建造太阳能住宅时要考虑的5件事

由:茱莉亚•莱顿

由于住宅太阳能装置可能很昂贵,所以了解你要使用的是什么很重要。"width=
由于住宅太阳能装置可能很昂贵,所以了解你要使用的是什么很重要。
iStockphoto.com/AndreasWeber

在过去的10年里,屋顶装有太阳能电池板的家庭已经从新奇变成了寻常。家得宝在2001年开始储备太阳能电池板的决定或许是这一趋势的最好例证[来源:美国能源部].

这项技术已经有几十年的历史了——美国宇航局从20世纪60年代开始使用太阳能卫星,而早在第二次世界大战期间,被动式太阳能加热系统(将太阳能转化为热能而不是电能)就已经在美国家庭中使用[来源:Southface美国能源部].

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然而,事实证明,在主流住宅市场推广有源太阳能系统是一个挑战。有源太阳能利用光伏电池阵列将阳光直接转化为电能,传统上这是一项非常昂贵的技术。

住宅用太阳能的好处是显而易见的:来自太阳的能量是无穷无尽的(至少在未来50亿年内是这样);它提供没有温室气体排放的清洁能源;它还可以为人们节省电费[来源:APS].但在决定太阳能是否是你的好选择时,有很多因素需要考虑,而成本只是其中之一。

在本文中,我们将探讨在考虑投资住宅太阳能装置时需要解决的五个最重要的问题。使用光伏能源是一种非常环保和潜在的回报,但它不像从现有的电网中获得电力那么简单。

第一个需要考虑的问题可能是你没有想到的:太阳能电池板安装到屋顶后,你还需要对它们做什么吗?

5.维护

你需要定期清洁你的太阳能装置。"width=
你需要定期清洁你的太阳能装置。
图片由拿骚

使用太阳能为你的家庭供电比使用常规的旧电网需要更多的维护。但并不多。

太阳能电池板没有活动部件。它们是一个完全静止系统的一部分。所以一旦安装好了,就不会有太多问题了。房主需要做的唯一一件事就是保持电池板清洁。不过,这是一项重要的任务——电池板上太多的灰尘和鸟粪会减少照射到它们的阳光。灰尘积聚可使系统产生的电量减少7%[来源:CalFinder].

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不过,这种类型的维护并不需要每周进行一次。你可能只需要在一年的任何地方冲洗一到四次面板[来源:CalFinder].你不需要上屋顶。地面上的软管和喷嘴就可以了。如果你所在的地区正在施工,你可能需要更经常地清洁面板,以避免额外的施工灰尘残留。

除此之外,你只是偶尔检查一下,以确保所有部件都处于工作状态。你最终可能不得不更换逆变器(如果你有电池存储系统,还需要更换电池),但这是十年一次的维护事件。

下一个新闻:你的土地上有很多树吗?

4.周围的环境

在佛罗里达州盖恩斯维尔,工人们正在一户人家的屋顶上安装太阳能电池板系统。"width=
在佛罗里达州盖恩斯维尔,工人们正在一户人家的屋顶上安装太阳能电池板系统。
乔做出盖蒂图片社

你家的位置对你的太阳能效率有很大的影响。这是一个显而易见的问题:如果你的发电依赖于阳光,那么高耸的遮荫树和高大的、投射阴影的建筑物将成为一个问题。

然而,这是一个比一些人意识到的更大的问题。不同类型的面板对阴影的反应不同。如果面板的任何部分被遮蔽,多晶硅面板将大幅减少其输出,而单晶面板将完全停止发电。

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因此,要建造太阳能住宅,有必要确保在一天中阳光最充足的时间(通常从上午10点到下午2点),屋顶面板区域没有阴影,最好是在所有阳光充足的时间[来源:AEG].太阳能板暴露在阳光下的时间越长,发电效率就越高。

达到最高的效率水平可能意味着减少你土地上的树木(并保持它们的减少)。如果你的房子周围都是高层建筑,挡住了屋顶的阳光,这是一个更大的问题。

这就引出了下一个重要的问题:阳光。

3.日晒评级

一家太阳能公司的员工在加利福尼亚州圣莫尼卡的一个住宅屋顶上安装电池板。"width=
一家太阳能公司的员工在加利福尼亚州圣莫尼卡的一个住宅屋顶上安装电池板。
大卫McNew /盖蒂图片社

说到太阳能,阳光显然是关键,在这方面,并非所有地区都是平等的。重要的是要知道在你的太阳能房子所在的地区有多少阳光到达地面。

我们在这里谈论的是日晒——这是一种测量在特定时间内任何给定区域有多少太阳辐射击中地面的方法。它通常以千瓦时/平方米/天为单位,它会告诉你有多少阳光可以被太阳能电池板转化为电能。你所在位置的日照值越高,你的每块电池板就能产生越多的电力。高日照值意味着你可以用更少的电池板获得更多的电力。较低的日照值意味着您最终可能会花费更多的钱来实现相同的功率输出(稍后将详细介绍费用)。

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如果你住在亚利桑那州凤凰城这样的地方。或者新墨西哥州阿尔伯克基,你太棒了。它们拥有超高的日照等级,分别为6.58和6.77[来源:CleanBeta]。这意味着在阿尔伯克基,平均一天内,每平方米地球上有6.77千瓦时的阳光照射。另一方面,在缅因州的波特兰,一平方米的土地每天接收到4.51千瓦时的阳光[来源:CleanBeta]。而芝加哥只有3.14千瓦时/平方米/天[来源:CleanBeta]。

这是否意味着你必须在西南部而不是中西部建造太阳能住宅?一点也不。这只是意味着,在芝加哥,太阳能装置的效率将低于阿尔伯克基的类似装置。你可能需要更多的面板来实现相同的功率输出。

这就到了清单上的第2个问题:你需要多少个面板?

2.覆盖范围

佐治亚理工学院的学生安装“轻墙”;他们在国家广场2007年的“太阳能村”上展示的节能住宅。"width=
佐治亚理工学院的学生在他们的节能住宅上安装了“光墙”,这是国家广场2007年“太阳能村”的展览。
图片由EERE

与大多数人的想法相反,太阳能装置的大小与它所供电的房子的大小无关。

相反,它只关乎两件事:我们刚刚讨论过的日照,以及你需要多少能量。如果你住在阿尔伯克基,用电不多,你就需要一个更小的系统。如果你住在芝加哥,每天都在使用一台1980年左右的电炉,那么你的屋顶上就会有更多的电池板。

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要非常粗略地估计你需要多大的系统,看看你的电费账单,算出你每天使用多少千瓦时。在美国,平均每个家庭每月使用约900千瓦时,或每天约30千瓦时[来源:美国能源部].再乘以0.25[来源:GE]。我们提出7.5千瓦,所以我们需要7.5千瓦的系统。

一个典型的太阳能电池板一天最多产生120瓦,或0.12千瓦[来源:理查兹].对于7.5 kw的安装,你需要大约62个面板。一块太阳能板的尺寸大约为56 × 25英寸(142 × 64厘米),所以一个62块太阳能板的安装面积大约为700平方英尺(65平方米)。

不过,在这个计算中还有更多的东西。你必须计算出日照和每天日照高峰的时间,如果你使用的是带有电池板的电池存储系统,你还需要进行调整。所以最好咨询专业人士。

但假设这大概就是你需要为你的家供电的系统,那么7.5千瓦的太阳能装置需要多少财务投资呢?

接下来,也许是所有考虑因素中最大的:费用。

1.费用

工人们在加州圣拉蒙的房屋上安装圣灯。"width=
工人们在加州圣拉蒙的房屋上安装圣灯。
罗伯特·Nickelsberg /盖蒂图片社

1956年,太阳能电池板的价格约为每瓦300美元[来源:Southface].7.5千瓦的系统对所有人来说都是不可能的,除非是非常富有的人。

如今,房价大幅下跌。在大多数地区,太阳能电池板的价格约为每瓦7至10美元。如果你自己安装,你将花费近7美元,如果请专业人员安装,则接近10美元。一个7.5千瓦的阵列,或7500瓦,你可以支付5万到7.5万美元不等。

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当然,如果你需要更少的电力,这个数字就会更低。如果你一个月只消耗600千瓦时,或每天消耗20千瓦时,你可以用一个5千瓦的系统提供所有你需要的能量。这将花费近4万美元。

数千美元的税收抵免确实大大降低了成本——例如,在新泽西州,房主购买一套5万美元的系统,除了1.1万美元的联邦退税外,还能从州政府获得1.25万美元的退税。因此,在新泽西州,该系统最终将花费26500美元。

当然,这不是一个全有或全无的安排。你总可以用太阳能为你的房子提供部分电力。如果你想投资1万美元的太阳能电池板,你可以用1.5千瓦的太阳能系统补充电网能源。

尽管如此,数万美元的太阳能电池阵列仍然是相当昂贵的,特别是因为它可能需要几十年的时间来节省能源[来源:WeatherImagery].

沿着这条路线,太阳能行业最近的一项发展使那些没有数千美元购买清洁能源的人也能买得起太阳能电池板。现在全国各地都有公司出租太阳能电池板。没有预付费用。业主每月支付租金来使用太阳能板,由租赁公司拥有并维护。这可以消除巨大的成本考虑。

有关太阳能和相关主题的更多信息,请查看下一页的链接。

更多信息

相关的HowStuffWorks文章

  • “确定你的太阳能需求。”先进能源集团。http://www.solar4power.com/solar-power-sizing.html
  • “来自太阳的能量。”APS项目Sol.http://projectsol.aps.com/energy/energy_sun.asp
  • “如何维护我的太阳能电池板?”CalFinder.http: / / solar.calfinder.com/blog/solar-information/how-do-i-maintain-my-solar-panels/
  • “要花多少钱?”北亚利桑那风能和太阳能,http://www.solar-electric.com/solar_system_costs.htm
  • “太阳能成本FAQ。”《太阳指南》http://www.thesolarguide.com/solar-power-uses/cost-faq.aspx
  • “美国主要城市的太阳能日照。”先进能源集团。http://www.solar4power.com/solar-power-insolation-window.html
  • “什么是日照?”Apricus.http: / / www.apricus.com/html/solar_collector_insolation.htm

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