Солнечная энергия 101: все, что вам нужно знать о солнечной энергии

Если вы не жили под скалой последние 30 лет, вы, вероятно, слышали о солнечной энергии. Нет, мы не говорим о третьем студийном альбоме инди-поп-звезды Лорд «Солнечная сила» (хотя это и хреново), мы говорим о возобновляемых источниках энергии.

Несмотря на то, что это ведущая технология экологически чистой энергии, вокруг установки солнечных панелей все еще много загадок. Сколько стоит солярка? Вам нужна батарея? Как вообще работает солнечная энергия? Мы разобрали основы солнечной энергии, чтобы ответить на ваши вопросы и дать вам лучшее представление о все более популярном источнике энергии.

На этой странице

Как работает солнечная энергия?

Солнечная энергия может питать все, что может питать электричество, произведенное с помощью ископаемого топлива, просто без чувства вины и грязных выбросов.

Есть две ключевые вещи, чтобы понять, как работает солнечная энергия:

1. Как солнечные батареи превращают солнечный свет в электричество
2. Как это электричество затем отправляется в наши дома и на предприятия

Как солнечные батареи генерируют электричество

Солнечная энергия производится с помощью так называемого фотоэлектрического эффекта. Если вы когда-нибудь смотрели на солнечную панель, вы, вероятно, видели, что они состоят из множества маленьких квадратов. Эти квадраты называются солнечными элементами, фотоэлектрическими элементами или фотоэлементами.

Почти все солнечные панели, которые вы видите, сделаны из кремниевых солнечных элементов. Каждая ячейка имеет отрицательный слой с дополнительными электронами и положительный слой, в котором есть место для перемещения этих электронов. Когда солнечный свет попадает на этот отрицательный слой, электроны отрываются и начинают двигаться к положительному слою. Поток электронов — это солнечное электричество!

Как используется солнечная энергия

Мы установили, как солнечная энергия вырабатывается за счет фотогальванического эффекта, но как наши дома используют солнечную энергию?

Солнечные панели производят нечто, называемое электричеством постоянного тока или постоянного тока.Большинство домов не могут использовать электричество постоянного тока, поэтому его необходимо преобразовать в переменный ток или электричество переменного тока. Вот тут-то и появляются солнечные инверторы — электричество постоянного тока, вырабатываемое солнечными панелями, поступает в солнечный инвертор, где оно преобразуется в электричество переменного тока.

Электричество переменного тока может затем использоваться вашими бытовыми приборами, такими как холодильник, освещение и телевизор!

История солнечной энергетики

Солнечная энергия существует намного дольше, чем вы думаете. Первая в мире солнечная батарея была изобретена во Франции еще в 1839 году! Четыре десятилетия спустя, в 1883 году, первая солнечная панель была создана из селеновых пластин и установлена ​​на крыше Нью-Йорка с коэффициентом преобразования энергии всего 1%.

После этого в США было создано несколько патентов на солнечные элементы и солнечные панели, причем патент на солнечную панель принадлежал Николе Тесле. В 1905 году Альберт Эйнштейн опубликовал статью с описанием теории «фотоэлектрического эффекта», за которую 17 лет спустя он получил Нобелевскую премию.

Затем, в 1954 году, кремниевый солнечный элемент, который мы используем сегодня, был изобретен в большом штате Нью-Джерси. Это изменило правила игры, когда дело дошло до солнечной энергии, поскольку кремниевые солнечные элементы могли преобразовывать электричество гораздо эффективнее, чем селеновые солнечные элементы, использовавшиеся в прошлом.

С тех пор солнечная энергетика продолжала развиваться в том виде, в каком мы ее знаем сегодня. В настоящее время в США установлено более 2 миллионов солнечных панелей, и к 2023 году они намерены удвоить это число.

Стоимость солнечных электростанций

Большинство домовладельцев в США могут рассчитывать заплатить от 18 000 до 20 000 долларов за установку солнечных батарей, прежде чем будут рассмотрены какие-либо стимулы. Это составляет от 2,75 до 3,35 долларов за ватт установленной солнечной энергии, что более чем на 70% дешевле, чем солнечная энергия стоила всего 10 лет назад!

Если учесть федеральный налоговый вычет на солнечную энергию, 30% стоимости солнечной установки, средняя общая стоимость солнечной установки падает до 12 600–14 000 долларов — неплохо!

Многие штаты и коммунальные предприятия по всей территории СШАтакже предлагать дополнительные скидки на солнечные батареи. Вы можете воспользоваться нашим калькулятором экономии на солнечных батареях, чтобы лучше понять, сколько солнечных поощрений могут сэкономить вам в вашем районе.

Узнайте, стоит ли переходить на солнечную энергию, исходя из вашего местоположения

Несмотря на то, что солнечная энергия дешевле, чем когда-либо, она по-прежнему является довольно существенной инвестицией. К счастью, есть несколько способов, которыми домовладельцы могут финансировать систему солнечных батарей, включая солнечные кредиты, аренду солнечных батарей и солнечные PPA. Кроме того, вам не нужно беспокоиться о значительных затратах на техническое обслуживание, когда речь идет о солнечной энергии — после установки панелей обслуживание системы становится минимальным.

Типы солнечных электростанций

Солнечную энергию можно использовать несколькими способами. Существуют источники солнечной тепловой энергии, такие как концентрированные солнечные энергетические системы, солнечные системы для приготовления пищи и солнечные системы горячего водоснабжения, которые улавливают солнечное тепло для использования.

Что, вероятно, приходит на ум, когда вы думаете о солнечной энергии, так это солнечные панели, которые представляют собой фотоэлектрические солнечные системы.

Большинство бытовых солнечных электростанций являются фотоэлектрическими солнечными системами и относятся к одной из трех категорий:

• Сетевые системы
• Солнечные системы плюс накопление (гибридные системы AKA)
• Автономные системы

Давайте разберем их.

Сетевые солнечные энергетические системы

Большинство систем солнечных панелей, которые вы видите сегодня, представляют собой системы, связанные с сетью, где система солнечных панелей подключена к коммунальной сети. Ваш дом будет использовать солнечную энергию, вырабатываемую вашими панелями. Если ваши панели производят больше электроэнергии, чем нужно вашему дому, избыточная электроэнергия будет отправлена ​​в сеть.

В большинстве штатов вы получите какую-то компенсацию за отправку электроэнергии коммунальному предприятию по чистому счетчику, но то, сколько именно вы получите, зависит от вашей коммунальной компании. Поскольку ваш дом по-прежнему подключен к сети, вы можете использовать электроэнергию от коммунального предприятия, когда ваши солнечные панели не производят достаточно электроэнергии для покрытия ваших потребностей в энергии.

Мало того, что сетевые системы являются наиболее распространенным типом жилых солнечных электростанций, они также являются самыми дешевыми, поскольку не требуют дополнительных затрат на оборудование для хранения. Таким образом, если у вас ограниченный бюджет, ваша коммунальная служба предлагает хорошую программу учета электроэнергии или если сеть в вашем районе надежна, то солнечная система, связанная с сетью, вероятно, является вашим лучшим вариантом.

Солнечные батареи плюс системы хранения

Солнечные системы плюс аккумуляторы, иногда называемые гибридными системами, представляют собой системы солнечных панелей, которые подключены как к сети, так и к локальной системе хранения солнечной энергии, обычно к солнечной батарее. В течение дня ваши солнечные панели питают ваш дом так же, как и в системе, привязанной к сети.

Когда вы производите больше солнечной энергии, чем нужно вашему дому, эта энергия отправляется в вашу батарею, а не обратно в сеть. Затем вы можете использовать эту накопленную энергию, когда ваши панели не производят достаточно электроэнергии для удовлетворения ваших потребностей в энергии, уменьшая количество электроэнергии, которую вы берете от своей коммунальной службы.

Нужна ли мне солнечная батарея?

Сопряжение солнечных панелей с солнечными батареями становится все более популярным, но это не обязательно означает, что вам нужно их приобретать. Фактически, большинству домовладельцев в США не нужно беспокоиться об установке солнечной батареи в свою систему солнечной энергии. Солнечные батареи на данный момент являются скорее роскошью, чем необходимостью, главным образом потому, что они могут добавить более 10 000 долларов к вашим затратам на установку солнечных батарей, не экономя при этом гораздо больше денег.

Однако есть случаи, когда могут пригодиться солнечные батареи. Например, если вы живете где-то, где коммунальная сеть ненадежна и электричество часто отключается, например, в Калифорнии, хорошей идеей может быть резервная солнечная батарея. Солнечные батареи также могут быть полезными, если ваша коммунальная служба или государство предлагают большие стимулы для установки накопителей энергии.

Автономные солнечные электростанции

Автономные солнечные энергетические системы — это именно то, на что они похожи — солнечные энергетические системы, которые вообще не подключены к электрической сети.Если у вас есть легкий доступ к сети в вашем районе, то переход в автономную сеть просто не имеет большого смысла.

Во-первых, автономные системы солнечной энергии стоят дорого. Вам нужно больше солнечных батарей и большой объем аккумуляторной батареи, чтобы иметь возможность покрыть все ваше потребление энергии, что обходится недешево. Кроме того, вам, возможно, придется внести серьезные изменения в образ жизни, чтобы убедиться, что вы не используете слишком много электроэнергии.

Солнечная энергия – возобновляемый источник энергии

Когда вы переходите на солнечную энергию, вы не только сокращаете свои счета за электроэнергию, но и уменьшаете свой углеродный след. Солнечные панели не выделяют никаких неприятных выбросов углерода или других загрязнителей воздуха, которые выделяют ископаемые виды топлива при выработке электроэнергии.

Средняя солнечная электростанция в жилых домах в США может предотвратить выброс в атмосферу почти 16 000 фунтов углекислого газа. Вам нужно было бы посадить 8,8 акров леса, чтобы компенсировать это количество углерода, но система солнечной энергии на крыше полностью останавливает эти выбросы.

Мы не собираемся вам лгать: некоторые выбросы связаны с производством солнечных модулей и других солнечных технологий, как и с любым другим промышленным продуктом на планете. Выбросы, связанные с производством солнечных панелей, практически ничтожны по сравнению с тем, сколько выбрасывается при производстве электроэнергии с использованием ископаемого топлива.

Но фактическое солнечное электричество само по себе является чистой энергией. Когда солнечная панель вырабатывает электроэнергию, не происходит абсолютно никаких выбросов. С другой стороны, заводы, работающие на ископаемом топливе, продолжают сжигать и выделять парниковые газы с каждым киловатт-часом электроэнергии, которую они производят.

Будущее солнечной энергетики безоблачно

Солнечная промышленность сильнее, чем когда-либо прежде. Технологии солнечной энергетики продолжают совершенствоваться, а цены на солнечную энергию продолжают падать, что делает солнечную энергию более доступной, чем когда-либо, для домовладельцев США.

Мы не ожидаем, что эти тенденции изменятся в ближайшее время.

Во-первых, администрация Байдена уделяет большое внимание устойчивости к изменению климата и чистой инфраструктуре, включая безуглеродную сеть, к 2035 году. Для достижения этих целей, возможно, появится больше стимулов для солнечной энергетики, и, возможно, инвестиции в солнечную энергию налоговый кредит будет продлен еще раз.

В тени солнечной энергетики скрывается одно серьезное темное пятно, о котором следует помнить: коммунальные предприятия по всей стране стремятся отказаться от чистых измерений, что является одной из основных причин, почему солнечная энергия является такой выгодной инвестицией. Если вы хотите обеспечить максимально возможную экономию на солнечной энергии, вам нужно перейти на солнечную энергию раньше, чем позже.

Наш бесплатный калькулятор солнечных панелей позволит вам невероятно легко ознакомиться с солнечной энергией, прежде чем вы примете окончательное решение. Мы расскажем вам, какую экономию вы можете получить с фотоэлектрической системой, какие стимулы есть в вашем районе, и вы можете настроить смету непосредственно в соответствии с вашими потребностями. Затем мы можем объединить вас с лучшими солнечными компаниями в вашем регионе, чтобы вы могли сравнить предложения и получить солнечный проект самого высокого качества.