Hausbesitzer, die Photovoltaikanlagen installieren, erhalten zahlreiche Vorteile: niedrigere Stromrechnungen, geringere CO2-Emissionen und potenziell höhere Hauswerte. Diese Vorteile bringen jedoch erhebliche Installations- und Wartungskosten mit sich, und die Höhe der Gewinne kann von einem Haus zum anderen stark variieren. Dieser Artikel wird Hausbesitzern helfen, die finanziellen Berechnungen durchzuführen, die erforderlich sind, um die Lebensfähigkeit von Sonnenenergie in ihren Häusern zu bestimmen. (Weitere Informationen finden Sie unter Gebäude Grün für Ihr Haus und Ihre Brieftasche .)

Photovoltaik Solarenergie

Photovoltaik (PV) Solartechnik gibt es seit den 1950er Jahren, aber dank sinkender Preise für Solarmodule wurde sie nur als finanziell brauchbare Technologie angesehen, da sie seit die Jahrtausendwende.

Die Größe der Sonnenkollektoren wird in Bezug auf das theoretische elektrische Ausgangspotenzial in Watt angegeben. Die typische Leistung, die für installierte PV-Anlagen realisiert wird - der "Kapazitätsfaktor" - liegt jedoch zwischen 10% und 20% der theoretischen Leistung. Ein 3-kWh-Haushaltssystem mit einem Leistungsfaktor von 15% würde 3 kW * 15% * 24 Stunden / Tag * 365 Tage / Jahr = 3 942 kWh / Jahr oder etwa ein Drittel des typischen Stromverbrauchs von ein US-Haushalt. Aber diese Berechnung kann irreführend sein, weil es wenig Grund gibt, von "typischen" Ergebnissen zu sprechen; tatsächlich kann solar für einen Haushalt sinnvoll sein, nicht aber für das Haus nebenan. Diese Diskrepanz kann den finanziellen und praktischen Erwägungen zugeschrieben werden, die bei der Bestimmung der Rentabilität berücksichtigt wurden.

Kosten

Solarenergie ist kapitalintensiv, und die Hauptkosten für den Besitz eines Systems fallen beim Kauf der Ausrüstung an. Das Solarmodul wird mit ziemlicher Sicherheit die größte Einzelkomponente der Gesamtkosten darstellen. Weitere für die Installation erforderliche Ausrüstung umfasst einen Wechselrichter (um den von der Zentrale erzeugten Gleichstrom in den von Haushaltsgeräten verwendeten Wechselstrom umzuwandeln), Messgeräte (wenn es notwendig ist, zu sehen, wie viel Strom erzeugt wird) und verschiedene Gehäusekomponenten sowie Kabel und Verkabelung. Einige Hausbesitzer betrachten auch Batteriespeicher. In der Vergangenheit waren Batterien unerschwinglich teuer und unnötig, wenn das Versorgungsunternehmen für überschüssigen Strom bezahlt, der ins Netz eingespeist wird (siehe unten). Die Installationsarbeitskosten müssen ebenfalls berücksichtigt werden.

Zusätzlich zu den Installationskosten fallen weitere Kosten für den Betrieb und die Wartung einer PV-Solaranlage an. Abgesehen von der regelmäßigen Reinigung der Paneele müssen Wechselrichter und Batterien (falls installiert) im Allgemeinen nach mehrjährigem Gebrauch ausgetauscht werden.

Während die oben genannten Kosten relativ unkompliziert sind - oft kann ein Solarinstallationsunternehmen für einen Hauseigentümer einen Preis dafür angeben -, dass die Bestimmung von Subventionen, die von der Regierung und / oder Ihrem örtlichen Energieversorger verfügbar sind, eine größere Herausforderung darstellen kann.Die staatlichen Anreize ändern sich häufig, aber historisch gesehen hat die US-Regierung eine Steuergutschrift von bis zu 30% der Systemkosten genehmigt. Weitere Einzelheiten zu Incentive-Programmen in den USA, einschließlich der Programme innerhalb jedes Staates, finden Sie auf der DSIRE-Website (Database of State Incentives for Renewables & Efficiency). In anderen Ländern sind solche Informationen oft auf Regierungs- oder Solar-Advocacy-Websites verfügbar. Hausbesitzer sollten sich auch bei ihrem örtlichen Energieversorgungsunternehmen erkundigen, ob sie finanzielle Anreize für die Solarinstallation bietet und welche Richtlinien für die Netzkopplung und den Verkauf überschüssigen Stroms im Netz gelten. (Erfahren Sie mehr in Steuergutschriften, die Sie nicht versäumen sollten .)

Vorteile

Ein bedeutender Vorteil für die PV-Installation ist eine niedrigere Stromrechnung, aber die Höhe dieses Nutzens hängt von der Menge der Sonnenenergie ab. Energie, die angesichts der verfügbaren Bedingungen und der Art und Weise, in der Versorgungsunternehmen Strom in Rechnung stellen, produziert werden kann.

Die erste Überlegung ist die Sonneneinstrahlung, die am geografischen Standort des Hauses verfügbar ist. Wenn es um die Verwendung von Sonnenkollektoren geht, ist es besser, näher am Äquator zu sein, aber andere Faktoren müssen berücksichtigt werden. Das National Renewable Energy Laboratory (NREL) erstellt Karten für die USA, die die Sonneneinstrahlung anzeigen; Die Tools auf ihrer Website bieten detaillierte Informationen zu spezifischen Standorten in den USA. Ähnliche Karten und Daten sind auch in anderen Ländern verfügbar, häufig von staatlichen Umweltbehörden oder Organisationen für erneuerbare Energien. Ebenso wichtig ist die Ausrichtung des Hauses; Bei Dachanordnungen maximiert ein nach Süden gerichtetes Dach ohne Bäume oder andere Objekte, die das Sonnenlicht behindern, die verfügbare Sonnenenergie. Wenn dies nicht möglich ist, können die Paneele auf externen Stützen montiert und außerhalb des Hauses installiert werden, was zusätzliche Kosten für die zusätzliche Hardware und Kabel verursacht.

Die zweite Überlegung ist das Timing der Solarstromerzeugung und wie Versorgungsunternehmen Strom berechnen. Die solare Stromerzeugung findet hauptsächlich während des Nachmittags statt und ist im Sommer höher und entspricht daher relativ gut dem gesamten Strombedarf in warmen Klimazonen, da in diesen Zeiten die Klimaanlagen die meiste Energie verbrauchen. Folglich ist Solarenergie wertvoll, weil die alternativen Verfahren zur Energieerzeugung (oft Erdgaskraftwerke), die verwendet werden, um den Spitzenenergiebedarf zu decken, tendenziell teuer sind. Aber die Energieversorgungsunternehmen verlangen unabhängig von der Zeit des Verbrauchs oft eine Pauschalgebühr für Haushaltskunden. Das bedeutet, dass die Solarstromanlagen von Hausbesitzern nicht die teuren Kosten der Spitzenstromproduktion kompensieren, sondern nur den Preis kompensieren, den sie für Strom berechnen, was viel näher an den durchschnittlichen Stromerzeugungskosten liegt.

Allerdings haben viele Versorgungsunternehmen in den USA Preisregelungen eingeführt, die es Hausbesitzern erlauben, den ganzen Tag über mit unterschiedlichen Raten zu zahlen, um die tatsächlichen Kosten der Stromerzeugung zu unterschiedlichen Zeiten widerzuspiegeln; das bedeutet höhere Raten am Nachmittag und niedrigere Raten in der Nacht.Eine PV-Solaranlage kann sehr nützlich in Gebieten sein, in denen eine solche zeitveränderliche Rate verwendet wird, da die erzeugte Solarenergie den teuersten Strom ausgleichen würde. Wie vorteilhaft dies für einen bestimmten Hauseigentümer ist, hängt vom genauen Zeitpunkt und der Größe der Kursänderungen unter einem solchen Plan ab. In ähnlicher Weise haben Versorger an einigen Standorten Preisregelungen, die aufgrund regelmäßiger saisonaler Nachfrageschwankungen zu unterschiedlichen Zeiten des Jahres variieren. Diejenigen mit höheren Raten im Sommer machen Solarstrom wertvoller. (Tipps zum Sparen von Geldern finden Sie unter 6 Möglichkeiten zum Speichern Ihrer Stromrechnung .)

Einige Stromversorgungsunternehmen verfügen über abgestufte Preispläne, in denen sich der Grenzpreis für Strom mit steigendem Verbrauch ändert. Bei dieser Art von Plan kann der Nutzen eines Sonnensystems vom Stromverbrauch des Hauses abhängen; In bestimmten Gebieten, in denen die Preise mit steigendem Verbrauch dramatisch ansteigen, können große Haushalte (mit großem Energiebedarf) am meisten von Solaranlagen profitieren, die den hohen Grenzkostenverbrauch ausgleichen.

Der dritte Vorteil eines Solarsystems ist, dass Hausbesitzer Solarstrom an Versorgungsunternehmen verkaufen können. In den USA geschieht dies durch "Net Metering" -Pläne, in denen private Haushalte den Strom, den sie in das Netz einspeisen (wenn die Stromerzeugung aus der Solaranlage höher ist als der Stromverbrauch der Haushalte) ausnutzen. die zu anderen Zeiten verbrauchte Energie; Die monatliche Stromrechnung spiegelt den Netto-Energieverbrauch wider. Die spezifischen Regeln und Richtlinien für die Nettomessung variieren von Region zu Region. Hausbesitzer können sich auf die DSIRE-Datenbank beziehen und sollten auch ihre lokalen Dienstprogramme kontaktieren, um spezifischere Informationen zu finden.

Der letzte Vorteil ist der potenzielle Effekt auf den Wert eines Hauses durch die Hinzufügung einer Solaranlage. Im Allgemeinen ist es vernünftig anzunehmen, dass Sonnenkollektoren den Wert der meisten Häuser erhöhen würden. Erstens gibt es einen unbestreitbaren finanziellen Vorteil für niedrigere Stromrechnungen als Ergebnis einer Solaranlage. Zweitens bedeutet der Trend zum "grünen" Leben eine wachsende Nachfrage nach Häusern, die einen geringeren CO2-Fußabdruck aufweisen und mit erneuerbaren Energiequellen betrieben werden. Schließlich bedeutet der Kauf eines Hauses mit bereits installierter Solaranlage, dass die Investition (für den Hauskäufer) über die Hypothek finanziert wird. Diese Leichtigkeit der Finanzierung macht Solar möglicherweise für einen Eigenheimkäufer erschwinglicher, als ein Haus zu kaufen, ohne Solar zu installieren und anschließend eine Solaranlage hinzuzufügen. (Weitere Informationen finden Sie in unserem Investopedia Special Feature: Green Investing .)

Berechnung der finanziellen Rentabilität und der "nivellierten" Stromkosten

Sobald die oben genannten Kosten und Nutzen ermittelt sind, wird ein Sonnensystem kann theoretisch mit der Discounted-Cashflow-Methode (DCF) bewertet werden. Die Abflüsse zu Beginn des Projekts würden aus Installationskosten (abzüglich Subventionen) bestehen, und die Zuflüsse würden später in Form von Ausgleichsstromkosten anfallen (sowohl direkt als auch über Nettomessung).

Anstatt DCF zu verwenden, wird die Rentabilität der Sonnenenergie in der Regel durch die Berechnung der Stromgestehungskosten (LCOE) bewertet und mit den Stromkosten des örtlichen Stromversorgers verglichen.Die Stromgestehungskosten für Haushaltssolar werden typischerweise als Kosten / Kilowattstunde ($ / kWh oder ¢ / kWh) berechnet - das gleiche Format, das üblicherweise bei Stromrechnungen verwendet wird. Um die LCOE zu approximieren, kann man die folgende Gleichung verwenden:

LCOE ($ / kWh) = Nettogegenwartswert (NPV) der Lebensdauerkosten ($) / Lebenslange Energieabgabe (kWh)

Die Lebensdauer eines PV-Solarmoduls wird im Allgemeinen als 25-40 Jahre angenommen. Die Betriebskosten beinhalten die Wartungskosten, die diskontiert werden müssen, um den Kapitalwert zu ermitteln. Die LCOE kann dann mit den Kosten für Strom von einem Versorgungsunternehmen verglichen werden; Denken Sie daran, der relevante Preis ist derjenige, der während der Zeit bei oder in der Nähe der PV-Solarenergieproduktion auftritt. (Check out Net Present Value Calculator von Investopedia, um diese Berechnungen selbst auszuprobieren.)

Das Endergebnis

Die Bestimmung, ob ein PV-Solarsystem installiert werden soll, mag eine schwierige Aufgabe sein, aber es ist Es ist wichtig zu wissen, dass ein solches System eine langfristige Investition ist. Solarstrom ist an vielen Standorten aus finanzieller Sicht eine gute Wahl. Selbst wenn die Kosten für Solarstrom geringfügig teurer sind als der von einem Energieversorger gekaufte Strom, können Hausbesitzer Solarstrom installieren, um zukünftige potenzielle Schwankungen der Energiekosten zu vermeiden, oder möchten einfach nur über ihre persönlichen finanziellen Motivationen und Solar für "grünes" Leben. (Weitere Informationen finden Sie unter Top 10 Green Industries .)