.تقدم Solar Reviews آلة حاسبة توفر لك بسرعة تكاليف تمثيلية ووفورات لنظام الطاقة الشمسية في كل جزء من الولايات المتحدة.تعد الآلات الحاسبة مثل هذه مكانًا جيدًا للبدء إذا كنت جديدًا في مجال الطاقة الشمسية وترغب في فهم نموذج التكلفة الأساسي.

في بقية هذه المقالة ، سنأخذك في جولة حول كل عامل من العوامل الرئيسية التي يجب أن تأخذها في الاعتبار عند حساب التكاليف والوفورات المحتملة للطاقة الشمسية لمنزلك.

قبل الحصول على الألواح الشمسية ، احصل على عروض أسعار من العديد من المثبتين ذوي السمعة الطيبة للمقارنة.

تكلفة الطاقة الشمسية لأصحاب المنازل

أولاً ، دعونا نلقي نظرة على تكلفة تركيب نظام الطاقة الشمسية لمنزلك.يتراوح متوسط ​​التكلفة الأولية لنظام الطاقة الشمسية السكنية بين 3500 و 16000 دولار.

لماذا هذا النطاق الضخم من التكاليف؟حسنًا ، يعتمد الكثير من الاختلاف على حجم النظام الذي ترغب في تثبيته ونوع اللوحات التي تريد استخدامها.مهما كان النظام الذي تستخدمه ، ضع في اعتبارك أن الطاقة الشمسية تتطلب رأس مال مكثف وأن التكلفة الرئيسية لامتلاك النظام تأتي مقدمًا عند شراء المعدات.من شبه المؤكد أن تمثل الوحدة الشمسية أكبر عنصر منفرد من النفقات الإجمالية.

هناك بعض التكاليف الإضافية أيضًا.تشمل المعدات الأخرى اللازمة للتركيب العاكس (لتحويل التيار المباشر الذي تنتجه اللوحة إلى التيار المتردد الذي تستخدمه الأجهزة المنزلية) ، ومعدات القياس (إذا كان من الضروري معرفة مقدار الطاقة المنتجة) ، ومكونات الإسكان المختلفة جنبًا إلى جنب مع الكابلات والأسلاك.يفكر بعض مالكي المنازل أيضًا في تخزين البطارية.تاريخياً ، كانت البطاريات باهظة الثمن وغير ضرورية إذا كانت المرافق تدفع مقابل الكهرباء الزائدة التي يتم تغذيتها في الشبكة (انظر أدناه). يجب أيضًا مراعاة تكلفة عمالة التركيب.

بالإضافة إلى تكاليف التركيب ، هناك بعض التكاليف الإضافية المرتبطة بتشغيل وصيانة مجموعة الطاقة الشمسية الكهروضوئية.بصرف النظر عن تنظيف الألواح بانتظام ، تحتاج المحولات والبطاريات (إذا تم تركيبها) بشكل عام إلى الاستبدال بعد عدة سنوات من الاستخدام.

الإعانات

في حين أن التكاليف المذكورة أعلاه واضحة نسبيًا - غالبًا ما يمكن لشركة تركيب الطاقة الشمسية تحديد سعر لها لمالك المنزل - فإن تحديد الإعانات المتاحة من الحكومة و / أو مرفقك المحلي يمكن أن يكون أكثر صعوبة.تتغير الحوافز الحكومية كثيرًا ، ولكن تاريخيًا ، سمحت الحكومة الأمريكية بخصم ضريبي يصل إلى 30٪ من تكلفة النظام.

يمكن العثور على مزيد من التفاصيل حول برامج الحوافز في الولايات المتحدة ، بما في ذلك البرامج داخل كل ولاية ، على موقع قاعدة بيانات حوافز الدولة لمصادر الطاقة المتجددة والكفاءة (DSIRE).في البلدان الأخرى ، غالبًا ما تكون هذه المعلومات متاحة على مواقع الويب الحكومية أو مواقع الدعوة الخاصة بالطاقة الشمسية.يجب على مالكي المنازل أيضًا التحقق من شركة المرافق المحلية لمعرفة ما إذا كانت تقدم حوافز مالية لتركيب الطاقة الشمسية ولتحديد سياستها المتعلقة بالربط البيني للشبكة ولبيع الطاقة الزائدة في الشبكة.

97.7 جيجاوات

قامت الولايات المتحدة بتركيب 19.2 جيجاوات من الطاقة الكهروضوئية الشمسية في عام 2020 لتصل إلى 97.7 جيجاوات من إجمالي السعة المركبة ، وهو ما يكفي لتشغيل 17.7 مليون منزل أمريكي.

حساب إنتاج الطاقة الخاصة بك

العامل الثاني الذي ستحتاج إلى مراعاته في حساباتك هو مقدار الطاقة التي سينتجها نظامك ومتى سيفعل ذلك.يمكن أن يكون هذا حسابًا معقدًا للغاية ، حتى بالنسبة لمهندسي الطاقة الشمسية ذوي الخبرة.ومع ذلك ، فلنستعرض الأساسيات.

من أهم الاعتبارات مستويات الإشعاع الشمسي المتاحة في الموقع الجغرافي للمنزل ؛ بمعنى آخر ، ما مدى إشراق المكان الذي تعيش فيه.عندما يتعلق الأمر باستخدام الألواح الشمسية ، يكون الاقتراب من خط الاستواء أفضل بشكل عام ، ولكن يجب مراعاة العوامل الأخرى.يُنتج المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) خرائط للولايات المتحدة تُظهر مستويات الإشعاع الشمسي ، وتوفر الأدوات الموجودة على موقعها الإلكتروني معلومات مفصلة عن الطاقة الشمسية لمواقع محددة داخل الولايات المتحدة.

نفس القدر من الأهمية هو اتجاه منزلك: بالنسبة لمصفوفات الأسطح ، فإن السقف المواجه للجنوب بدون أشجار أو أشياء أخرى تعيق ضوء الشمس يزيد من الطاقة الشمسية المتاحة.إذا لم يكن ذلك متاحًا ، فيمكن تركيب الألواح على دعامات خارجية وتركيبها بعيدًا عن المنزل ، مما يؤدي إلى تكبد تكاليف إضافية للأجهزة والكابلات الإضافية.

وبعد ذلك يجب أن تأخذ في الاعتبار حجم نظامك.يُقتبس حجم الألواح الشمسية من حيث إمكانات الخرج الكهربائي النظري بالواط.ومع ذلك ، فإن المخرجات النموذجية المحققة للأنظمة الكهروضوئية المثبتة - والمعروفة باسم عامل السعة - تتراوح بين 15٪ و 30٪ من المخرجات النظرية.إن النظام المنزلي الذي تبلغ سعته 3 كيلو واط في الساعة والذي يعمل بعامل قدرة 15٪ سينتج 3 كيلو واط ساعة × 15٪ × 24 ساعة / يوم × 365 يومًا / سنة = 3942 كيلو واط ساعة / سنة أو ما يقرب من ثلث استهلاك الكهرباء النموذجي أسرة أمريكية.

كم ستوفر؟

بمجرد أن تعرف كم سيكلف نظام الطاقة الشمسية مقدمًا وكمية الطاقة التي سينتجها ، يمكنك (نظريًا) توقع مقدار ما يمكنك توفيره في تكاليف الطاقة سنويًا.

هذه عملية حسابية صعبة أخرى ، لأن الكثير يعتمد على كيفية دفعك للكهرباء في الوقت الحالي.غالبًا ما تفرض المرافق على المستهلكين المقيمين سعرًا ثابتًا للكهرباء ، بغض النظر عن وقت الاستهلاك.هذا يعني أنه بدلاً من تعويض التكلفة الباهظة لإنتاج الكهرباء في وقت الذروة ، فإن أنظمة الطاقة الشمسية لأصحاب المنازل تعوض فقط السعر الذي يتم تحصيله مقابل الكهرباء ، وهو أقرب بكثير إلى متوسط ​​تكلفة إنتاج الطاقة.

ومع ذلك ، فقد أدخلت العديد من شركات المرافق العامة في الولايات المتحدة مخططات تسعير تسمح لأصحاب المنازل بأن يتم تحصيل رسومهم بمعدلات مختلفة على مدار اليوم في محاولة لتعكس التكلفة الفعلية لإنتاج الكهرباء في أوقات مختلفة: وهذا يعني معدلات أعلى في فترة ما بعد الظهر وأسعار أقل بأسعار ليل.قد تكون مجموعة الطاقة الشمسية الكهروضوئية مفيدة للغاية في المناطق التي يتم فيها استخدام هذا النوع من المعدل المتغير بمرور الوقت لأن الطاقة الشمسية المنتجة ستعوض الكهرباء الأكثر تكلفة.

يعتمد مدى فائدة ذلك بالضبط بالنسبة لصاحب منزل معين على التوقيت الدقيق وحجم تغيرات الأسعار في ظل مثل هذه الخطة.وبالمثل ، تمتلك المرافق في بعض المواقع مخططات تسعير تختلف باختلاف أوقات السنة بسبب تقلبات الطلب الموسمية المنتظمة.أولئك الذين لديهم معدلات أعلى خلال الصيف يجعلون الطاقة الشمسية أكثر قيمة.

بعض المرافق لديها خطط تسعير متدرجة يتغير فيها السعر الهامشي للكهرباء مع ارتفاع الاستهلاك.بموجب هذا النوع من الخطط ، يمكن أن تعتمد الاستفادة من النظام الشمسي على استخدام الكهرباء في المنزل ؛ في مناطق معينة تخضع لمعدلات تزيد بشكل كبير مع زيادة الاستهلاك ، قد تستفيد المنازل الكبيرة (ذات الاحتياجات الكبيرة من الطاقة) أكثر من المصفوفات الشمسية التي تعوض الاستهلاك الهامشي عالي التكلفة.

بالنسبة لبعض المنازل ، قد يكون من الممكن جني الأموال عن طريق بيع الطاقة الشمسية مرة أخرى إلى الشبكة.في الولايات المتحدة ، يتم ذلك من خلال خطط "صافي القياس" ، حيث يستخدم المستهلكون السكنيون الطاقة التي يضعونها في الشبكة (عندما يكون معدل توليد الكهرباء من المصفوفة الشمسية أكبر من معدل استهلاك الكهرباء المنزلية) للتعويض الطاقة المستهلكة في أوقات أخرى ؛ تعكس فاتورة الكهرباء الشهرية صافي استهلاك الطاقة.تختلف لوائح وسياسات قياس صافي القياس عبر المناطق.يمكن لأصحاب المنازل الرجوع إلى قاعدة بيانات DSIRE ويجب عليهم أيضًا الاتصال بالمرافق المحلية الخاصة بهم للعثور على مزيد من المعلومات المحددة.

حساب تكاليف الطاقة الشمسية

في هذه المرحلة ، ستكون في وضع يسمح لك بإجراء حساب نهائي وتقييم ما إذا كانت الطاقة الشمسية منطقية بالنسبة لك.

يمكن نظريًا تقييم التكلفة الإجمالية والفوائد للنظام الشمسي باستخدام طريقة التدفق النقدي المخصوم (DCF).ستتألف التدفقات الخارجة في بداية المشروع من تكاليف التركيب (بعد خصم الإعانات) وستصل التدفقات الداخلة لاحقًا في شكل تعويض تكاليف الكهرباء (سواء بشكل مباشر أو من خلال القياس الصافي).

ومع ذلك ، بدلاً من استخدام DCF ، يتم عادةً تقييم جدوى الطاقة الشمسية عن طريق حساب التكلفة المستوية للكهرباء (LCOE) ، ثم مقارنتها بتكلفة الكهرباء التي تتقاضاها المرافق المحلية.عادةً ما يتم حساب LCOE للطاقة الشمسية المنزلية بالتكلفة / كيلوواط / ساعة (دولار / كيلوواط ساعة أو ¢ / كيلوواط ساعة) - نفس التنسيق المستخدم بشكل شائع في فواتير الكهرباء.لتقريب LCOE ، يمكن استخدام المعادلة التالية:

LCOE ($ / kWh) = صافي القيمة الحالية (NPV) لتكلفة الملكية مدى الحياة (بالدولار) / مخرجات الطاقة مدى الحياة (kWh)

يُفترض عمومًا أن العمر الإنتاجي لوحدة الطاقة الشمسية الكهروضوئية يتراوح من 25 إلى 40 عامًا.تتضمن تكلفة الملكية تكاليف الصيانة التي يجب خصمها للعثور على صافي القيمة الحالية.يمكن بعد ذلك مقارنة LCOE بتكلفة الكهرباء من المرافق ؛ تذكر أن السعر المناسب هو السعر الذي يحدث خلال أوقات ذروة إنتاج الطاقة الشمسية الكهروضوئية أو بالقرب منها.

هل الطاقة الشمسية تستحق كل هذا العناء؟

بمجرد الانتهاء من جميع هذه الحسابات ، من المحتمل أن ينتهي بك الأمر برقم واحد - عدد السنوات التي سيستغرقها النظام الشمسي لدفع ثمن نفسه في المدخرات من فواتير الطاقة الخاصة بك.إذا كنت تعيش في جزء مشمس من البلاد ولديك فواتير خدمات عالية في الوقت الحالي ، فقد تبحث عن نظام سيصل إلى هذه النقطة في غضون خمس سنوات.قد يضطر مالكو المنازل الآخرون إلى الانتظار 10 أو 20 عامًا للوصول إلى هذه النقطة.

بمعنى آخر ، سيرى معظم مالكي المنازل في النهاية فائدة من نظام الطاقة الشمسية ؛ قد يستغرق الأمر عقودًا فقط حتى يتحقق ذلك.ما إذا كان الأمر يستحق تثبيت مثل هذا النظام غالبًا ما يرجع إلى عدد من العوامل الفنية الأقل بكثير من تلك التي ذكرناها أعلاه: كم من الوقت ستبقى في منزلك ، والإعانات المتاحة في منطقتك ، وما إذا كنت تريد أن تفعل دورك من أجل البيئة.

إيجابيات وسلبيات الألواح الشمسية لمنزلك

مثل معظم الأشياء ، فإن الطاقة الشمسية لها فوائدها وعيوبها.في الوقت نفسه ، قد يتم تحمل بعض التكاليف الاقتصادية من خلال الفوائد الاجتماعية للبيئة وتقليل البصمة الكربونية ، والتي قد تكون أكثر أهمية بالنسبة لك من التقييم النقدي البحت.

الايجابيات
  • الطاقة الخضراء التي تقلل من انبعاثات الكربون

  • يسمح لك القياس الصافي بإعادة بيع الطاقة الزائدة المنتجة

  • قد تكون مؤهلاً للحصول على إعفاءات ضريبية معينة

سلبيات
  • لا تزال تكاليف التركيب والصيانة مرتفعة

  • تعمل الطاقة الشمسية فقط عند غروب الشمس

  • يجب استبدال أجزاء من النظام كل بضع سنوات

  • قد تكون بعض الإعفاءات الضريبية قد انتهت صلاحيتها أو ستنتهي صلاحيتها

هل يمكن للمنزل أن يعمل بالطاقة الشمسية وحدها؟

عمليا ، هذا ليس ممكنا في كثير من الأحيان.هذا لأن الطاقة الشمسية تعمل فقط عندما تكون الشمس مشرقة - عندما تكون غائمة أو ليلا ، فإنها لا تولد الكهرباء.توجد بعض حلول البطارية لتوفير الطاقة خلال هذه الأوقات ، لكنها لا تزال باهظة الثمن.لا تزال معظم المنازل المزودة بألواح شمسية تعتمد على الشبكة من وقت لآخر.

هل حقا توفر المال مع الألواح الشمسية؟

اعتمادًا على المكان الذي تعيش فيه ، من الممكن أن يسدد النظام نفسه وأكثر بمرور الوقت.هذا لأنك لن تنفق الكثير من المال على شراء الكهرباء من مرافقك.إذا كان صافي القياس مطبقًا ، فيمكنك تقليل فواتيرك بدرجة أكبر.

كم تكلفة الألواح الشمسية؟

كانت الأسعار تنخفض بشكل مطرد على مر السنين.ستعتمد التكلفة الإجمالية على عدد كيلووات من الطاقة التي ستولدها المصفوفة الخاصة بك.وفقًا لتقارير المستهلكين ، بعد احتساب ائتمانات ضريبة الطاقة الشمسية ، تتراوح تكلفة نظام الألواح الشمسية في منزل متوسط ​​الحجم في الولايات المتحدة في عام 2021 من 11000 دولار إلى 15000 دولار.

كم من الوقت سيستغرق لتعويض التكلفة الأولية؟

اعتمادًا على المكان الذي تعيش فيه وحجم نظامك ، يمكن أن يستغرق الأمر ، في المتوسط ​​، في أي مكان من 10 إلى 20 عامًا للتغلب على التثبيت الشمسي.

الخط السفلي

قد يبدو تحديد ما إذا كان سيتم تثبيت نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية مهمة شاقة ، ولكن من المهم أن نتذكر أن مثل هذا النظام هو استثمار طويل الأجل.في العديد من المواقع ، تعد الطاقة الشمسية خيارًا جيدًا من منظور مالي.

حتى إذا تبين أن تكلفة الطاقة الشمسية أعلى بشكل هامشي من الكهرباء المشتراة من المرافق ، فقد يرغب أصحاب المنازل في تركيب الطاقة الشمسية لتجنب التقلبات المحتملة في تكاليف الطاقة في المستقبل ، أو قد يرغبون ببساطة في النظر إلى ما هو أبعد من دوافعهم المالية الشخصية واستخدامها الطاقة الشمسية للحياة الخضراء.