أنت تحدق في فواتير الطاقة في المنشأة مرة أخرى، والأرقام تفعل ما تفعله دائماً: الارتفاع. لقد فكرت في فكرة استخدام نظام الطاقة الشمسية التجارية بالإضافة إلى نظام التخزين للحصول على التحكم في تلك التكاليف التشغيلية. ثم تعود إلى المنزل وتفتح بريدك الخاص وتجد أن فاتورة الكهرباء السكنية قد قفزت أيضاً. وهذا يطرح نفس السؤال، ولكن على نطاق مختلف: إذا كانت الطاقة الشمسية تصلح للمستودع، فهل يمكن أن تصلح بالفعل لمنزلي؟
لنكن واضحين. لا يقتصر استخدام الطاقة الشمسية على تركيب بعض الألواح على الألواح الخشبية. إنه استثمار رأسمالي جاد، سواء لعملك أو لعائلتك. بصفتك مهندسًا أو مسؤول مشتريات، لن تعطي الضوء الأخضر لمشروع من ستة أرقام لمجرد نزوة. وبصراحة، يستحق منزلك نفس المستوى من العناية الواجبة.
بطارية كامادا باور باور وول المنزلية بقدرة 10 كيلو وات في الساعة
كامادا باور 10 كيلو وات في الساعة بطارية أيونات الصوديوم المنزلية
لماذا تُعد قائمة التحقق من الجدوى مهمة قبل استخدام الطاقة الشمسية
لقد رأينا جميعًا مشاريع تنحرف عن مسارها. إن التسرع في تركيب الطاقة الشمسية دون خطة محكمة هو مجرد طلب مفاجآت باهظة الثمن في المستقبل. إن القيام بفحص الجدوى أولاً هو أمر يتعلق بوضع خطة محكمة. فهو يتيح لك:
- تقليل المخاطر المالية: ستحصل على صورة واضحة للتكاليف وفترة الاسترداد الحقيقية والعائد المحتمل على الاستثمار قبل أن توقع على العقد. لا مزيد من التخمين.
- تجنّب مفاجآت التركيب: هل سقفك قديم جدًا سرًا؟ هل لوحة الكهرباء لديك من بقايا الثمانينات؟ اكتشاف ذلك عندما يكون الطاقم في الموقع يعني التأخير وتجاوز الميزانية.
- تعظيم العائد على الاستثمار: النظام الذكي - النظام الذي يأخذ في الحسبان اتجاه سقفك والحوافز المحلية - سيولد المزيد من الطاقة ويوفر لك المزيد من المال على مدى عمره الافتراضي الذي يبلغ 25 عاماً. الأمر بهذه البساطة.
- المواءمة مع اللوائح والحوافز المحلية: تتمثل نصف المعركة في الإبحار في متاهة التصاريح وقواعد جمعية الإسكان والمرافق واتفاقيات المرافق. فالفحص الجيد يحدد ذلك من البداية.
الفحص المسبق السريع: هل أنت مرشح جيد للطاقة الشمسية المنزلية؟
قبل أن ندخل في التفاصيل، دعنا نجري فحصاً سريعاً. من المحتمل أن تكون في وضع جيد للذهاب إلى الطاقة الشمسية إذا كان بإمكانك الإيماء بهذه النقاط الثلاث:
- أنت تملك منزلك. هذا الأمر غير وارد بالنسبة لمعظم المستأجرين، على الرغم من أنه يمكن للمالكين الاستثمار فيه بالتأكيد.
- يبلغ متوسط فاتورة الكهرباء الشهرية باستمرار $100. إذا انخفضت أكثر من ذلك، ستبدأ فترة الاسترداد في الشعور بأنها طويلة بشكل مؤلم.
- أنت تعلم لماذا أنت تفعل ذلك هل يتعلق الأمر بالأرقام فقط؟ أم أن استقلال الطاقة أثناء انقطاع التيار الكهربائي هو الدافع الرئيسي؟ دافعك يشكل المشروع بأكمله.
إذا كنت لا تزال معي، فقد حان الوقت لنشمر عن سواعدنا وننظر إلى عوامل الجدوى الحقيقية.
قائمة التحقق من جدوى الطاقة الشمسية المنزلية الكاملة
1. ملاءمة السقف
أول الأشياء أولاً: سقفك. إنه العقار الأكثر قيمة لنظام الطاقة الشمسية الخاص بك، لذا من الأفضل أن يكون على مستوى المهمة.
- العمر والحالة: هل لا يقل العمر الافتراضي لسقف منزلك عن 10 سنوات أو ربما 15 سنة؟ إذا كنت تتطلع إلى استبداله خلال السنوات الخمس المقبلة، فقم بذلك قبل ترتفع الألواح. ثق بي، إن الدفع لطاقم عمل لإنزال الألواح وإعادة تركيبها تكلفة لا تريدها.
- المادة: الألواح الأسفلتية القديمة الجيدة هي الأسهل والأكثر شيوعاً. أما الأسقف المعدنية والبلاط والأردواز فهي بالتأكيد قابلة للتنفيذ، ولكنها غالباً ما تحتاج إلى أجهزة تثبيت خاصة يمكن أن ترفع التكلفة قليلاً.
- الاتجاه والزاوية: في الولايات المتحدة وأوروبا، السقف المواجه للجنوب هو المعيار الذهبي. ولكن لا تيأس إذا كان سقف منزلك يواجه الشرق أو الغرب - فهذه لا تزال مثمرة للغاية، حيث تلتقط أشعة الشمس في الصباح وبعد الظهر. فالزاوية التي تتراوح بين 15 و40 درجة هي النقطة المثالية.
- المساحة المتاحة: تحتاج إلى مدرج نظيف وخالٍ من الظل. سيستهلك نظام قياسي جداً بقدرة 6 كيلوواط حوالي 300-400 قدم مربع من تلك المساحة المشمسة الأساسية.
2. التعرض لأشعة الشمس
تحتاج الألواح إلى وقود، وهذا الوقود هو ضوء الشمس. ما هي الكمية التي يحصل عليها سقفك بالفعل؟
- الإشعاع الشمسي المحلي: هذا مجرد مصطلح منمق لكمية الطاقة الشمسية التي تصل إلى منطقتك (تقاس بالكيلوواط/ساعة/م²/اليوم). يمكنك البحث عن الأرقام الخاصة بك باستخدام أدوات NREL. كلما زادت الشمس، زادت الطاقة.
- التظليل: تلك شجرة البلوط القديمة الجميلة في الفناء؟ قد تكون قاتلة للإنتاج. الأمر نفسه ينطبق على المداخن أو إضافة جارك الجديدة. استخدم مشروع Google Project Sunroof من Google كمرحلة أولى، لكن عامل التركيب الحقيقي سيقوم بتحليل مفصل في الموقع.
- الاختلافات الموسمية: ستجني أرباحاً في الصيف وأرباحاً أقل في الشتاء. أي اقتراح لائق سيضع نموذجاً لذلك حتى تعرف ما يمكن أن تتوقعه طوال العام، وليس فقط أفضل الشهور.
3. الجاهزية الهيكلية والكهربائية
هذا هو المكان الذي غالبًا ما تسوء فيه تقييمات DIY.
- قدرة تحمل حمولة السقف: تضيف الألواح والأرفف بضعة أرطال لكل قدم مربع. معظم الأسقف الحديثة مصممة لتتحمل ذلك دون عناء، ولكن إذا كان لديك منزل قديم، فمن الحكمة أن تستعين بمهندس إنشائي للتوقيع على ذلك.
- لوحة كهربائية: فكر في لوحتك الرئيسية على أنها الباب الأمامي للشبكة في منزلك. بالنسبة لإعدادات الطاقة الشمسية بالإضافة إلى التخزين، فإن اللوحة بقدرة 200 أمبير هي ما تريده حقاً. إذا كنت تعمل على لوحة قديمة بقدرة 100 أمبير، فمن المحتمل أن تكون الترقية مطلوبة في البطاقات، لذا ضع ميزانية لذلك.
- مساحة للمعدات: تحتاج إلى مكان للعقل المدبر للعملية - العاكس وربما البطارية. وعادةً ما يكون هذا المكان عبارة عن مساحة صغيرة على الحائط في المرآب أو القبو. من خلال عملنا مع أنظمة ESS الصناعية، نعلم أن التخطيط للتهوية المناسبة والوصول إلى هنا أمر بالغ الأهمية للأداء والسلامة على المدى الطويل.
4. اللوائح والتصاريح المحلية
لا تنام على الأعمال الورقية. فقد تكون عقبة كبيرة بشكل مدهش.
- هيئة المساكن وتقسيم المناطق: هل لدى جمعية ملاك المنازل لديك رأي في شكل الألواح الشمسية؟ من الأفضل أن تصدق أن البعض لديه رأي. تحقق من القواعد أولاً.
- انتكاسات كود الحريق: يحتاج رجال الإطفاء إلى مسار واضح على السطح. وتفرض معظم القوانين المحلية انتكاسات حول الألواح، مما قد يقلص المساحة القابلة للاستخدام.
- القياس الصافي: هذا هو الأهم. إنها الطريقة التي تقيد بها المرافق الخاصة بك رصيداً لك مقابل الطاقة الإضافية التي ترسلها إليهم. تتغير هذه السياسات بسرعة في جميع أنحاء البلاد، وهذا سبب رئيسي وراء انتشار تخزين البطاريات.
5. الحوافز والحسومات
هذا هو الجزء الذي يجعل العمليات الحسابية تنجح.
- الائتمان الضريبي الاستثماري الفيدرالي (ITC): الكاهونا الكبيرة. يسمح لك بخصم نسبة كبيرة من إجمالي تكلفة النظام - بما في ذلك البطارية - من ضرائبك الفيدرالية. إنه تخفيض مباشر بالدولار مقابل الدولار.
- حوافز الدولة والمرافق العامة: وهي متوفرة في جميع أنحاء الخريطة. تقدم بعض الولايات ائتمانات ضريبية خاصة بها أو خصومات استرداد نقدي أو امتيازات أخرى. يعد البحث في ما هو متاح في المكان الذي تعيش فيه خطوة حاسمة.
6. احتياجات تخزين البطاريات (اختياري ولكن استراتيجي)
قبل عشر سنوات، كانت البطارية رفاهية. أما اليوم، فهي في قلب أي استراتيجية طاقة ذكية. وهنا تصبح المحادثة مثيرة للاهتمام حقاً.
- طاقة احتياطية: هل تريد أن تبقي الأضواء مضاءة والثلاجة باردة عندما تنقطع الشبكة؟ البطارية هي الطريقة الوحيدة التي يمكن للنظام الشمسي القيام بذلك. إنها مزودك الشخصي غير المنقطع للطاقة (UPS).
- استقلالية الطاقة: مع البطارية، يمكنك تخزين الطاقة الشمسية الرخيصة والنظيفة من النهار واستخدامها في الليل. وهذا أفضل من بيعها للمرافق العامة مقابل أجر زهيد ثم إعادة شرائها بعد ساعات بسعر أعلى. إنه يسمى "الاستهلاك الذاتي"، وهو المستقبل.
- اختيار البطارية المناسبة: ستجد هناك نوعين رئيسيين من الكيمياء: بطارية ليثيوم فوسفات الحديد (LiFePO4) وبطارية أيونات الصوديوم (بطارية Na-ion) الصاعدة. أيهما يناسبك؟
هذا الجدول يفصلها بناءً على ما نراه مع عملائنا الصناعيين كل يوم:
مقارنة: بطارية LiFeFePO4 مقابل بطارية أيون الصوديوم لتخزين الطاقة المنزلية
| الميزة | بطارية LiFePO4 (LFPP) | بطارية صوديوم-أيون (Na-ion) | الوجبات الجاهزة الرئيسية لأصحاب المنازل |
|---|
| السلامة | ممتاز (مخاطر منخفضة جدًا للهروب الحراري) | متفوقة (غير قابلة للاشتعال، يمكن شحنها عند 0 فولت) | كلاهما آمن للغاية، ولكن كيمياء Na-ion تمنحه أفضلية لراحة البال المطلقة. |
| التكلفة المقدمة | معتدل | أقل (متوقع، بسبب وفرة المواد) | تسير أيونات الصوديوم على الطريق الصحيح لتصبح رائدة في التكلفة على المدى الطويل مع توسعها. |
| دورة الحياة | ممتاز (3,000-6,000+ دورة) | ممتاز (3,000-5,000+ دورة) | ربطة عنق. سيصمد كلا الخيارين بسهولة أكثر من الألواح الشمسية الخاصة بك. |
| درجة الحرارة. الأداء | جيد (-20 درجة مئوية إلى 60 درجة مئوية) | ممتاز (-40 درجة مئوية إلى 60 درجة مئوية) | إذا كنت تعيش في مكان شديد الحرارة أو البرودة، فإن Na-ion هو الفائز الواضح. |
| كثافة الطاقة | أعلى (120-160 واط/كغ) | معتدل (100-140 واط/كجم) | ستكون بطارية LFP بنفس السعة أصغر قليلاً. ليست مشكلة كبيرة بالنسبة للمرآب. |
| توريد المواد | يعتمد على الليثيوم والكوبالت (في بعض الأنواع) | يستخدم كميات وفيرة من الصوديوم (الملح) والحديد؛ لا يوجد كوبالت/ليثيوم | تتمتع Na-ion بسلسلة توريد أكثر استدامة واستقراراً. لا توجد منافسة هنا. |
إذاً، ما هو الحكم؟ إذا كنت تعيش في مناخ معتدل وضيق في المساحة، فإن نظام LiFePO4 الذي أثبت كفاءته هو خيار رائع. ولكن إذا كنت تعيش في أريزونا أو مينيسوتا، أو إذا كانت السلامة الصلبة وسلسلة التوريد المستقبلية هي أهم أولوياتك، فإن حزمة بطارية أيون الصوديوم بديلاً مقنعاً للغاية. فأداؤه في درجات الحرارة القصوى وحده يغير قواعد اللعبة.
7. الجدوى المالية
حسناً، لنتحدث عن المال
- التكلفة المقدمة: سيكلفك النظام السكني النموذجي ما بين $10,000 و$30,000 قبل تطالب بأي حوافز
- فترة الاسترداد: كم من الوقت حتى يسدد النظام تكاليفه؟ بعد الحوافز، عادةً ما تتراوح المدة من 6 إلى 10 سنوات.
- التمويل: ليس عليك كتابة شيك ضخم. إن قروض الطاقة الشمسية وعقود الإيجار واتفاقيات شراء الطاقة (PPAs) كلها طرق شائعة لتمويل النظام، ولكل منها مزاياها وعيوبها الخاصة بالملكية.
نصائح الخبراء من أخصائي تكامل البطاريات والطاقة الشمسية
بعد أن كنت في خنادق تصميم هذه الأنظمة، من الرافعات الشوكية إلى مراكز البيانات، ترى بعض الأشياء تتكرر مرارًا وتكرارًا.
- الأنظمة الهجينة هي المستقبل. فترة. مع تقلص أرصدة القياس الصافي، فإن مجرد تصدير الطاقة إلى الشبكة هو رهان سيء. تكمن القوة الحقيقية في نظام الطاقة الشمسية + البطارية حيث يمكنك التحكم في طاقتك الخاصة.
- لا تتجاهل التدهور. كل لوحة وبطارية تفقد القليل من الجاذبية كل عام. سيكون العرض عالي الجودة صادقًا بشأن هذا الأمر ويعرض لك توقعات لمدة 20 عامًا، وليس مجرد رقم وردي للسنة الأولى. اطلب رؤيته.
- التقييم الذاتي له حدوده. من السهل التقليل من شأن الظل الناتج من فرع شجرة واحدة أو الخطأ في تقدير أحجام الأسلاك. التقييم الاحترافي في الموقع يستحق وزنه ذهباً.
أنت لست وحدك في هذا الأمر. هناك بعض الأدوات المجانية الرائعة لتبدأ بها:
- حاسبات الطاقة الشمسية: تُعد الطاقة الكهروضوئية من NREL والآلة الحاسبة على EnergySage نقطتي انطلاق ممتازة لمعرفة إمكانات منزلك.
- تحليل التظليل: مشروع Google Project Sunroof رائع لإلقاء نظرة سريعة وعالية المستوى.
- نموذج جدول الجدوى: كن منظماً. استخدم جدولاً بسيطاً مثل هذا لتتبع ما تجده:
| التحقق من الجدوى | الحالة (جيد / جيد / جيد / يحتاج إلى فحص) | الملاحظات |
|---|
| عمر السقف (أكثر من 10 سنوات متبقية؟) | جيد | تم استبدال السقف قبل 3 سنوات |
| اتجاه السقف | عادل | معظمها مواجهة للغرب، وبعضها للجنوب |
| مشكلات التظليل | التحقق من الاحتياجات | تلك السنديانة الكبيرة في الزاوية الجنوبية الجنوبية... |
| لوحة كهربائية (≥200 أمبير؟) | التحقق من الاحتياجات | تبدو اللوحة قديمة، متأكد من أنها 100 أمبير |
| القياس الصافي المحلي | جيد | المرافق لديها برنامج 1 إلى 1 لائق |
| هل البطارية مطلوبة؟ | نعم | بالتأكيد تريد بالتأكيد نسخة احتياطية للانقطاعات |
الأسئلة الشائعة
ما هي مساحة السطح التي أحتاجها للطاقة الشمسية؟
احسب حوالي 100 قدم مربع من السقف لكل 1.5 كيلوواط من الألواح الشمسية. لذا، يحتاج نظام نموذجي جداً بقدرة 6 كيلوواط إلى حوالي 400 قدم مربع من المساحة المشمسة الصافية.
هل أحتاج إلى بطاريات لاستخدام الطاقة الشمسية؟
هل تحتاجها؟ لا، يمكنك تركيب نظام مربوط بالشبكة يخفض فاتورتك فقط. لكن يجب هل ستحصل عليها؟ إذا كنت ترغب في الحصول على الطاقة عندما تكون الشبكة معطلة أو تريد استخدام الطاقة الشمسية في الليل، فنعم، البطارية ضرورية. لقد أصبحت بسرعة المعيار الجديد.
هل يمكنني استخدام الطاقة الشمسية إذا استأجرت منزلي؟
بالنسبة لنظام السطح، الأمر صعب. فأنت تحتاج دائماً تقريباً أن تكون صاحب المنزل. لكنك قد تكون قادراً على الاشتراك في مزرعة طاقة شمسية مجتمعية، مما يتيح لك الشراء في مشروع طاقة شمسية كبير خارج الموقع والحصول على أرصدة على فاتورتك.
ما هو متوسط فترة استرداد تكاليف الطاقة الشمسية المنزلية؟
في جميع أنحاء الولايات المتحدة، تتراوح المدة بشكل عام بين 6 و10 سنوات بعد احتساب جميع الإعفاءات الضريبية والخصومات. يمكن أن يكون أسرع في الولايات ذات تكاليف الطاقة المرتفعة والحوافز الكبيرة (مثل كاليفورنيا أو الشمال الشرقي) وأطول قليلاً في أماكن أخرى.
ماذا لو كان لدي سقف مسطح؟
بالتأكيد. الأسطح المسطحة ليست مشكلة على الإطلاق. يستخدم المثبتون نظام الأرفف المثبّتة - الذي يستخدم الأوزان فقط لتثبيت كل شيء لأسفل - لتوجيه الألواح بشكل مثالي نحو الشمس. ونرى ذلك في المباني التجارية طوال الوقت.
الخاتمة
إن معرفة ما إذا كان منزلك يمكن أن يعمل بالطاقة الشمسية هو مشروع قائم بذاته، ولكنه أهم مشروع ستقوم به. من خلال الاطلاع على قائمة المراجعة هذه، لن تكون مجرد تخمين. سيكون لديك معرفة حقيقية بإمكانيات سقف منزلك، وجاهزية منزلك، والصورة المالية الفعلية. والأهم من ذلك أنك ستتمكن من إجراء محادثة ذكية وواثقة مع فنيي التركيب وستحصل في النهاية على نظام مصمم للأداء، وليس فقط للبيع السريع.
هل أنت مستعد لمعرفة مدى ملاءمة هذه القطع معًا لمنزلك الخاص؟ يمكن أن تساعدك محادثة سريعة بدون التزام مع أحد خبراء التكامل في تحديد احتياجاتك ومعرفة ما إذا كان نظام الطاقة الشمسية والتخزين هو الخطوة الصحيحة. اتصل بنا دعنا نناقش مشروعك.