Quando Will Rooftop Solar sarà più economico della rete? Ecco una mappa

Pensando di andare solare? I prezzi si stanno avvicinando al costo dell'energia elettrica in rete, ma solo in alcuni luoghi - finora. joncallas / flickr, CC BY-SAPensando di andare solare? I prezzi si stanno avvicinando al costo dell'energia elettrica in rete, ma solo in alcuni luoghi - finora. joncallas / flickr, CC BY-SA

Il Laboratorio Nazionale delle Energie Rinnovabili di questa settimana ha affermato che i pannelli solari sul tetto hanno il potenziale per generare quasi 40 cento di energia elettrica negli Stati Uniti Ma per quanto riguarda il costo del solare?

Molte persone chiedono quando il costo di produzione di energia da pannelli solari fotovoltaici (PV) sarà uguale o inferiore all'acquisto dalla rete - un punto chiamato "grid parity" che potrebbe accelerare l'adozione solare.

Ma nel porre la domanda, si confronta spesso le mele alle arance e dimenticare che la risposta varia da luogo a luogo e da un tipo di installazione ad un altro.

Ad esempio, l'elettricità proveniente dai sistemi solari su scala industriale (in genere i grandi array dove i pannelli cambiano lentamente inclinazione e orientamento per affrontare il sole tutto il giorno) di solito costa meno dell'energia elettrica prodotta da pannelli solari fissati a casa di qualcuno. Inoltre, le tariffe elettriche residenziali, in media circa 12 centesimi per kilowattora in negli Stati Uniti, sono molto più alti rispetto ai tassi elettrici all'ingrosso - i programmi di utilità di prezzo pagano per generatori di energia - che di solito sono meno di 4 centesimi per chilowattora.

Allo stesso tempo, diversi stati hanno più o meno sole - l'energia solare in Florida è in genere più economica che in Alaska, ad esempio. Tutti questi fattori rendono la domanda più complicata di quanto le persone potrebbero anticipare.

In che modo, quindi, possiamo confrontare il costo del solare sul tetto con il costo dell'acquisto di energia dalla rete elettrica locale e in tal modo scoprire quando gli Stati raggiungeranno il punto di parità della rete?

Mettendo un numero sul costo solare

Il costo livellato o medio dell'elettricità da un pannello solare fotovoltaico deriva da tutti i soldi spesi per acquistare, installare, finanziare e mantenere il sistema diviso per la quantità totale di elettricità che il sistema dovrebbe produrre nel corso della sua vita. Chiamiamo questo valore il costo dell'elettricità livellato (LCOE) ed è espresso in termini di dollari per kilowattora ($ / kWh). La stessa metrica può essere utilizzata per determinare il costo di un impianto di carbone o di gas naturale. Ai pianificatori piace perché riduce il costo di una centrale elettrica nell'arco di molti decenni in un unico numero.


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Nonostante i punti di forza di LCOE come parametro - è facile da capire e ampiamente utilizzato - presenta anche alcune carenze. Vale a dire, lascia la variabilità geografica, cambia con le stagioni e di solito ignora il costo degli impatti ambientali come il costo delle emissioni di carbonio. Questa metrica è un po 'troppo semplice quando si confrontano i generatori eolici e solari a centrali elettriche che è possibile accendere e spegnere a piacimento, come quelle alimentate da uranio, carbone e gas naturale.

Oggi il costo medio di energia da solare fotovoltaico negli Stati Uniti è segnalato per essere 12.2 centesimi per kWh, che è all'incirca la media del prezzo al dettaglio.

Coloro che tengono stretti rapporti sui prezzi dell'elettricità potrebbero pensare che sia alla pari con quello che stanno pagando per la propria elettricità a casa. Questo numero può essere fuorviante, tuttavia, perché rappresenta il prezzo medio del solare su scala industriale negli Stati Uniti, non necessariamente il costo sostenuto per produrre elettricità dai pannelli solari nelle nostre case.

Quindi, come facciamo a sapere quanto è vicino il solare residenziale alla parità di rete in cui vivi? In definitiva, ciò dipende da due fattori: quanto si paga per l'elettricità che si acquista dalla rete locale e quanto si può essere pagati per l'elettricità che si può produrre dal fotovoltaico. Diamo un'occhiata a entrambi.

Quanto sole ottieni?

L'Agenzia per l'informazione sull'energia (EIA) ha creato a Mappa di tassi medi di energia elettrica per codice postale, Media a livello di contea e rifatto dall'autore nella mappa qui sotto. Il profondo rosso (o più scuri) colori indicano le tariffe elettriche residenziali medi più elevati.

Mappa dei tassi medi di energia elettrica attraverso gli Stati Uniti VIAMappa dei tassi medi di energia elettrica attraverso gli Stati Uniti VIAtariffe elettriche variano molto in tutto il paese, e queste differenze potrebbero essere causati da una serie di ragioni economiche, storiche o regolamentari. Allo stesso modo, i costi del solare e la disponibilità della risorsa solare (cioè, quanto spesso e quanto sia forte il sole splende), inoltre, non sono omogenei in tutti gli USA La figura seguente mostra la LCOE di residenziale solare in tutte le contee a livello nazionale.

LCOE del solare residenziale negli Stati UnitiLCOE del solare residenziale negli Stati UnitiI dati sui costi solari residenziali sono stati riuniti da un progetto di ricerca su vasta scala in corso su tutto il campus presso l'Energy Institute presso l'Università del Texas ad Austin. Le principali ipotesi dietro i dati sono un costo totale di US $ 3.50 / Watt per l'installazione solare fotovoltaico per un array fisso che punta a sud con un'inclinazione di gradi 25. I dati di produzione solare si basano su un laboratorio nazionale di energia rinnovabile 2013 studio.

L'orientamento e l'inclinazione verso sud rappresentano una regola empirica e potrebbero non essere il posizionamento solare ottimale in ogni locale.

Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti SunShot Initiative ha l'obiettivo dichiarato di ridurre le installazioni di impianti solari fotovoltaici residenziali a $ 1.50 / Watt. I pannelli fotovoltaici economici della Cina hanno spinto al ribasso i costi dell'hardware fino al punto in cui il prezzo di un sistema fotovoltaico totale è ora dominato dai "costi soft": acquisizione clienti, installazione, supply chain, permessi, ecc. i costi continuano a scendere.

Mentre tali tagli dei costi sono impressionanti, l'elemento fondamentale nel costo dell'energia prodotta è la quantità di radiazione solare che colpisce i pannelli solari. Ovviamente, alcune posizioni sono più solare rispetto ad altri in modo da un pannello solare in Arizona produrrà più energia di uno nello stato di Washington, rendendo il sistema più economico per il proprietario della casa.

E il costo prevalente dell'elettricità varia a livello nazionale. Alcune delle aree con il più basso costo della rete elettrica (ad esempio, Washington) hanno alcuni dei più alti costi solari a causa dei bassi livelli di irraggiamento solare. Sarà difficile stabilire la parità di copertura solare in quei luoghi.

D'altra parte, ci sono altri luoghi in cui il prezzo dell'elettricità della rete è elevato e l'LCOE solare è relativamente basso, tra cui New Mexico, California e Hawaii; questi luoghi sono luoghi privilegiati per il solare per essere in parità prima.

Bersaglio in movimento

Per illustrare questo punto, prendiamo le stesse informazioni sottostanti alla mappa del costo solare e riduciamo il costo totale installato del solare installato in incrementi di $ 0.50 / Watt - da $ 3.50 / Watt a $ 1.50 / Watt (l'obiettivo SunShot). Possiamo quindi sottrarre la tariffa elettrica dall'LCOE solare in ogni contea. Quando questa differenza è zero o negativa (tariffe elettriche> LCOE), possiamo stimare quando tale contea sarà alla griglia di parità per il solare fotovoltaico residenziale.

Di seguito è riportato un GIF che mostra la stima del punto di parità come il prezzo delle cascate solari installate. Si noti che i costi totali di installazione comprendono il credito d'imposta federale sugli investimenti e eventuali sconti locali e incentivi fiscali.

GIF mostra i luoghi in cui LCOE solare residenziale raggiunge la parità con le tariffe elettriche medie locali a vari costi di installazione solare.GIF mostra i luoghi in cui LCOE solare residenziale raggiunge la parità con le tariffe elettriche medie locali a vari costi di installazione solare.Questi calcoli e le stime sono accompagnati da numerosi avvertimenti. Innanzitutto, il calcolo sopra riportato presuppone che i proprietari di impianti fotovoltaici siano pagati per la loro generazione a tariffe elettriche standard nella loro zona. Questa disposizione è in genere nota come misurazione netta.

Ma c'è una vasta gamma di modi in cui le utility interagiscono con i clienti che hanno installato il solare fotovoltaico. Alcune società di servizi pubblici possono pagare i tassi di mercato all'ingrosso delle abitazioni per l'eccesso di elettricità che immettono nella rete dai loro pannelli, che tendono ad essere notevolmente inferiori rispetto ai prezzi al dettaglio. Se le società di servizi pagano i proprietari di case in base al tasso all'ingrosso, piuttosto che al tasso di vendita al dettaglio, il solare è meno economico.

Ma non è tutto. Si potrebbe aggiungere i benefici di costo della riduzione delle emissioni CO2 e di altri inquinanti. D'altro canto, vi sono costi associati con "rassodamento" l'energia solare quando è notte o nuvoloso.

Tenendo conto di questi fattori, la risposta alla domanda: "Ha senso economico per me installare l'energia solare?" È: dipende. Come dimostra la mappa, la cosa fondamentale da tenere d'occhio, a parte eventuali cambiamenti nei costi dell'elettricità, è la velocità con cui i costi complessivi del solare diminuiscono.

Circa l'autore

rhodes joshuaJoshua D. Rhodes, ricercatore post-dottorato di Energia, Università del Texas a Austin. La sua attuale ricerca prende in esame l'area di applicazioni residenziali smart grid, comprese le applicazioni a livello di sistema di efficienza energetica e generazione distribuita. Si interessa di politica e gli impatti che una buona politica può avere sull'efficienza dell'economia locale, in particolare la politica che utilizza le forze di mercato per aumentare l'efficienza del patrimonio edilizio residenziale, anche.

Questo articolo è originariamente apparso su The Conversation

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