Có nên lắp đặt hệ thống điện năng lượng mặt trời cho gia đình không ?

Những chủ nhà lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời nhận được nhiều lợi ích: hóa đơn tiền điện thấp hơn, có thể bán điện lại cho nhà nước. Nhưng những lợi ích này thường đi kèm với chi phí lắp đặt và bảo trì đáng kể, và mức độ thu được có thể rất khác nhau giữa các ngôi nhà

Hệ thống năng lượng mặt trời cho gia đình là gì?

Những chủ nhà lắp đặt hệ thống điện năng lượng mặt trời nhận được nhiều lợi ích: hóa đơn tiền điện thấp hơn, có thể bán điện lại cho nhà nước. Nhưng những lợi ích này thường đi kèm với chi phí lắp đặt và bảo trì đáng kể, và mức độ thu được có thể rất khác nhau giữa các ngôi nhà.

Bài viết này sẽ giúp bạn thực hiện các tính toán tài chính cần thiết để xác định khả năng lắp đặt hệ thống điện năng lượng mặt trời cho gia đình mình.

Hiểu rõ về hệ thống năng lượng mặt trời

Công nghệ năng lượng mặt trời quang điện (PV) đã xuất hiện từ những năm 1950 nhưng giá cả tốn kém nên chưa được sử dụng rộng rãi, nhưng do giá mô-đun năng lượng mặt trời giảm nên nó chỉ được coi là một công nghệ khả thi về mặt tài chính để sử dụng rộng rãi kể từ đầu thiên niên kỷ

Kích thước bảng điều khiển năng lượng mặt trời được trích dẫn theo tiềm năng sản lượng điện lý thuyết tính bằng watt. Tuy nhiên, sản lượng điển hình được thực hiện đối với các hệ thống PV đã lắp đặt — được gọi là “hệ số công suất” —là từ 15% đến 30% sản lượng lý thuyết.

Một hệ thống hộ gia đình 3 kilowatt giờ (kWh) chạy ở hệ số công suất 15% sẽ sản xuất 3 kWh x 15% x 24 giờ / ngày x 365 ngày / năm = 3.942 kWh / năm, hoặc khoảng một phần ba lượng điện thông thường tiêu dùng của một hộ gia đình. Tuy nhiên tùy theo mức độ sử dụng điện của từng hộ gia đình mà kết quả lại khác nhau

Chi phí lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời cho gia đình

Để lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời cần phải đầu tư một khoản lớn chi phí cho hệ thống thiết bị lúc đầu. Tấm pin năng lượng mặt trời gần như chắc chắn sẽ đại diện cho thành phần đơn lẻ lớn nhất trong tổng chi phí.

Các thiết bị khác cần thiết để lắp đặt bao gồm bộ biến tần (để biến dòng điện một chiều do bảng điều khiển tạo ra thành dòng điện xoay chiều được sử dụng bởi các thiết bị gia dụng), thiết bị đo lường (nếu cần xem lượng điện năng được sản xuất) và một số chủ nhà cũng xem xét việc lưu trữ pin. Chi phí nhân công lắp đặt cũng phải được tính vào.

Ngoài chi phí lắp đặt, có một số chi phí khác liên quan đến việc vận hành và duy trì một mảng năng lượng mặt trời PV. Ngoài việc làm sạch các tấm pin thường xuyên, biến tần và pin (nếu được lắp đặt) thường cần thay thế sau vài năm sử dụng.

Mặc dù các chi phí trên tương đối đơn giản – thường thì một công ty lắp đặt năng lượng mặt trời có thể báo giá cho những chi phí này cho chủ nhà – việc xác định các khoản  hỗ trợ từ nhà nước.

Lợi ích từ hệ thống điện năng lượng mặt trời cho gia đình

Một lợi ích đáng kể đối với việc lắp đặt PV là hóa đơn năng lượng sẽ ít hơn vì bạn có thể tạo ra điện để sử dụng, nhưng mức độ của lợi ích này phụ thuộc vào lượng năng lượng mặt trời có thể được sản xuất với các điều kiện sẵn có và cách các tiện ích tính phí điện.

Cân nhắc đầu tiên là mức độ và thời gian chiếu sáng. Khi nói đến việc sử dụng các tấm pin mặt trời, ở gần đường xích đạo nói chung là tốt hơn, nhưng các yếu tố khác phải được xem xét. Điều quan trọng không kém là định hướng của ngôi nhà; đối với các mảng trên sân thượng, mái quay về hướng Nam không có cây cối hoặc các vật cản ánh sáng mặt trời sẽ tối đa hóa năng lượng mặt trời sẵn có.

Nếu điều này không có sẵn, các tấm có thể được gắn trên các giá đỡ bên ngoài và lắp đặt cách xa nhà, phát sinh thêm chi phí cho phần cứng và cáp bổ sung.

Cân nhắc thứ hai là thời gian sản xuất điện mặt trời và cách các tiện ích tính phí cho điện năng. Sản xuất điện mặt trời chủ yếu diễn ra vào buổi chiều và cao hơn vào mùa hè, do đó tương ứng tương đối tốt với nhu cầu điện tổng thể ở các vùng khí hậu ấm áp vì đây là thời điểm máy điều hòa không khí tiêu thụ nhiều năng lượng nhất.

Do đó, điện mặt trời có giá trị vì các phương pháp sản xuất năng lượng thay thế (thường là các nhà máy điện khí đốt tự nhiên) được sử dụng để đáp ứng nhu cầu năng lượng cao điểm có xu hướng đắt đỏ.

Nhưng các thiết bị điện bật thường xuyên tiêu phí phí điện ở một mức cố định, bất kể thời gian tiêu thụ. Điều này có nghĩa là thay vì bù đắp chi phí đắt đỏ của sản xuất điện cao điểm, các hệ thống điện mặt trời của các hộ gia đình chỉ bù đắp giá mà họ phải trả cho điện, gần hơn nhiều so với chi phí sản xuất điện năng trung bình.

Lợi ích tiếp theo là hộ gia đình lắp đặt năng lượng mặt trời có thể bán lại điện cho điện lưới quốc gia để có thêm nguồn thu nhập thụ động cho gia đình mình

Lợi ích cuối cùng là ảnh hưởng tiềm năng đến giá trị của một ngôi nhà do việc bổ sung một mảng năng lượng mặt trời. Nói chung, sẽ hợp lý khi cho rằng các tấm pin mặt trời sẽ nâng cao giá trị của hầu hết các ngôi nhà.

Tính toán chi phí cho hệ thống điện năng lượng mặt trời

Một khi các chi phí và lợi ích trên được xác định, về mặt lý thuyết, hệ thống năng lượng mặt trời có thể được đánh giá bằng cách sử dụng phương pháp chiết khấu dòng tiền (DCF). Dòng vốn vào khi bắt đầu dự án sẽ bao gồm chi phí lắp đặt (ròng trợ cấp), và dòng vốn vào sau này dưới dạng bù đắp chi phí điện (cả trực tiếp và thông qua đo đếm ròng).

Thay vì sử dụng DCF, khả năng tồn tại của điện mặt trời thường được đánh giá bằng cách tính toán chi phí điện năng được quy đổi (LCOE), sau đó so sánh với chi phí điện năng do tiện ích địa phương tính.

LCOE cho năng lượng mặt trời hộ gia đình thường sẽ được tính dưới dạng chi phí / kilowatt-giờ ($ / kWh hoặc ¢ / kWh) – cùng một định dạng thường được sử dụng trên hóa đơn tiền điện. Để tính gần đúng LCOE, người ta có thể sử dụng công thức sau:

LCOE ($ / kWh) = Giá trị hiện tại ròng (NPV) của Chi phí sở hữu lâu dài ($) / Sản lượng năng lượng trọn đời (kWh)

Ưu và nhược điểm của hệ thống năng lượng mặt trời cho ngôi nhà của bạn

Giống như hầu hết mọi thứ, năng lượng mặt trời có những lợi ích và hạn chế của nó. Đồng thời, một số chi phí kinh tế có thể bị ảnh hưởng bởi các lợi ích xã hội đối với môi trường và giảm lượng khí thải carbon của bạn, vượt quá đánh giá thuần túy bằng tiền.

Ưu điểm hệ thống năng lượng mặt trời

Năng lượng xanh làm giảm lượng khí thải carbon của bạn
Đo sáng ròng cho phép bạn bán lại năng lượng dư thừa đã sản xuất
Bạn có thể đủ điều kiện để được giảm thuế nhất định

Nhược điểm hệ thống năng lượng mặt trời

Chi phí lắp đặt và bảo trì vẫn cao
Năng lượng mặt trời chỉ hoạt động khi mặt trời tắt
Các bộ phận của hệ thống cần được thay thế vài năm một lần
Một số khoản giảm thuế có thể đã hết hạn hoặc sắp hết hạn

Các câu hỏi thường gặp

 

 

Hỏi: Một ngôi nhà có thể chạy bằng năng lượng mặt trời một mình không?
Trả lời: Thực tế, nó không thường xuyên có thể. Điều này là do năng lượng mặt trời chỉ hoạt động khi mặt trời chiếu sáng – có nghĩa là khi trời nhiều mây hoặc ban đêm, chúng không tạo ra điện. Có một số giải pháp pin để cung cấp năng lượng trong thời gian này, nhưng chúng vẫn có xu hướng khá tốn kém. Hầu hết các ngôi nhà có các tấm pin mặt trời thỉnh thoảng vẫn dựa vào lưới điện.

Hỏi: Bạn có thực sự tiết kiệm tiền với tấm năng lượng mặt trời?
Trả lời: Tùy thuộc vào nơi bạn sinh sống, hệ thống có thể tự hoàn trả và nhiều hơn thế nữa theo thời gian. Điều này là do bạn sẽ không phải chi nhiều tiền để mua điện từ tiện ích của mình và nếu áp dụng hệ thống đo đếm thực, bạn có thể giảm hóa đơn của mình hơn nữa,

Hỏi: Chi phí một tấm pin mặt trời là bao nhiêu?
Trả lời: Giá đã giảm đều đặn trong những năm qua. Tổng chi phí sẽ phụ thuộc vào bao nhiêu kilowatt điện mà mảng của bạn sẽ tạo ra. Theo báo cáo của người tiêu dùng, sau khi tính toán các khoản tín dụng thuế năng lượng mặt trời, chi phí cho một hệ thống bảng điều khiển năng lượng mặt trời cho một ngôi nhà cỡ trung bình ở Mỹ vào năm 2021 dao động từ 11.000 đến 15.000 USD. 7

Hỏi: Mất bao lâu để các tấm năng lượng mặt trời tự trả?
Trả lời: Tùy thuộc vào nơi bạn sống và quy mô hệ thống của bạn, có thể mất trung bình từ 10 đến 20 năm để hòa vốn đối với việc lắp đặt năng lượng mặt trời.