安装光伏发电系统的房主将获得许多好处：更低的电费，更低的碳足迹以及可能更高的房屋价值。 但是，这些好处伴随着巨大的安装和维护成本，并且收益的幅度在不同房屋之间可能差异很大。 本文将帮助房主进行所需的财务计算，以确定其房屋中太阳能的生存能力。
光伏太阳能
光伏（PV）太阳能技术自1950年代就已经存在，但是由于太阳能组件价格的下降，自从千年之交以来，它才被认为是一种在财务上可行的技术。
太阳能电池板的尺寸以瓦特为单位的理论电输出电位来表示。 但是，已安装的光伏系统实现的典型输出（称为“容量系数”）在理论输出的10％到20％之间。 如果一个3千瓦时（kWh）的家用系统以15％的容量系数运行，则将产生3kW * 15％* 24hr / day * 365days / year = 3, 942 kWh /年，大约是美国典型用电量的三分之一家庭。 但是这种计算可能会产生误导，因为没有理由说“典型”结果。 实际上，太阳能对于一个家庭可能有意义，但对于隔壁的房子却没有意义。 这种差异可以归因于在确定生存能力时考虑的财务和实际考虑。
费用
太阳能是资本密集型项目，购买设备时，拥有系统的主要成本是预付的。 几乎可以肯定的是，太阳能组件将代表总费用中最大的单个组成部分。 安装所需的其他设备包括逆变器（将面板产生的直流电转换为家用电器使用的交流电），计量设备（如果需要查看产生的功率多少）以及各种外壳组件以及电缆和接线装置。 一些房主还考虑使用电池存储。 从历史上看，如果公用事业公司为馈入电网的多余电能付费，则电池价格高得惊人，而且不必要（见下文）。 还必须考虑安装人工成本。
除了安装成本外，还有一些与操作和维护PV太阳能电池阵列相关的成本。 除了定期清洁面板外，逆变器和电池（如果已安装）通常在使用几年后也需要更换。
虽然上述费用相对简单（通常是太阳能安装公司可以为房主报价），但是确定政府和/或您当地的公用事业机构提供的补贴可能会面临更大的挑战。 政府的激励机制经常变化，但是从历史上看，美国政府允许税收抵免额高达系统成本的30％。 有关美国奖励计划（包括每个州的计划）的更多详细信息，可以在可再生能源和效率州奖励数据库（DSIRE）网站上找到。 在其他国家/地区，此类信息通常可在政府或太阳能倡导网站上获得。 房主还应与当地的公用事业公司联系，以查看其是否为安装太阳能提供经济激励，并确定其对电网互连以及向电网出售多余电力的政策。
好处
光伏安装的一个显着优势是降低了能源消耗，但是这种优势的大小取决于给定的可用条件以及公用事业公司对电力的充电方式所能产生的太阳能量。
首先要考虑的是房屋地理位置中可用的太阳辐射水平。 在使用太阳能电池板时，通常离赤道越近越好，但必须考虑其他因素。 国家可再生能源实验室（NREL）为美国绘制了显示太阳辐射水平的地图； 其网站上的工具可提供美国境内特定位置的详细太阳能信息。在其他国家/地区也可以找到类似的地图和数据，通常可以从政府环保机构或可再生能源组织那里获得。 同样重要的是房屋的朝向。 对于屋顶阵列，没有树木或其他物体挡住阳光的朝南屋顶可最大程度地利用太阳能。 如果无法使用，则面板可以安装在外部支架上，并且可以远离房屋安装，从而导致额外的硬件和电缆产生额外费用。
第二个考虑因素是太阳能发电的时间安排，以及公用事业如何收费。 太阳能发电主要发生在下午，而夏季则较高，因此在温暖的气候下，太阳能发电量相对较好，因为空调此时消耗的能量最多。 因此，太阳能是有价值的，因为用于满足峰值能源需求的替代能源生产方法（通常是天然气发电厂）往往很昂贵。 但是公用事业公司经常向居民用户收取固定的电费，而与耗电时间无关。 这意味着房主的太阳能发电系统并不能抵消高峰用电的昂贵成本，而只是抵消了他们收取的电价，这与发电的 平均 成本非常接近。
但是，美国许多公用事业公司已经推出了定价方案，允许房主全天以不同的费率收费，以反映不同时间的实际发电成本。 这意味着下午的费用较高，晚上的费用较低。 在使用这种时变速率的区域中，PV太阳能电池阵列可能会非常有益，因为产生的太阳能将抵消最昂贵的电力。 对于给定的房主而言，这到底有多有利，取决于这种计划下房价变化的确切时间和幅度。 同样，由于定期的季节性需求波动，某些地区的公用事业公司的定价方案会在一年中的不同时间有所不同。 那些夏季费用较高的人使太阳能更有价值。
一些公用事业公司制定了分层的定价计划，其中电力的边际价格随消耗量的增加而变化。 在这种计划下，太阳能系统的收益可能取决于家庭的用电情况。 在某些地区，费率会随着消耗量的增加而急剧增加，大型房屋（具有大量能源需求）可能会从抵消高成本边际消耗量的太阳能电池板中受益最多。
太阳能系统的第三个好处是房主可以将太阳能发电的电力出售给公用事业公司。 在美国，这是通过“净计量”计划完成的，在该计划中，居民用户使用他们放入电网的电力（当太阳能电池板的发电量大于家庭用电量时）来抵消其他时间消耗的功率； 每月的电费反映了净能源消耗。 具体的网络计量法规和政策因地区而异。 房主可以参考DSIRE数据库，还应该联系其本地实用程序以查找更多特定信息。
最终的好处是由于增加了太阳能电池板，可能对房屋价值产生潜在影响。 通常，可以合理地假设太阳能电池板会提高大多数房屋的价值。 首先，由于采用太阳能电池阵列，降低电费将带来不可否认的财务收益。 第二，“绿色”生活的趋势意味着对碳足迹较小且由可再生能源提供动力的房屋的需求正在增长。 最后，购买已安装太阳能的房屋意味着投资将通过抵押贷款（用于购房者）获得。 与购买没有太阳能的房屋并随后增加太阳能电池阵列相比，这种融资便利性可能使购房者更容易负担得起太阳能。
计算财务可行性和“平均”用电成本
一旦确定了上述成本和收益，就可以使用折现现金流量（DCF）方法从理论上评估太阳能系统。 项目开始时的流出将包括安装成本（扣除补贴），而流入将以抵消的电费形式（直接和通过净计量）到达后来。
通常不通过使用DCF来评估太阳能的生存能力，方法是计算平准化的电费（LCOE），然后将其与当地公用事业公司收取的电费进行比较。 家用太阳能的LCOE通常以成本/千瓦时（$ / kWh或¢/ kWh）来计算-与电费帐单上常用的格式相同。 为了近似LCOE，可以使用以下公式：
LCOE（$ / kWh）=终身拥有成本（$）/终身能源输出（kWh）的净现值（NPV）
通常假定PV太阳能模块的使用寿命为25-40年。 拥有成本包括维护成本，必须对其进行折现才能找到NPV。 然后可以将LCOE与公用事业公司的电费进行比较。 请记住，相关的价格是在光伏太阳能产量达到或接近峰值时发生的价格。 （查看 Investopedia的净现值 计算器，自己尝试一下这些计算。）
底线
确定是否安装光伏太阳能系统似乎是一项艰巨的任务，但重要的是要记住，这种系统是一项长期投资。 从财务角度来看，在许多地方，太阳能都是不错的选择。 即使发现太阳能的成本比从公用事业公司购买的电能稍微贵一点，房主可能还是希望安装太阳能来避免未来能源成本的潜在波动，或者可能只是希望超越个人的财务动机和使用范围太阳能为“绿色”生活。
