Chi phí của các tấm pin mặt trời: Có xứng đáng không?

Năng lượng mặt trời cho gia đình là gì?

Chủ nhà lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời có thể nhận được nhiều lợi ích: hóa đơn tiền điện thấp hơn, dấu chân carbon thấp hơn và giá trị ngôi nhà có thể cao hơn.Nhưng những lợi ích này thường đi kèm với chi phí lắp đặt và bảo trì đáng kể và mức độ thu được có thể rất khác nhau giữa các ngôi nhà.

Bài viết này sẽ giúp chủ nhà thực hiện các tính toán tài chính cần thiết để xác định khả năng tồn tại của điện mặt trời trong nhà của họ.

Bài học rút ra chính

  • Những người tìm cách đi đến màu xanh lá cây có thể muốn xem xét trang bị cho ngôi nhà của họ các tấm pin mặt trời.
  • Điện mặt trời không chỉ tốt cho môi trường mà bạn có thể kiếm được tiền từ việc bán lại điện năng dư thừa cho lưới điện.
  • Trong khi chi phí đã giảm trong những năm qua, việc lắp đặt và bảo trì các tấm pin mặt trời có thể khá tốn kém.
  • Các tấm pin mặt trời phù hợp nhất cho những ngôi nhà nhận được nhiều ánh nắng mặt trời quanh năm.
  • Trước khi cam kết sử dụng điện mặt trời, hãy chắc chắn hiểu cả các yếu tố kinh tế và xã hội.
1:46

Nhấp vào Play để tìm hiểu xem năng lượng mặt trời có xứng đáng hay không

Hiểu về năng lượng mặt trời

Về nguyên tắc, việc tìm hiểu xem việc lắp đặt năng lượng mặt trời cho ngôi nhà của bạn có hợp lý về mặt tài chính hay không là điều đơn giản.Bạn sẽ cần phải tính toán:

  1. Chi phí của hệ thống điện mặt trời
  2. Nó sẽ tạo ra bao nhiêu năng lượng
  3. Những gì bạn sẽ trả cho cùng một lượng năng lượng
  4. Sẽ mất bao nhiêu năm để khoản đầu tư trả trước của bạn tự trang trải chi phí năng lượng tiết kiệm được
  5. Liệu hệ thống có tự thanh toán trong năm năm hay không

Nếu có và bạn có vốn trả trước, đó có lẽ là một ý tưởng tuyệt vời.Nếu bạn phải đợi lâu hơn để gửi tiết kiệm hoặc vay một khoản tiền để có đủ khả năng chi trả cho hệ thống, bạn sẽ cần phải suy nghĩ kỹ càng để đưa ra quyết định.

Tuy nhiên, trong thực tế, mọi thứ không đơn giản như vậy.Có một sự khác biệt lớn trong mỗi yếu tố này, và điều đó có thể làm cho chi phí và lợi ích của việc lắp đặt năng lượng mặt trời cho hai ngôi nhà - ngay cả khi họ là hàng xóm của nhau - hoàn toàn khác nhau.

Tuy nhiên, có một số công cụ có thể trợ giúp.Đánh giá năng lượng mặt trời cung cấp một máy tính sẽ nhanh chóng cung cấp cho bạn các khoản tiết kiệm và chi phí đại diện cho hệ thống năng lượng mặt trời ở mọi vùng của Hoa Kỳ.Máy tính như thế này là một nơi tốt để bắt đầu nếu bạn chưa quen với năng lượng mặt trời và muốn hiểu mô hình chi phí cơ bản.

Trong phần còn lại của bài viết này, chúng tôi sẽ đưa bạn qua từng yếu tố chính mà bạn nên xem xét khi tính toán chi phí và khả năng tiết kiệm điện mặt trời cho ngôi nhà của bạn.

Trước khi mua các tấm pin mặt trời, hãy lấy báo giá từ một số nhà lắp đặt uy tín để so sánh.

Chi phí năng lượng mặt trời cho chủ nhà

Đầu tiên, chúng ta hãy xem xét chi phí lắp đặt một hệ thống điện năng lượng mặt trời cho ngôi nhà của bạn.Chi phí trả trước trung bình của một hệ thống điện mặt trời dân dụng là từ 3.500 đến 16.000 đô la.

Tại sao phạm vi lớn của chi phí?Chà, rất nhiều sự thay đổi phụ thuộc vào kích thước của hệ thống bạn muốn cài đặt và loại bảng bạn muốn sử dụng.Dù bạn sử dụng hệ thống nào, hãy nhớ rằng năng lượng mặt trời sử dụng nhiều vốn và chi phí chính để sở hữu một hệ thống được trả trước khi mua thiết bị.Mô-đun năng lượng mặt trời gần như chắc chắn sẽ đại diện cho thành phần đơn lẻ lớn nhất trong tổng chi phí.

Cũng có một số chi phí bổ sung.Các thiết bị khác cần thiết để lắp đặt bao gồm bộ biến tần (để biến dòng điện một chiều do bảng điều khiển tạo ra thành dòng điện xoay chiều được sử dụng bởi các thiết bị gia dụng), thiết bị đo lường (nếu cần xem lượng điện năng được sản xuất) và các bộ phận vỏ khác nhau cùng với cáp và thiết bị đấu dây.Một số chủ nhà cũng xem xét việc lưu trữ pin.Về mặt lịch sử, pin cực kỳ đắt tiền và không cần thiết nếu tiện ích trả tiền cho lượng điện dư thừa được đưa vào lưới điện (xem bên dưới). Chi phí nhân công lắp đặt cũng phải được tính vào.

Ngoài chi phí lắp đặt, có một số chi phí khác liên quan đến việc vận hành và duy trì một mảng năng lượng mặt trời PV.Ngoài việc vệ sinh bảng điều khiển thường xuyên, biến tần và pin (nếu được lắp đặt) thường cần thay thế sau vài năm sử dụng.

Trợ cấp

Mặc dù các chi phí trên tương đối đơn giản - thường thì một công ty lắp đặt năng lượng mặt trời có thể báo giá cho những chi phí này cho chủ nhà - việc xác định các khoản trợ cấp có sẵn từ chính phủ và / hoặc tiện ích địa phương của bạn có thể chứng minh nhiều thách thức hơn.Các biện pháp khuyến khích của chính phủ thường xuyên thay đổi, nhưng về mặt lịch sử, chính phủ Hoa Kỳ đã cho phép khấu trừ thuế lên đến 30% chi phí của hệ thống.

Có thể tìm thấy thêm thông tin chi tiết về các chương trình khuyến khích ở Hoa Kỳ, bao gồm các chương trình trong từng tiểu bang, trên trang web Cơ sở dữ liệu về khuyến khích của các bang đối với năng lượng tái tạo & hiệu quả (DSIRE).Ở các quốc gia khác, thông tin như vậy thường có sẵn trên các trang web vận động chính phủ hoặc năng lượng mặt trời.Chủ nhà cũng nên kiểm tra với công ty tiện ích địa phương của họ để xem liệu họ có cung cấp các ưu đãi tài chính cho việc lắp đặt năng lượng mặt trời hay không và để xác định chính sách của công ty đối với kết nối lưới và bán điện thừa vào lưới.

97,7 gigawatt

Hoa Kỳ đã lắp đặt 19,2 gigawatt công suất điện mặt trời vào năm 2020 để đạt 97,7 GWdc tổng công suất lắp đặt, đủ để cung cấp điện cho 17,7 triệu ngôi nhà ở Mỹ.

Tính toán sản xuất năng lượng của bạn

Yếu tố thứ hai bạn sẽ cần xem xét trong tính toán của mình là lượng năng lượng mà hệ thống của bạn sẽ tạo ra và khi nào nó sẽ làm được điều đó.Đây có thể là một phép tính rất phức tạp để thực hiện, ngay cả đối với các kỹ sư năng lượng mặt trời có kinh nghiệm.Tuy nhiên, chúng ta hãy chạy qua những điều cơ bản.

Một trong những cân nhắc quan trọng nhất là mức độ chiếu xạ mặt trời có sẵn tại vị trí địa lý của ngôi nhà; nói cách khác, nơi bạn sống có nắng như thế nào.Khi nói đến việc sử dụng các tấm pin mặt trời, ở gần đường xích đạo nói chung là tốt hơn, nhưng các yếu tố khác phải được xem xét.Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia (NREL) tạo bản đồ cho Hoa Kỳ hiển thị mức chiếu xạ mặt trời và các công cụ trên trang web của nó cung cấp thông tin chi tiết về năng lượng mặt trời cho các địa điểm cụ thể ở Hoa Kỳ.

Điều quan trọng không kém là hướng nhà của bạn: Đối với các mảng trên tầng mái, một mái nhà quay về hướng Nam, không có cây cối hoặc các vật cản ánh sáng mặt trời sẽ tối đa hóa năng lượng mặt trời sẵn có.Nếu điều này không có sẵn, các tấm có thể được gắn trên các giá đỡ bên ngoài và lắp đặt xa nhà, phát sinh thêm chi phí cho phần cứng và cáp bổ sung.

Và sau đó bạn phải tính đến kích thước của hệ thống của bạn.Kích thước bảng điều khiển năng lượng mặt trời được trích dẫn theo tiềm năng sản lượng điện lý thuyết tính bằng watt.Tuy nhiên, sản lượng điển hình được thực hiện đối với các hệ thống PV đã lắp đặt - được gọi là hệ số công suất - là từ 15% đến 30% sản lượng lý thuyết.Một hệ thống hộ gia đình 3 kilowatt giờ (kWh) chạy ở hệ số công suất 15% sẽ sản xuất 3 kWh x 15% x 24 giờ / ngày x 365 ngày / năm = 3.942 kWh / năm hoặc khoảng một phần ba mức tiêu thụ điện thông thường của một hộ gia đình ở Hoa Kỳ.

Bạn sẽ tiết kiệm được bao nhiêu?

Một khi bạn biết chi phí trả trước của một hệ thống điện mặt trời và bao nhiêu năng lượng mà nó sẽ sản xuất, bạn có thể (về mặt lý thuyết) dự đoán bạn có thể tiết kiệm bao nhiêu chi phí năng lượng mỗi năm.

Tuy nhiên, đây là một phép tính phức tạp khác vì phụ thuộc rất nhiều vào cách bạn thanh toán tiền điện vào thời điểm hiện tại.Các dịch vụ tiện ích thường tính phí điện cho người tiêu dùng ở một mức cố định, bất kể thời gian tiêu thụ.Điều này có nghĩa là thay vì bù đắp chi phí đắt đỏ của sản xuất điện cao điểm, các hệ thống điện mặt trời của các hộ gia đình chỉ bù đắp mức giá họ phải trả cho điện, gần hơn nhiều so với chi phí sản xuất điện năng trung bình.

Tuy nhiên, nhiều công ty tiện ích ở Hoa Kỳ đã giới thiệu các kế hoạch định giá cho phép chủ nhà được tính phí theo các mức khác nhau trong ngày nhằm phản ánh chi phí sản xuất điện thực tế tại các thời điểm khác nhau: Điều này có nghĩa là giá cao hơn vào buổi chiều và giá thấp hơn ở đêm.Một mảng năng lượng mặt trời PV có thể rất có lợi ở những khu vực sử dụng loại tỷ lệ thay đổi theo thời gian này vì năng lượng mặt trời được sản xuất sẽ bù đắp cho lượng điện tốn kém nhất.

Điều này có lợi chính xác như thế nào đối với một chủ nhà nhất định phụ thuộc vào thời điểm chính xác và mức độ thay đổi tỷ lệ theo kế hoạch như vậy.Tương tự, các tiện ích ở một số địa điểm có chương trình giá thay đổi theo các thời điểm khác nhau trong năm do nhu cầu thường xuyên theo mùa biến động.Những người có tỷ lệ cao hơn trong mùa hè làm cho điện mặt trời có giá trị hơn.

Một số tiện ích có kế hoạch định giá theo từng cấp, trong đó giá điện cận biên thay đổi khi mức tiêu thụ tăng lên.Theo loại kế hoạch này, lợi ích từ hệ thống năng lượng mặt trời có thể phụ thuộc vào việc sử dụng điện của gia đình; ở một số khu vực nhất định phải chịu mức giá tăng đột biến khi mức tiêu thụ tăng lên, những ngôi nhà lớn (với nhu cầu năng lượng lớn) có thể được hưởng lợi nhiều nhất từ ​​các mảng năng lượng mặt trời bù đắp cho mức tiêu thụ cận biên với chi phí cao.

Đối với một số ngôi nhà, thậm chí có thể kiếm tiền bằng cách bán điện mặt trời trở lại lưới điện.Ở Hoa Kỳ, điều này được thực hiện thông qua các kế hoạch "đo đếm ròng", trong đó người tiêu dùng dân cư sử dụng điện năng mà họ đưa vào lưới điện (khi tỷ lệ sản xuất điện từ mảng năng lượng mặt trời lớn hơn tỷ lệ tiêu thụ điện của hộ gia đình) để bù đắp điện năng tiêu thụ vào các thời điểm khác; hóa đơn điện hàng tháng phản ánh mức tiêu thụ năng lượng ròng.Các quy định và chính sách đo lường mạng cụ thể khác nhau giữa các khu vực.Chủ nhà có thể tham khảo cơ sở dữ liệu DSIRE và cũng nên liên hệ với các cơ sở dịch vụ địa phương để tìm thêm thông tin cụ thể.

Tính toán chi phí điện mặt trời

Tại thời điểm này, bạn sẽ có thể đưa ra tính toán cuối cùng và đánh giá xem liệu năng lượng mặt trời có phù hợp với bạn hay không.

Về mặt lý thuyết, chi phí và lợi ích của một hệ thống năng lượng mặt trời có thể được đánh giá bằng cách sử dụng phương pháp chiết khấu dòng tiền (DCF).Dòng vốn vào khi bắt đầu dự án sẽ bao gồm chi phí lắp đặt (ròng trợ cấp) và dòng vào sau này dưới dạng bù đắp chi phí điện (cả trực tiếp và thông qua đo đếm ròng).

Tuy nhiên, thay vì sử dụng DCF, khả năng tồn tại của điện mặt trời thường được đánh giá bằng cách tính toán chi phí điện năng bình đẳng (LCOE), sau đó so sánh với chi phí điện năng do tiện ích địa phương tính.LCOE cho năng lượng mặt trời hộ gia đình thường sẽ được tính bằng chi phí / kilowatt-giờ ($ / kWh hoặc ¢ / kWh) —định dạng tương tự thường được sử dụng trên hóa đơn tiền điện.Để tính gần đúng LCOE, người ta có thể sử dụng công thức sau:

LCOE ($ / kWh) = Giá trị hiện tại ròng (NPV) của Chi phí sở hữu lâu dài ($) / Sản lượng năng lượng trọn đời (kWh)

Tuổi thọ hữu ích của mô-đun năng lượng mặt trời PV thường được giả định là từ 25 đến 40 năm.Chi phí sở hữu bao gồm chi phí bảo trì, phải được chiết khấu để tìm NPV.Sau đó, LCOE có thể được so sánh với chi phí điện từ một tiện ích; hãy nhớ rằng giá liên quan là giá xảy ra trong thời gian ở hoặc gần cao điểm sản xuất năng lượng mặt trời PV.

Năng lượng mặt trời có giá trị không?

Khi bạn đã làm việc thông qua tất cả các phép tính này, bạn có thể sẽ nhận được một con số duy nhất - số năm mà một hệ thống năng lượng mặt trời sẽ mất để tự trả khoản tiết kiệm từ các hóa đơn năng lượng của bạn.Nếu bạn sống ở một vùng đầy nắng của đất nước và có hóa đơn điện nước cao vào lúc này, bạn có thể đang xem xét một hệ thống sẽ đạt đến thời điểm này sau 5 năm nữa.Các chủ nhà khác có thể phải đợi 10 hoặc 20 năm để đạt được thời điểm này.

Nói cách khác, hầu hết các chủ nhà cuối cùng sẽ thấy được lợi ích từ hệ thống năng lượng mặt trời; nó có thể chỉ mất nhiều thập kỷ để điều này được thực hiện.Do đó, việc cài đặt một hệ thống như vậy có xứng đáng hay không thường phụ thuộc vào một số yếu tố kỹ thuật ít hơn nhiều so với những yếu tố chúng tôi đã liệt kê ở trên: thời gian bạn sẽ ở trong nhà của mình, các khoản trợ cấp có sẵn trong khu vực của bạn và chỉ đơn giản là bạn muốn đóng góp của bạn cho môi trường.

Ưu và nhược điểm của Tấm năng lượng mặt trời cho ngôi nhà của bạn

Giống như hầu hết mọi thứ, năng lượng mặt trời có những lợi ích và hạn chế của nó.Đồng thời, một số chi phí kinh tế có thể bị ảnh hưởng bởi các lợi ích xã hội đối với môi trường và giảm lượng khí thải carbon của bạn, điều này có thể quan trọng đối với bạn hơn là đánh giá đơn thuần bằng tiền.

Ưu điểm
  • Năng lượng xanh làm giảm lượng khí thải carbon của bạn

  • Đo sáng ròng cho phép bạn bán lại năng lượng dư thừa đã sản xuất

  • Bạn có thể đủ điều kiện để được giảm thuế nhất định

Nhược điểm
  • Chi phí lắp đặt và bảo trì còn cao

  • Năng lượng mặt trời chỉ hoạt động khi mặt trời tắt

  • Các bộ phận của hệ thống cần được thay thế vài năm một lần

  • Một số khoản giảm thuế có thể đã hết hạn hoặc sắp hết hạn

Một ngôi nhà có thể chạy bằng năng lượng mặt trời một mình không?

Trên thực tế, điều đó không thường xuyên xảy ra.Điều này là do năng lượng mặt trời chỉ hoạt động khi mặt trời chiếu sáng — khi trời nhiều mây hoặc vào ban đêm, chúng không tạo ra điện.Có một số giải pháp pin để cung cấp năng lượng trong thời gian này, nhưng chúng vẫn có xu hướng khá tốn kém.Hầu hết các ngôi nhà có các tấm pin mặt trời thỉnh thoảng vẫn dựa vào lưới điện.

Bạn có thực sự tiết kiệm tiền với bảng năng lượng mặt trời?

Tùy thuộc vào nơi bạn sinh sống, hệ thống có thể tự hoàn trả và nhiều hơn thế nữa theo thời gian.Điều này là do bạn sẽ không tốn nhiều tiền mua điện từ tiện ích của bạn.Nếu tính năng đo sáng thực được áp dụng, bạn có thể giảm hóa đơn của mình hơn nữa.

Chi phí một tấm pin mặt trời là bao nhiêu?

Giá đã giảm đều đặn trong những năm qua.Tổng chi phí sẽ phụ thuộc vào bao nhiêu kilowatt điện mà mảng của bạn sẽ tạo ra.Theo các báo cáo của người tiêu dùng, sau khi tính các khoản tín dụng thuế năng lượng mặt trời, chi phí cho một hệ thống bảng điều khiển năng lượng mặt trời cho một ngôi nhà cỡ trung bình ở Hoa Kỳ vào năm 2021 dao động từ 11.000 đến 15.000 đô la.

Mất bao lâu để bù lại chi phí ban đầu?

Tùy thuộc vào nơi bạn sống và quy mô hệ thống của bạn, trung bình có thể mất từ ​​10 đến 20 năm để hòa vốn đối với việc lắp đặt năng lượng mặt trời.

Kết luận

Việc xác định xem có nên lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời PV có vẻ là một nhiệm vụ khó khăn, nhưng điều quan trọng cần nhớ là một hệ thống như vậy là một khoản đầu tư lâu dài.Ở nhiều nơi, điện mặt trời là một lựa chọn tốt từ góc độ tài chính.

Ngay cả khi chi phí năng lượng mặt trời được cho là đắt hơn một chút so với điện mua từ các tiện ích, chủ nhà có thể muốn lắp đặt điện mặt trời để tránh những biến động tiềm ẩn trong tương lai về chi phí năng lượng, hoặc đơn giản có thể muốn nhìn xa hơn động cơ tài chính cá nhân và việc sử dụng năng lượng mặt trời cho cuộc sống xanh.