太陽光発電システムを設置する住宅所有者には、電気代の削減、二酸化炭素排出量の削減、住宅価値の向上など、多くのメリットがあります。 しかし、これらの利点には多大な設置および保守コストが伴い、利益の大きさは家によって大きく異なります。 この記事は、住宅所有者が住宅での太陽光発電の実行可能性を判断するために必要な財務計算を行うのに役立ちます。
太陽光発電
太陽光発電（PV）ソーラーテクノロジーは1950年代から使用されてきましたが、ソーラーモジュールの価格が下落したおかげで、ミレニアムの変わり目以降に普及する経済的に実行可能なテクノロジーと見なされてきました。
ソーラーパネルのサイズは、ワット単位の理論的な電気出力ポテンシャルの観点から引用されています。 ただし、設置済みのPVシステムで実現される典型的な出力（「容量係数」と呼ばれる）は、理論上の出力の10％〜20％です。 15％の稼働率で稼働する3キロワット時（kWh）の家庭用システムは、3kW * 15％* 24hr / day * 365days / year = 3, 942 kWh / year、または米国の一般的な電力消費量の約3分の1を生成します。家庭。 しかし、「典型的な」結果について語る理由がほとんどないため、この計算は誤解を招く可能性があります。 実際、ある家庭では太陽光は理にかなっているかもしれませんが、隣の家ではそうではありません。 この矛盾は、実行可能性を判断する際に考慮される財政的および実際的な考慮事項に起因する可能性があります。
費用
太陽光発電は資本集約的であり、システムを所有する主なコストは、機器を購入するときに前払いされます。 太陽電池モジュールは、ほぼ確実に全体の費用の最大の単一の要素を代表します。 設置に必要なその他の機器には、インバーター（パネルによって生成された直流を家庭用電化製品によって使用される交流に変換するため）、計量機器（生成される電力量を確認する必要がある場合）、およびさまざまなハウジングコンポーネントが含まれますケーブルと配線ギア。 一部の住宅所有者は、バッテリーの保管も検討しています。 歴史的に、電力会社がグリッドに供給される余分な電気の代金を支払う場合、バッテリーは法外に高価で不必要でした（以下を参照）。 インストールの人件費も考慮する必要があります。
設置コストに加えて、PVソーラーアレイの運用と保守に関連するコストがいくつかあります。 定期的にパネルを掃除することは別として、インバーターとバッテリー（設置されている場合）は通常、数年の使用後に交換が必要です。
上記のコストは比較的簡単です（多くの場合、太陽光発電設置会社は住宅所有者に対してこれらの価格を見積もることができます）が、政府および/または地元の公益企業から利用可能な補助金を決定することは、より困難です。 政府のインセンティブは頻繁に変更されますが、歴史的に、米国政府はシステムのコストの最大30％の税額控除を許可しています。 各州内のプログラムを含む、米国のインセンティブプログラムの詳細については、州の再生可能エネルギーと効率のためのインセンティブデータベース（DSIRE）のWebサイトをご覧ください。 他の国では、そのような情報は政府または太陽の擁護ウェブサイトでしばしば利用可能です。 また、住宅所有者は、地元の公益事業会社に問い合わせて、太陽光発電の設置に金銭的なインセンティブがあるかどうかを確認し、送電網の相互接続および送電網への余剰電力の販売方針を決定する必要があります。
利点
PV設置の大きなメリットは、エネルギー料金が低いことですが、このメリットの大きさは、利用可能な条件と公共料金の請求方法を考慮して生成できる太陽エネルギーの量に依存します。
最初の考慮事項は、家の地理的位置で利用可能な日射量です。 ソーラーパネルを使用する場合、一般的に赤道に近い方が良いですが、他の要因を考慮する必要があります。 米国国立再生可能エネルギー研究所（NREL）は、日射量を示す米国の地図を作成しています。 ウェブサイト上のツールは、米国内の特定の場所に関する詳細な太陽情報を提供します。同様の地図とデータは、他の国でも同様に利用できます。多くの場合、政府の環境機関または再生可能エネルギー機関から入手できます。 同様に重要なのは、家の向きです。 屋上アレイの場合、木や他の物体が日光を遮らない南向きの屋根は、利用可能な太陽エネルギーを最大化します。 これが利用できない場合、パネルは外部サポートに取り付けられ、家から離れて設置される可能性があり、追加のハードウェアとケーブルの追加費用が発生します。
2番目の考慮事項は、太陽光発電のタイミングと、ユーティリティが電気料金を請求する方法です。 太陽光発電は主に午後に発生し、夏の間は高くなります。このため、エアコンが最も多くのエネルギーを消費するのは暖かい気候の全体的な電力需要に比較的よく対応しています。 結果として、ピーク電力需要を満たすために使用されるエネルギー生産の代替方法（多くの場合、天然ガス発電所）は高価になる傾向があるため、太陽光発電は貴重です。 しかし、公益事業者はしばしば、消費時間に関係なく、住宅消費者に定額の電気料金を請求します。 これは、ピーク時の電力生産の高価なコストを相殺する代わりに、住宅所有者の太陽光発電システムは、電力の 平均 価格にはるかに近い電力料金を相殺するだけであることを意味します。
ただし、米国の多くの公益企業は、異なる時期の実際の発電コストを反映するために、1日を通して住宅所有者に異なる料金を請求できる価格設定スキームを導入しています。 つまり、午後は料金が高く、夜は料金が低くなります。 太陽光発電は最も高価な電力を相殺するため、この種の時変レートが使用される地域では、PVソーラーアレイは非常に有益です。 特定の住宅所有者にとってこれがどれほど有益であるかは、そのような計画の下での料金変更の正確なタイミングと大きさに依存します。 同様に、一部の地域の公益事業には、季節ごとの定期的な需要変動により、年の異なる時期に異なる価格体系があります。 夏季の料金が高いと、太陽光発電の価値が高まります。
一部の公益事業者は、消費量が増加するにつれて電力の限界価格が変化する価格設定プランを段階的に設定しています。 このタイプの計画では、ソーラーシステムのメリットは、家庭の電力使用量に依存します。 消費の増加に伴って大幅に増加する料金の対象となる特定の地域では、大規模な住宅（エネルギー需要が大きい）は、高コストの限界消費を相殺するソーラーアレイの恩恵を最も受けます。
太陽光発電システムの3番目の利点は、住宅所有者が太陽光発電電力を公益事業者に販売できることです。 米国では、これは「ネットメータリング」計画を通じて行われます。この計画では、住宅の消費者がグリッドに入れる電力を使用します（ソーラーアレイからの発電率が家庭の電力消費率よりも大きい場合）。他の時間に消費される電力。 毎月の電気料金は正味のエネルギー消費を反映しています。 特定のネットメータリングの規制とポリシーは、地域によって異なります。 住宅所有者はDSIREデータベースを参照できます。また、より具体的な情報を見つけるために地元のユーティリティに連絡する必要があります。
最後の利点は、ソーラーアレイの追加による家の価値への潜在的な影響です。 一般に、太陽電池パネルがほとんどの家の価値を高めると仮定することは合理的です。 第一に、ソーラーアレイの結果として電気料金が安くなることは否定できない経済的利益があります。 第二に、「グリーン」な生活に向かう傾向は、二酸化炭素排出量が小さく、再生可能エネルギーを動力源とする住宅への需要が高まっていることを意味します。 最後に、すでに太陽光発電が設置された住宅を購入するということは、住宅ローンを通じて（住宅購入者のために）投資が賄われることを意味します。 この資金調達の容易さは、ソーラーなしで家を購入し、その後ソーラーアレイを追加するよりも、住宅購入者にとってソーラーをより手頃な価格にする可能性があります。
財政的実行可能性と「平準化された」電力コストの計算
上記の費用と便益が決定されると、割引キャッシュフロー（DCF）法を使用して、理論的にソーラーシステムを評価できます。 プロジェクト開始時の流出は設置費用（補助金控除後）で構成され、流入は後で相殺された電気費用の形で（直接および正味計量の両方で）到着します。
DCFを使用するのではなく、通常、太陽光発電の実行可能性は、平準化された電気のコスト（LCOE）を計算し、それを地元の公益事業によって請求される電気のコストと比較することによって評価されます。 家庭用ソーラーのLCOEは通常、コスト/キロワット時（$ / kWhまたは¢/ kWh）として計算されます。これは、電気料金で一般的に使用される形式です。 LCOEを概算するには、次の式を使用できます。
LCOE（$ / kWh）=生涯所有コスト（$）/生涯エネルギー出力（kWh）の正味現在価値（NPV）
PV太陽電池モジュールの耐用年数は一般に25〜40年と想定されています。 所有コストには保守コストが含まれ、NPVを見つけるために割引する必要があります。 LCOEは、ユーティリティからの電気のコストと比較できます。 関連する価格は、PV太陽光発電のピーク時またはその近くに発生する価格です。 （ InvestopediaのNet Present Value Calculator をチェックして、これらの 計算 を試してみてください。）
ボトムライン
太陽光発電システムを設置するかどうかを決定することは困難な作業のように思えるかもしれませんが、そのようなシステムは長期的な投資であることを覚えておくことが重要です。 多くの場所で、太陽光発電は財政的な観点から良い選択です。 太陽光発電のコストが公益事業から購入した電力よりわずかに高いことがわかったとしても、住宅所有者は、エネルギーコストの将来の潜在的な変動を回避するために太陽光発電を設置するか、単に個人的な経済的動機と用途を超えて見たい場合があります「グリーン」な生活のためのソーラー。
