Tænker du på at gå solcelle? Priserne nærmer sig prisen på el-elnettet, men kun nogle steder - indtil videre. joncallas / flickr, CC BY-SA

Det nationale laboratorie for vedvarende energi i denne uge sagde, at solpaneler på taget har potentialet til at generere næsten 40 procent af elektricitet i USA Men hvad med udgifterne til solceller?

Mange spørger, hvornår omkostningerne ved produktion af strøm fra solcelle-fotovoltaiske paneler (PV) vil være lig med eller mindre end at købe fra nettet - et punkt kaldet "gitterparitet", der kan fremskynde soloptagelse.

Men når de stiller spørgsmålet, sammenligner de ofte æbler med appelsiner og glemmer, at svaret varierer fra sted til sted og fra en type installation til en anden.

For eksempel koster elektricitet fra solcelleanlæg i stor skala (typisk store matriser, hvor paneler langsomt skifter hældning og retning til at vende mod solen hele dagen) normalt mindre end elektricitet produceret fra solcellepaneler, der er fastgjort til nogens hjem. Også elektriske huspriser, i gennemsnit ca. 12 cent pr. Kilowatt-time i USA er de meget højere end engroselektriske priser - prisen forsyningsselskaber betaler til elproducenter - som normalt er mindre end 4 cent pr. kilowatt-time.

På samme tid har forskellige stater mere eller mindre sol - solenergi i Florida er typisk mere økonomisk end for eksempel i Alaska. Alle disse faktorer gør spørgsmålet mere kompliceret, end folk kunne forvente.

Hvordan kan vi så sammenligne omkostningerne ved tagterrasse med omkostningerne ved at købe strøm fra det lokale elektricitetsnet og derved finde, hvornår stater vil ramme netværkets paritet?

Sætte et nummer på solcelleomkostninger

De niveauerede eller gennemsnitlige omkostninger til elektricitet fra en solcelleanlægssamling stammer fra alle de penge, der er brugt til at købe, installere, finansiere og vedligeholde systemet divideret med den samlede mængde elektricitet, som systemet forventes at producere i løbet af sin levetid. Vi kalder denne værdi de niveauerede elektricitetsomkostninger (LCOE), og den udtrykkes som dollars pr. Kilowattime ($ / kWh). Den samme måling kan bruges til at bestemme omkostningerne for et kul- eller naturgasanlæg. Planlæggere kan lide det, fordi det reducerer omkostningerne ved et kraftværk over en periode på mange årtier til et enkelt tal.

På trods af styrkerne ved LCOE som en metrisk - det er let at forstå og vidt brugt - har det også nogle mangler. Det udelader navnlig den geografiske variation, ændrer sig med årstider og ignorerer normalt omkostningerne til miljøpåvirkninger, såsom omkostningerne til kulstofemissioner. Denne måling er en smule for simpel, når man sammenligner variabler vind- og solgeneratorer med kraftværker, som du kan tænde og slukke efter vilje, f.eks. Dem, der brændes med uran, kul og naturgas.

I dag rapporteres de gennemsnitlige omkostninger til energi fra solcelleanlæg i USA 12.2 cent pr. KWh, hvilket er omtrent det samme som den gennemsnitlige detailrate.

De, der holder øje med elpriserne, kan måske tro, at det handler om på niveau med, hvad de betaler for deres egen elektricitet derhjemme. Dette nummer kan imidlertid være vildledende, fordi det repræsenterer den gennemsnitlige pris for solfanger i solskin i hele USA, ikke nødvendigvis de omkostninger, der er afholdt for at producere elektricitet fra solpaneler i vores hjem.

Så hvordan ved vi, hvor tæt bolig solenergi er til netparitet, hvor du bor? I sidste ende afhænger det af to ting: hvor meget du betaler for den elektricitet, du køber fra det lokale net, og hvor meget kan du få betalt for den elektricitet, du kan producere fra PV. Lad os se på dem begge.

Hvor meget sol får du?

Energiinformationsagenturet (EIA) har oprettet en kort over gennemsnitlige strømpriser med postnummer, gennemsnit til amtsniveau og omformet af forfatteren på kortet herunder. De dybe røde (eller mørkere) farver angiver højere gennemsnitlige elektricitetspriser for bolig.

Kort over gennemsnitlige elpriser på tværs af den amerikanske VVMElektriske priser varierer meget i hele landet, og disse forskelle kan være forårsaget af en række økonomiske, historiske eller lovgivningsmæssige årsager. Ligeledes er omkostningerne til sol og tilgængeligheden af ​​solressourcen (dvs. hvor ofte og hvor stærk solen skinner) heller ikke homogene i hele USA. Figuren nedenfor viser LCOE for boligsol i alle amter landsdækkende.

LCOE af solenergi i hele USADataene om solcelleomkostninger til boliger blev samlet sammen fra et igangværende storskala campus-dækkende forskningsprojekt ved Energy Institute på University of Texas i Austin. De vigtigste antagelser bag dataene er de samlede omkostninger på US $ 3.50 / Watt til solcelleanlæg for en fast opstilling, der peger mod syd med en hældning på 25 grader. Solproduktionsdata er baseret på et 2013 National Renewable Energy Laboratory studere.

Den sydlige retning og hældning repræsenterer en tommelfingerregel og er måske ikke den optimal solplacering i ethvert sted.

Det amerikanske energiministerium SunShot Initiative har et erklæret mål om at sænke installationer til solcelleanlæg til private til $ 1.50 / Watt. Billige PV-paneler fra Kina har drevet hardwareomkostningerne ned til det punkt, hvor prisen på et samlet PV-system nu domineres af "bløde omkostninger" - nemlig kundekøb, installation, forsyningskæde, tilladelse osv. Stadig, samlet installeret system omkostningerne falder fortsat.

Mens disse omkostningsnedskæringer er imponerende, er den største drivkraft i prisen på produceret energi mængden af ​​solstråling, der rammer solcellepanelerne. Naturligvis er nogle steder sunnere end andre, så et solarray i Arizona vil producere mere energi end et i Washington-staten, hvilket gør systemet mere økonomisk for husejeren.

Og de gældende omkostninger til elektricitet varierer landsdækkende. Nogle af de områder med de laveste omkostninger ved netkraft (f.eks. Washington) har nogle af de højeste solcelleomkostninger på grund af lave solskinsniveauer. Det vil være vanskeligt at skabe paritet i solenergi på disse steder.

På den anden side er der andre steder, hvor prisen på elektricitetsnet er høj, og solcelle-LCOE er relativt lav, inklusive New Mexico, Californien og Hawaii; disse steder er førsteklasses placeringer for, at solen skal være i paritet før.

Flytende mål

For at illustrere dette punkt tager vi de samme oplysninger, der ligger til grund for solomkostningskortet og reducerer de samlede installerede omkostninger for installeret solcelle i intervaller på $ 0.50 / Watt - fra $ 3.50 / Watt til $ 1.50 / Watt (SunShot-målet). Vi kan derefter trække el-hastigheden fra solcelleanlægget i hvert amt. Hvor denne forskel er nul eller negativ (elektricitetssatser> LCOE), kan vi estimere, hvornår det amt vil være på netparitet for solcelleanlæg i boliger.

Nedenfor er en GIF, der viser estimatet af paritetspunktet, når prisen på installeret solnedgang falder. Bemærk, at de samlede installerede omkostninger inkluderer den føderale investeringsskattekredit og eventuelle lokale rabatter og skattemæssige incitamenter.

GIF, der viser de placeringer, hvor solcelleboliger til LCOE når paritet med lokale gennemsnitlige elektriske priser til forskellige solcelleanlæg.Disse beregninger og estimater kommer med flere advarsler. For det første antager ovennævnte beregning, at PV-ejere betales for deres produktion til standardelektriske priser i deres område. Dette arrangement kaldes typisk netmåling.

Men der er en lang række måder, hvorpå forsyningsselskaber interagerer med kunder, der har installeret solcelleanlæg. Nogle forsyningsvirksomheder betaler muligvis husejere engrosmarkedspriser for den overskydende elektricitet, de fører til nettet fra deres paneler, som har en tendens til at være betydeligt lavere end detailpriser. Hvis forsyningsselskaber betaler husejere baseret på engrosprisen snarere end detailprisen, er solenergi mindre økonomisk.

Men det er ikke alt. Man kan tilføje omkostningsfordelene ved at reducere CO2-emissioner og andre forurenende stoffer. På den anden side er der omkostninger forbundet med at “opvarme” solenergien, når det er natten eller overskyet.

Når man tager disse faktorer i betragtning, er svaret på spørgsmålet, “Er det økonomisk fornuftigt for mig at installere solenergi?”: Det afhænger. Som kortet viser, er det afgørende at se, bortset fra eventuelle ændringer i elektricitetsomkostninger, hvor hurtigt de samlede omkostninger til sol går ned.