🚴🏽 🥂 🐷 الوضع الحالي للطاقة الشمسية في المنازل الأمريكية 👷 🚇 💶

فقط لا داعي للذعر، ولكن حتى عام 2050 عام ونحن بحاجة لتوليد 15 TW الطاقة من الطاقة المتجددة (الانبعاثات غير زيادة ثاني أكسيد الكربون) مصادر لتحقيق الاستقرار في تركيز CO ₂ في الغلاف الجوي. وفيما يتعلق بإمكانية الوصول ، فإن الطاقة الشمسية لديها حاليًا الإمكانات الأكبر لذلك.

الطاقة الشمسية هي "على الأرجح الحل الوحيد للطاقة ، الجدي بالقدر الكافي من حيث العائد والمقبول بما يكفي لمتطلبات الكوكب [البيئية] على المدى الطويل" ، كما يقولريتشارد بيريز ، باحث رئيسي ، مركز أبحاث علوم الغلاف الجوي في جامعة ولاية نيويورك في ألباني. يشمل تحليل بيريز مصادر الطاقة الحرارية الأرضية والرياح ومصادر متجددة أخرى والانصهار النووي وجميع أنواع الوقود الأحفوري.

لذلك ، إذا كانت مصادر الرياح والطاقة الكهرمائية والطاقة الحرارية الأرضية في بعض المناطق تعمل على نطاق محلي ، فإن الإمكانات الحالية للطاقة الشمسية تفوق أي مصدر آخر للطاقة المتجددة بعدة مرات من الحجم . هذا هو المرشح الوحيد إلى جانب الطاقة النووية لإيجاد حل عالمي لاستخراج كميات هائلة من الطاقة.

في المتوسط ، يصل حوالي 175 واط / م ^{2 من} الطاقة الشمسية إلى الأرض . إذا افترضنا أنه يمكن تحويل 10٪ من هذه الطاقة إلى كهرباء ، فإن إمداد الطاقة الأمريكية الضرورية سيتطلب تغطية 2٪ من أراضي الولايات المتحدة بألواح شمسية - هذه هي تقريبًا منطقة داكوتا الشمالية. نظرًا لأن هذه مساحة 30 مرة من أسطحنا ، لجمع مثل هذه الكمية من الطاقة سيكون من الضروري بناء محطات طاقة شمسية كبيرة.

لكن هذا لا يقلل من فائدة عدة ألواح على سطح منزلك. إذا كان لديك منزلك ، يمكنك توليد الكهرباء بنفسك. يمكنك تقليل اعتمادك على مورد الكهرباء أو القضاء عليه - أو حتى بيع الفائض إليه ، أو تقليل التكلفة أو حتى تحقيق الربح.

يشير التغيير الأخير لزعيم الدولة إلى عدم اليقين بشأن الوضع مع مبادرات الطاقة الشمسية الأمريكية. ولكن يمكن لكل من المؤسسات والشركات والمواطنين أن يقرروا بأنفسهم ما إذا كانوا سيزيدون من استخدامهم للطاقة الشمسية. من أجل تخيل الوضع الحالي للاستخدام المنزلي للطاقة الشمسية في الولايات المتحدة بشكل أفضل ، تعرّفنا على الممارسة والجانب الاقتصادي للقضية وتجربة مختلف الأشخاص الذين حولوا منازلهم مؤخرًا إلى محطات صغيرة للطاقة. نأمل أنه حتى لو كنت تعيش في شقة في الطابق السفلي ، فإن هذه المعلومات يمكن أن تنيرك.

أفضل من أي وقت مضى

كطفل ، أعجبنا بالآلات الحاسبة والساعات التي تعمل بالطاقة الشمسية. تلقى البعض مجموعات علمية كهدايا ، حيث تم دمج المحركات الصغيرة مع الألواح الشمسية بحجم الكف. بدا توليد الكهرباء من الضوء سحرًا. لماذا لا يمكننا القيام بذلك في جميع أنحاء العالم؟

واحدة من العقبات التاريخية الرئيسية للحضارة التي تعيش على الطاقة الشمسية هي الكفاءة المنخفضة والتكلفة العالية للألواح الشمسية (SP) - لوحات تحول الفوتونات إلى كهرباء. إن كفاءتها ، بشكل أكثر دقة ، معامل التحويل الكهروضوئي ، هي نسبة الطاقة الكهربائية التي تنتجها اللوحة إلى طاقة ضوء الشمس التي تسقط على سطحها.

إحدى المشاريع المشتركة الأولى

، قصتهم طويلة جداً. اخترع أول مشروع مشتركفي عام 1883 ، تشارلز فريتس ، الذي حلم بأن مشروعه المشترك سيتنافس مع شبكة توماس اديسون المتنامية التي تعمل بالفحم. لكن فعالية مشروعه المشترك بنسبة 1٪ جعلت تحقيق الحلم مستحيلاً.

بحلول عام 1954 ، أظهرت مختبرات بيلللجمهور في المشروع المشترك عن طريق توصيله بعجلة فيريس ولجهاز الإرسال اللاسلكي. كان للجهاز كفاءة بنسبة 6 ٪ ، وهو إنجاز كبير مقارنة بالمشاريع المشتركة السابقة. أيضًا ، كانت بالفعل بالفعل لوحة تم توصيل العديد من الخلايا الشمسية فيها بلوحة شمسية. على الرغم من أنها كانت لا تزال باهظة الثمن للتوزيع على نطاق واسع ، فقد أعجبت صحيفة نيويورك تايمز بالمظاهرة وأعلنت أنها "بداية حقبة جديدة ستؤدي إلى تحقيق واحد من أثمن آمال البشرية - تطوير طاقة الشمس التي لا حدود لها تقريبًا لاحتياجات الحضارة".

في الخمسينات والستينات من القرن الماضي ، استمر البحث في عناصر الحماية من السيليكون. بدأت المشاريع المشتركة الصغيرة في الظهور في الألعاب والأجهزة الاستهلاكية. بحلول منتصف العقد ، تضاعفت الكفاءةلكن التكلفة ظلت مرتفعة للغاية ، لا سيما مقارنة بانخفاض تكلفة الكهرباء في ذلك الوقت. تكلفة المشروع المشترك واط واحد 300 دولار ، وبلغت تكلفة 1 واط من الطاقة المتلقاة من محطات الطاقة 50 سنتًا.

ولكن بحلول نهاية العقد ، أظهرت المشاريع المشتركة فائدتها كمصدر للطاقة لأسطول كامل من الأقمار الصناعية الاصطناعية. غيرت البحرية الأمريكية ، التي كانت في البداية متشككة في المشروع المشترك ، رأيها عندما ماتت البطارية العادية على القمر الصناعي الأول بعد بضعة أيام. ودعم المشروع المشترك أدائه لسنوات.

تكلفة المشاريع المشتركة عالية الجودة المستخدمة في الأقمار الصناعية والمعدات الفضائية ، على الرغم من ارتفاعها ، ليست سوى جزء من التكلفة الإجمالية لهذه الأنظمة ، والتكلفة المنخفضة نسبيًا للوقود والطاقة الأرضية في الخمسينيات والستينيات لم تحفز انخفاضًا في تكلفتها. ولكن بحلول بداية السبعينيات ، تم تطوير مشاريع مشتركة باستخدام مواد أرخص ، وانخفضت تكلفة الألواح إلى 20 دولارًا للوات. جنبا إلى جنب مع أزمة الطاقة لعام 1973 ، تسبب هذا في موجة جديدة من الاهتمام بالطاقة الشمسية من حيث استخدامها الأرضي.

لكن التكنولوجيا ما زالت غير جاهزة للسوق الشامل: كانت الكفاءة في حدود 10 ٪ ، وظلت التكلفة مرتفعة.

اليوم ، هناك زيادة في الاهتمام بالطاقة الشمسية ، سواء في المنزل أو على نطاق أوسع. كل هذا يحدث بسبب إضافة عدة عوامل: تخفيض التكلفة ؛ زيادة فعالية المشروع المشترك ؛ تحفيز البيئة من المنظمين والضرائب ؛ مخاوف منتشرة بشأن تغير المناخ ؛ الابتكار الريادي.

وترتبط زيادة الاهتمام أيضًا بالزيادة الهائلة في استخدام الطاقة الشمسية على مدى العشرين عامًا الماضية. آفاق النمو لا تزال قائمة. في 30 دولة على الأقل ، بما في ذلك الولايات المتحدة جزئياً ، أصبحت الطاقة من مشروع مشترك مسقوف أرخص من الطاقة من شبكة - وهذا لا يحسب الدعم لشرائها.

ما ساعد أيضًا على دخول المشروع المشترك في الحياة هو سوق به العديد من البدائل لألواح السقف التقليدية. تبيع بعض الشركات خيارات أكثر جمالية ، مثل ، على سبيل المثال ، مشروع مشترك على شكل غطاء سقف (النتيجة هي سقف لامع ، وليس ألواح تخرج منه). تقدم إحدى الشركات منازل صغيرة مصممة لمختلف العملاء ، بما في ذلك شريحة هؤلاء المستهلكين الذين يحاولون تقليل إسهامهم في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. تأتي بعض هذه المنتجات بأسقف شمسية مدمجة والقدرة على العمل بشكل مستقل تمامًا.

إيلون ماسك مؤخرا قالأن "سقفه الشمسي" في التركيب سيكون أرخص من المعتاد ، حتى بدون مراعاة قدرته على توليد الكهرباء. مثل هذا الخيار سيجعل اختيار السقف الشمسي خاليًا من المخاطر أثناء البناء.

أيضا ، لا يقتصر أصحاب المنازل على سطح الأسطح. تنطبق نفس التكنولوجيا على مرآب السيارات والمباني الفردية الأخرى ، ويمكن تثبيت لوحات SP حتى في الميدان أو في الفناء.

محطة مستقلة تراقب حالة المياه

وعلى الرغم من أننا نركز على الطاقة الشمسية في المنازل ، فمن الضروري ملاحظة الجزء المتنامي من المشاريع المشتركة متوسطة الحجم. فهي أكبر من المنزل ، ولكنها أصغر من محطات الطاقة الشمسية واسعة النطاق. في رحلة أخيرة إلى ماريلاند وفيرجينيا ، لاحظنا عدة قطع أرض مزروعة بصفوف من المشاريع المشتركة ، بدلاً من الذرة أو المراعي للأبقار. صغيرأصبحت محطات الطاقة الشمسية وسيلة شائعة للاستفادة من الطاقة الشمسية للمجتمعات الصغيرة دون الحاجة لكل فرد من المجتمع لشراء نظامهم الخاص.

ذكّرنا رأي المشروع المشترك الذي تتخلله الحبوب بأن هذه هي الطريقة الأحدث لاستغلال طاقة الشمس الوفيرة والحرة - تحويلها إلى كهرباء ، وليس إلى سكر من خلال عملية التمثيل الضوئي.

دولار وساعات كيلووات

لذا ، قررت البدء في جمع الطاقة الشمسية. هل هذا استثمار ذكي؟

بالنسبة للعديد من الناس ، هذه ليست مجرد حسابات للدخل والنفقات: إدراك أنك تخفض مساهمتك في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري قد يفوق الاعتبارات المالية البحتة. وأولئك الذين يستثمرون في نظام مستقل مع البطاريات يحصلون على الرضا عن السلامة والاستقلالية عن البنية التحتية المحلية.

لكن النظام يكلف مالا. إذا لم تكن قد أبرمت صفقة مربحة مع المثبت ، فإن معظم الناس الذين يقومون بتثبيت مشروع مشترك على السطح يعد استثمارًا جديًا. يتم تقليل هذه التكاليف عن طريق خفض فاتورة الكهرباء ، وربما عن طريق بيع الطاقة الخاصة بك إلى الشبكة.

وبصرف النظر عن هذه البيانات العامة ، فإنه من المستحيل عمل تنبؤات معينة حول تكلفة الطاقة الشمسية المنزلية. هذا لأن جميع العوامل المتعلقة بهذا تعتمد إلى حد كبير على المكان الذي تعيش فيه. في المدن التي تتكلف فيها الكهرباء أعلى تكلفة ، يمكن أن يتنافس الاستثمار في الألواح الشمسية على السطح مع الاستثمار في صندوق المؤشرات. عندما تكون تكلفة الكهرباء أقل ، والظروف الجوية تجعل المشروع المشترك غير فعال ، يمكن أن يكون هذا مضيعة للمال (بصرف النظر عن الأسباب الأخرى المذكورة أعلاه). تختلف تكلفة بيع الكهرباء مرة أخرى إلى الشبكة حسب المنطقة. ويلاحظ

باحث الطاقة جوشوا رودسأن متوسط تكلفة الطاقة الشمسية مع مشروع مشترك مثبت على السقف ، نظرًا للتركيب والعمر وعوامل أخرى ، في الولايات المتحدة يساوي الآن تكلفة الطاقة من الشبكة: حوالي 12 سنتًا لكل كيلوواط ساعة. قد تكون هذه نقطة تحول ، مما يعني أنه يجب على كل مالك منزل ، حالي أو محتمل ، أن ينظر بجدية في المشروع المشترك كجزء من استثماره.

لكن هذه الأرقام تخفي التفاصيل. يمكن أن تختلف تكلفة الطاقة المتلقاة من الشبكة في البلد بمقدار 10 مرات ، كما تختلف تكلفة تركيب الألواح ، وكذلك ضوء الشمس ، بشكل كبير. جمع رودس بياناته على الخرائط التي توضح الأماكن التي تستحق فيها الطاقة الشمسية المنزلية الاستثمار ، وأين تكون غير جاهزة للتنفيذ بعد.

ونتيجة لذلك ، هناك مناطق كبيرة حيث تكون كل من تكلفة الطاقة وكمية ضوء الشمس ، مثل جنوب كاليفورنيا ، عالية التركيب - قد تكون هناك فكرة جيدة. في ولاية واشنطن ، إنها سيئة مع الشمس والكهرباء الرخيصة ، لذلك قد لا يكون هناك أي نقطة هناك.

لكن هذه المعلومات تصبح عفا عليها الزمن بسرعة. كانت السيليكون التقليدية JVs تنخفض بثبات في السعر ، ويرجع ذلك أساسًا إلى وفورات الحجم. قد تقترب هذه العملية من تشبع السوق ، وقد تستند التخفيضات المستقبلية للتكاليف إلى دراسات على أنواع جديدة من الخلايا الشمسية أو طرق الإنتاج.

مثال حقيقي

يعيش نيك وايت في دنفر ، كولورادو ، قام بتثبيت المشروع المشترك على سطحه قبل أكثر من عام بقليل ، واحتفظ بسجلات مفصلة. شاركهم معنا ، وستكون دراستهم مفيدة.

قام نيك بمراقبة ناتج نظامه الشمسي ووجد أن المشروع المشترك قد أنتج ما يقرب من 3400 كيلووات في الساعة من الكهرباء في عامه الأول من التشغيل. خلال هذه الفترة ، استهلكت أسرته ما يقرب من 4200 كيلووات في الساعة ، وهو ما يزيد عن 800 كيلوواط في الساعة عن الشمس. جاء الفائض من التيار الكهربائي.

تبلغ تكلفة الكهرباء من الشبكة 13 سنتًا لكل كيلوواط ، وبالتالي فإن فاتورة 800 كيلووات ساعة ستكون 104 دولارات. ولكن وفقًا للقواعد ، يجب على شركة الطاقة دفع 3 سنتات بيضاء لكل كيلووات ساعة تنتجها لوحاته. تم تصميم هذا الدعم لتقليل تكلفة إنشاء مشروع مشترك. دول أخرى لديها دعم مماثل.

كان المبلغ الإجمالي للوحة 3400 * 3 c ، أي 102 دولارًا. ونتيجة لذلك ، كانت نتيجة White $ 2. بدون الألواح ، لكانت الفاتورة تبلغ 4200 كيلووات في الساعة * 13 سنتًا ، أو 546 دولارًا ، لذلك حققت الشمس ربحًا قدره 546 دولارًا - 2 دولارًا = 544 دولارًا سنويًا.

يلاحظ White أن عائد 544 دولارًا ، مقسومًا على تكلفة التثبيت البالغة 7672 دولارًا (بعد استرداد الضريبة) ، يمنحه عائدًا 7.09٪ (لا يشمل الفائدة على قرض التثبيت). يعتقد وايت أنه استثمر بشكل صحيح. وبما أن تكلفة الكهرباء من الشبكة تزداد على مر السنين ، ستزداد الوفورات أيضًا ، حتى مع الأخذ في الاعتبار انخفاض طفيف في كفاءة الألواح.

فيما يتعلق بعملهم ، يقول: "أنا لا أفكر فيهم على الإطلاق. هم دائما في وضع التشغيل وليس هناك حاجة لرعايتهم ".

استهلاك الطاقة في منزل وايت متواضع للغاية (حوالي نصف المتوسط في منطقته) لأنه قبل الاستثمار في مشروع مشترك ، استثمر في تقنيات فعالة. ويقدر أن الوفورات من استخدام مصابيح LED والأجهزة المنزلية الفعالة أكبر من تلك التي توفرها الألواح.

ولعل الأهم من الجانب المالي للألواح هو حقيقة أن الأسرة البيضاء قد خفضت انبعاثات غازات الاحتباس الحراري بشكل طفيف: 60٪ من طاقة كولورادو تأتي من حرق الفحم . بالنسبة له ، هذه "أفضل النتائج".

يسافر البيض كثيرًا في المنزل المتنقل ، حيث زودوا أيضًا بمشروع مشترك على السطح. هذا نظام قائم بذاته مع البطاريات. ويقدرون أن بيت متنقل مستقل يكلف 2-5 مرات أكثر من منزل عادي.

ربما مثال مفيد من الخارج

قبل التفكير في تثبيت مشروع مشترك على السطح ، تحتاج إلى تقييم مساحة السطح المتاحة وكمية ضوء الشمس التي تتلقاها. سيسمح لك ذلك بتحديد ما إذا كان النظام يمكنه توفير طاقة كافية لفهمها. يمكن لأخصائيي التركيب المحليين إجراء الحسابات نيابةً عنك ، ولكن من المفيد لهم بالطبع بيع اللوحات لك. لذلك بشكل عام ، سيكون من الجيد معرفة ما يمكن أن تتوقعه من النظام قبل الذهاب إلى مثل هذه الشركة.

فتحة سقف المشروع- موقع من Google ، والذي بعد استلامه لعنوانك ، سيجمع بين البيانات المتعلقة بسقفك مع الطقس المحلي والتظليل ومحاولة حساب الجانب الاقتصادي للمشروع المشترك على سطح منزلك. يمكن أن يكون مفيدًا كتقدير تقريبي ، أو يساعد في الاختيار بين عدة خيارات للمنازل التي ترغب في شرائها ، لكن المشروع لا يزال في مرحلة مبكرة وغير قادر على التحليل التفصيلي. على سبيل المثال ، يعتقد أن سطح السقف بأكمله متاح لتركيب مشروع مشترك ، على الرغم من أنه من الممكن أن القوانين المحلية والاعتبارات العملية لن تسمح لها باحتلاله بالكامل. وفي وقت كتابة هذه السطور ، لا يعمل موقع الويب في جميع العناوين الممكنة.

مثال على الاستخدام غير القياسي للطاقة الشمسية التي بالكاد يمكن لخوارزميات Google حسابها هو تجربة كريس دي ديكر ، الذي يدير مدونته "مجلة Low Tech Magazine" من شقته الخاصة بالقرب من برشلونة في إسبانيا. في الآونة الأخيرة ، قرر إجراء تجربة وتشغيل مكتبه حصريًا من الألواح الشمسية. وعلى الرغم من أننا نتحدث عن الولايات المتحدة هنا ، إلا أن تجربته مثيرة للاهتمام. يتزامن متوسط الطاقة الشمسية في برشلونة عند 1700 كيلووات / م ² / سنة مع الولايات المتحدة.

لا يستطيع De Decker الوصول إلى السقف ، لذلك استغل النوافذ. اتضح أنهم يذهبون بشكل مثالي إلى الاتجاه بين الجنوب والجنوب الشرقي ، ولا تحجبهم الأشجار أو المباني. لكن الألواح الصغيرة الموضوعة على النوافذ كانت لا تكفي لتشغيل المكتب.

كان قادرًا على زيادة ناتج المشروع المشترك عن طريق أصحاب المباني لهم بحيث تميل الألواح بزاوية تجمع أكبر قدر من الطاقة من الشمس (الصورة أدناه). يتم اتباع هذه الاستراتيجية في محطات الطاقة الشمسية ، ولكنها عادة لا تكون متاحة للمنازل النموذجية حيث يتم تركيب الألواح ببساطة على السطح. قام De Decker بزيادة متوسط الإنتاج السنوي بنحو 10٪ ، مع تغيير زاوية الألواح بشكل دوري ، في حين تبين أن هذه الميزة في الواقع أكثر مما تبدو عليه. حدثت الزيادة في الإنتاج في فصل الشتاء ، عندما يكون من المهم جدًا التخلص من جميع الواط المتاحة من النظام. خلال هذه الأشهر ، يمكن أن تنتج اللوحة المائلة طاقة أكبر بثلاث مرات من اللوحة الأفقية.

الأهم من ذلك كان تحويل مكتبه إلى نظام يعمل من تيار مباشر قدره 12 فولت. تنتج المشاريع المشتركة المختلفة تيارًا مباشرًا لجهد مختلف ، و 12 فولت هو الجهد الأكثر شيوعًا للألواح الصغيرة. هذا مناسب لتشغيل العديد من الأجهزة الإلكترونية ، على سبيل المثال ، أجهزة الكمبيوتر المحمولة التي تعمل على 12 فولت. عند توصيل الكمبيوتر المحمول بشبكة التيار المتردد ، يتحول مصدر الطاقة إلى 120 فولت (في الولايات المتحدة الأمريكية) من التيار المتناوب إلى 12 فولت تيار مستمر ، مما يؤدي إلى فقدان الطاقة. يمكن الشعور بهذه الخسارة بسهولة عن طريق تسخين الوحدة.

من أجل دمج نظام تجميع الطاقة الشمسية النموذجي مع الأسلاك الكهربائية ، يتم توفير تياره المباشر من خلال العاكس ومحول ، والذي يحوله إلى تيار 120 فولت و 60 هرتز (في الولايات المتحدة الأمريكية) ، وهو مطلوب للإلكترونيات المنزلية. بدلاً من تحويل ناتج الألواح وفقدان الطاقة ، قام دي ديكر بتحويل الأجهزة بحيث تستهلك تيارًا قدره 12 فولت مباشرة من الألواح. في معظم الحالات ، اتضح أنه يكفي لاستخدام سلك طاقة مختلف. ونتيجة لذلك ، تم توفير 40 ٪ من الطاقة ، مما أثر بشكل كبير على نجاح تجربته.

تركيب مشروع مشترك في ماساتشوستس

جاء مثالنا الأخير بفضل بنيامين ماير ، الذي يعيش في ماساتشوستس. المناخ في نيو إنجلاند غير كامل ، وغالبًا ما تكون الألواح مغطاة بالثلج. ومع ذلك ، قاموا خلال العام بتوليد طاقة أكثر من المزرعة المستهلكة. ورداً على ذلك ، قام مايرز بتركيب نظام تكييف هواء وأجهزة أخرى لجعل الاستهلاك يتماشى مع الإنتاج. بعد 5 سنوات من التركيب ، دفعت اللوحات لأنفسهم ، بالنظر إلى الإعانات المقدمة من الدولة والامتيازات الضريبية.

قال ماير: "نادراً ما أفكر في اللوحات". - كان أصعب شيء هو تثبيتها وتشغيلها لأول مرة ، ومشاهدة العداد يدور في الاتجاه المعاكس ، مع العلم أنك لم تدفع أي شيء مقابل الكهرباء. أعتقد أن كل من وضع لوحات على نفسه يمكنه إخبارك عن هذه اللحظة ".

مشروع مشترك على السطح في كاليفورنيا

في الطرف الآخر من البلاد ، في سان فرانسيسكو ، اتفقنا على النصيحة من قبل دان بيركن ، المبرمج. توفر مشاريعه المشتركة على السطح الطاقة لمدة عام تقريبًا. يصف تكاليفه للمشروع المشترك بأنها "ليست أفضل استثمار" ، لكنه يلاحظ أن "لم أشتريها لأسباب استثمارية ، ولكن لأنني أردت امتلاك لوحات خاصة بي ، لأن هذا ليس أسوأ استثمار. من الممتع الحصول على طاقتك من الشمس. "

يقدر بيركن أن نظامه يوفر له ما بين 900 دولار و 1200 دولار سنويًا ، بما في ذلك تكلفة بيع الطاقة مرة أخرى إلى الشبكة.

وقع منزل بيركن بموجب قانون عام يحظر وضع مشروع مشترك أقرب من 90 سم من سلسلة السقف. يتم ذلك حتى يتمكن رجال الإطفاء من التحرك على السطح في حالة حدوث شيء ما ، لكن القانون يقلل من المساحة الصالحة للاستخدام من السقف الصغير بالفعل. عادة لا تأخذ الآلات الحاسبة الشائعة على الإنترنت في الاعتبار مثل هذه التفاصيل الدقيقة.

عرض لا يمكنك رفضه

ليس هناك شك في أن كيلوواط ساعة من محطات الطاقة الشمسية واسعة النطاق تأتي أرخص من تلك المحلية الصغيرة. بشكل عام ، أصبحت تكلفة الطاقة في محطات الطاقة الشمسية الكبيرة في الآونة الأخيرة أقل قليلاً من تكلفة محطات الطاقة الغازية.

أحد أسباب جاذبية المشاريع المشتركة المنزلية هو القدرة على الحصول على إعانات جيدة تقلل من تكلفة النظام. هناك العديد من القواعد في الولايات المتحدة الأمريكية التي تجعل المشاريع المشتركة المنزلية جذابة. الآن هناك خصم ضريبي بنسبة 30 ٪ على تركيب أنظمة الطاقة الشمسية ؛ ستعمل حتى عام 2019 ، ثم تنخفض ، وستختفي في عام 2021. مع بعض التحفظات ، فإنه ينطبق أيضًا على أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية .

وقد حفز هذا الخصم بالفعل بشكل ملحوظالبحث في مجال المشاريع المشتركة وتركيبها في المنزل. على الرغم من أنها ستختفي قريبًا ، فقد تم تمديد الامتيازات الضريبية السابقة. سينظر الكونجرس في التخفيضات الضريبية سنويًا ، لذلك قد يتغير هذا. بالإضافة إلى الخصومات الفيدرالية ، هناك أيضًا خصومات لدول محددة.

هناك نوع آخر من التحفيز لاستخدام الطاقة الشمسية دخل حيز التنفيذ مؤخرًا في سان فرانسيسكو. كمثال ممتاز على عرض لا يمكن رفضه ، تلزم المدينة بتجهيز جميع المباني الجديدة بنوع من النظام لتلقي الطاقة من الشمس.

حارب الظلام

دعونا نقدم بيانًا واضحًا: الألواح الشمسية لا تعمل في الليل أو تحت الثلج. ومع ذلك ، نحتاج عادةً إلى الكهرباء على مدار الساعة. للقيام بذلك ، نحتاج إلى تخزين الطاقة الزائدة المستلمة في الأيام المشمسة واستخراجها عندما لا يكون التوليد متاحًا.

محطات الطاقة الشمسية الكبيرة، الحكومية والتجارية ، استخدم طرقًا مختلفة لتخزين الطاقة ، ويمكنه اختيار الخيار الأفضل ، اعتمادًا على البيئة. يمكنهم تخزين الطاقة الشمسية في شكل إمكانات الجاذبية ، وضخ المياه في خزانات مرتفعة ، ثم تلقي الطاقة عن طريق تصريف المياه من خلال التوربينات. يمكنهم ضغط خزانات الغاز أو الينابيع ، واستخدام الطاقة الكيميائية في البطاريات المألوفة ، أو استخدام عمليات أكثر تعقيدًا ، مثل إنتاج الهيدروجين من الماء ، والذي يمكن حرقه بعد ذلك.

سيكون الحل العملي الوحيد لنظام المنزل من هذه القائمة هو البطارية الكهربائية. ولكن في المرحلة الحالية من تطوير التكنولوجيا ، فإن تكلفة شراء وصيانة نظام البطاريات مرتفعة للغاية. ونتيجة لذلك ، يستخدم معظم الأشخاص اتصالًا بالطاقة ويتخلىون عن الاستقلالية. يسمح لك هذا ببيع الطاقة الزائدة للشبكة خلال النهار ، وأخذ الكهرباء من الشبكة ليلاً أو في أي وقت آخر عندما لا تعمل الألواح.

إن استخدام شبكة الكهرباء كبطارية يجعل تثبيت مشروع مشترك ليس فقط أسهل وأرخص ، ولكنه يسمح أيضًا للنظام بالدفع بشكل أسرع ، حيث يُطلب من شركات الطاقة في العديد من الولايات دفع تكاليف المنازل المنقولة إلى الشبكة. ومع ذلك ، أثناء انقطاع التيار الكهربائي المحلي ، عندما تحتاج إلى أكبر قدر من الطاقة ، سيتم إغلاق نظامك لأسباب أمنية لموظفي شركة الطاقة الذين سيصلحون الشبكة.

سيكون الخيار الواضح لتنظيم تخزين الطاقة هو البطاريات ، وعادة ما تكون بطاريات الرصاص الحمضية ، كما هو الحال في السيارات. أعلنت شركة Tesla Motors مؤخرًا أنها قامت بتكييف تكنولوجيا بطاريات الليثيوم أيون المستخدمة في سياراتها الكهربائية للاستخدام في المنزل كبطارية احتياطية. جهاز Powerwallمصمم للعمل على حد سواء لجمع الطاقة الشمسية ، وتوفير طاقة احتياطية في حالة انقطاع التيار الكهربائي.

إن تحسين كفاءة البطاريات وخفض تكلفتها لا يقل أهمية عن تحسين كفاءة الألواح الشمسية. إذا استمر التقدم الأخير ، ستصبح هذه الأنظمة أكثر شيوعًا. إذا زادت الحصة السوقية للسيارات الكهربائية ، فقد تصبح هذه البطاريات الوسيلة المفضلة لتخزين الطاقة ونظام معادلة الطلب - بعد كل شيء ، فإن أي شخص يشتري سيارة كهربائية سيستثمر أمواله بالفعل في البطارية.

يعد اكتساب PowerWall 2 Tesla

مؤخرًا لـ SolarCity جزءًا من استراتيجية (ينظر إليها كثيرًا من الشك في الدوائر المالية) إنشاء شركة متكاملة رأسيًا لتزويد الطاقة الشمسية ، ونظامًا لتخزينها والمركبات التي تستهلكها - على الرغم من حقيقة أن هذه السيارات ستصبح جزءًا من نظام تخزين الطاقة. يتوقع المحللون أنه بحلول عام 2020 ، ستخزن بطاريات سيارة Tesla 70 جيجاوات من الطاقة - لا تشمل السيارات من الشركات المصنعة الأخرى.

استثمرت شركة Tesla بالفعل بشكل كبير في مشروع Tesla لدرجة أنها قامت في عام 2016 بتثبيت بطاريات أكثر من جميع الشركات المثبتة في الولايات المتحدة الأمريكية في عام 2015. تعتزم الشركة إنتاج "نظام شمسي يسهل الوصول إليه وجميل" سقف شمسي مع بطارية "، والذي يعمل ببساطة ، ويعطي الطاقة للمستهلك ، ومن ثم توسيعه في جميع أنحاء العالم." بعد شراء SolarCity ، أعلنت شركة Musk والشركة عن خطط وإنجازات فنية تتوافق مع هذا الهدف ، بما في ذلكالعاكسون المتقدمة و سقف الشمسية .

بعد قراءة هذه النقطة ، من الواضح أن تاريخ الطاقة الشمسية المنزلية معقد وخاضع للتغيرات المستمرة ، وذلك بفضل التقدم السريع في البحث والمشهد الضريبي المتغير باستمرار. لكن التكنولوجيا والاقتصاد وصلت بالفعل إلى مثل هذه الحالة بحيث يمكننا التأكد من أن مشروع السقف المشترك سيكون منطقيًا بالتأكيد إذا كان لديك منزلك في المنطقة المشمسة ... إلا إذا كانت القواعد والقوانين المحلية لا تثير الكثير من العقبات.

بالنسبة للمنازل في الظروف المناخية الأقل ملاءمة ، يكون من الأصعب إثبات عقلانية إنشاء مشروع مشترك. ولكن لا يزال بإمكانك الاقتناع ببعض الاستقلالية عن شركة الطاقة المحلية ، بالإضافة إلى الانضمام إلى صفوف المواطنين الذين يقتربون بشكل مسؤول من المشاكل المناخية لكوكبنا.