住宅用ソーラーパネルが2022年に優れた選択肢である理由

太陽光発電の価値を理解することは難しくありません。 太陽光発電の投資収益率は、財政的に非常に有益ですが、公衆の健康と環境の持続可能性にも役立ちます。 住宅所有者や事業主は、その多くの利点を認識し、設置コストが削減されるため、毎年、太陽エネルギーの需要が高まっています。 太陽エネルギーの利点に関心がある場合は、太陽エネルギーを正しい選択と見なすべき多くの理由があります。

ソーラーパネルとは？

太陽エネルギーは太陽によって生成されます。 ソーラー パネル (「PV パネル」とも呼ばれる) は、「光子」と呼ばれる粒子で構成される太陽光を電気に変換するために利用され、電気機器に電力を供給するために使用できます。

ソーラー パネルは、キャビン、電気通信機器、リモート センシング用のリモート パワー システムを含むさまざまなアプリケーションに使用でき、もちろん、住宅用および商業用のソーラー電気システムによる発電にも使用できます。

この記事では、ソーラーパネルの歴史、技術、利点について説明します。 ソーラーパネルがどのように機能するか、どのようにして電気が作られるか、ソーラーパネルを購入できる場所について説明します。

ソーラーパネルはどのように機能しますか?

太陽は天然の原子炉として機能し、光子と呼ばれる放射線の小さな粒子の形でエネルギーを絶えず放出しています。 ソーラー パネルは、太陽によって生成されたエネルギーを使用可能な電気に変換する化学的および物理的現象である光起電現象を介して電力を生成します。 太陽光がパネルに当たると、太陽電池は光のエネルギー (光子) を吸収します。

簡単に言えば、ソーラーパネルは太陽エネルギーを直流にすることで機能します。 次に、直流が交流に変換され、家を動かします。

光子は太陽電池に吸収されます。 光子を太陽から来る小さな光の粒子と想像してください。 光子は電子を緩め、太陽電池に「穴」を作ります。 その結果、負に帯電した電子は、正に帯電した位置と同様に、自由に動き回ることができます。

セルの上部にある薄い金属の「指」は、遊離した電子を捕捉するのに役立ちます。 光ビームが太陽電池に当たると、負電荷と正電荷が生成され、電流と電圧が発生します。 シリコンセル内では、電子が電流の流れに加わると、原子が急速に分裂します。

太陽電池パネルは電流を生成します太陽電池は光子を直流 (DC) に変換します。 すべての太陽電池は、正の導電層と負の導電層の間に挟まれた結晶シリコンで構成されています。 負の層には余分な電子が含まれていますが、正の層は正孔を収容するためのより多くのスペースを提供します。 その結果、電子は 2 つの層の間の空間を自由に移動し、一方の側に正の電荷、一方の側に負の電荷、他方の側に負の電荷を残します。

各セルは約0.5ボルトを生成します。 これが、住宅に電力を供給するためにモジュールに接続する必要がある理由です。 たとえば、電話やユニット (数十から数百のセル) に電力を供給するには、12 個の太陽電池セルが必要です。

ソーラー パネルは、より多くの波長を変換するため、より効率的に電気を生成します。 ただし、Chemical & Engineering News によると、太陽光発電技術の最近の進歩により、シリコン太陽電池の効率の最大効率の上限が引き上げられる可能性があります。

インバーターは DC を AC に変換します。 太陽電池自体は、家庭に電力を供給することはできません。 それらが生成する電流を使用可能な電気エネルギーに変換するには、インバーターが必要です。 パネルから流れ出るエネルギーは直流（DC）です。 インバーターは、DC 電気を交流 (AC) エネルギーに変換します。 （AC）電気、わずかな量のエネルギーしか失われません。

通常、太陽光発電システムには、システム全体をカバーする 1 つのインバータ、または各パネルに取り付けられた 1 つのマイクロインバータが搭載されています。 いずれにせよ、インバーターの目的は DC 電力を AC 電力に変換することです。

変換された電気はすぐに利用できます。AC 電気はインバーターから外部回路に流れ、最終的には家の中を流れます。 生成された太陽光発電を使用して、照明、テレビ、スイッチ、電化製品、およびその他の家庭用電化製品に電力を供給することができます。 場合によっては、ソーラー パネルがあなたの家族よりも多くのエネルギーを生成し、あなたが必要とすることがあります。 この場合、電気はバッテリー貯蔵ユニットに残っているか、グリッドに戻る可能性があります。

余剰電力の販売または貯蔵:太陽電池を使用して余剰電力を貯蔵するか、ネットメータリング プログラムを使用して地元の電力会社に返すことができます。 システムをグリッドから外したい場合は、太陽電池の購入を検討する必要があります。 ソーラーパネルの発電量が少ない曇りの日でも、電力を供給します。 初期導入コストが問題にならないのであれば、蓄電池の方が適しているかもしれません。

ネットメータリングとは、発電した電力に対して公益事業者が支払うことを意味します。 地域の公益事業の計画に従って、パネルが送電網に転送する余剰電力の請求書にクレジットを受け取ることができます。 電力生産のクレジットは、請求書のコストを削減するのに役立ちますが、グリッドに電気を提供することで現金を獲得することはできません.

家庭用ソーラーパネルが優れた選択肢である4つの理由

1. 電気をコントロールできます

家庭用のソーラー パネルとバッテリーを使用すると、電気料金が予測可能なため、公共料金から解放されます。 これにより、ピーク時の電力料金を削減し、グリッドがダウンした場合にバックアップ電力を提供できます。

全米の電気料金は過去 10 年間で 15% 上昇しており、この上昇は今後も続く可能性があります。 ¹ソーラー サービス契約では、通常、電力会社の料金よりも安価な、手頃な価格の定期的な料金が提供される場合があります。 したがって、太陽光発電を選択すると、電気代を節約できる可能性が高くなります。

2. クリーンで再生可能なエネルギーを提供します

家庭用太陽光発電は、排出物がなく、再生可能で持続可能なエネルギー資源であるグリーン エネルギー源です。 天然ガスや石炭太陽光などの化石燃料とは対照的に、家庭用太陽光発電は二酸化炭素などの有害な温室効果ガスを空気や飲料水源に排出しません。 ²

大気汚染を減らすことで、太陽光発電は環境と健康への害を 1,670 億ドル削減し、250 人以上の命を救うことができます。 ³ニューヨークでは、ソーラー パネルなどの再生可能エネルギー源に切り替える世帯は、55,000 ポンド以上の石炭の燃焼とそれに伴う炭素排出量を削減できます。 ⁴

3. 住宅価値の向上

家庭用ソーラーとバッテリーのもう 1 つの利点は、家の価値を高めることができます。 米国全体で、ソーラー パネルは住宅の価値を平均 4.1% 上昇させます。 これは、500,000 ドル相当の家が 20,500 ドルの増加を受け取る可能性があることを意味します。 ⁶

正確な数値は設備や物件ごとに異なりますが、最近の調査では、ソーラー パネル 1 キロワットあたりの平均転売価格が 4,020 ドルから 5.911 ドルの間で増加することが示されています。 ⁷

4. 予算にやさしい

家庭用システムのソーラー パネルの価格は近年大幅に下落しており、過去 10 年間で 70% 以上下落しています。 家庭用のソーラーパネルの価格も大幅に下落しました。

低コストであっても、自己負担額が高くなる可能性があります。 これが、Sunrun が住宅用太陽光発電契約を提供して、すべての人が再生可能エネルギーにアクセス可能で手頃な価格であることを保証するとともに、太陽光発電システムを 25 年間保証する Sunrun 保証を提供する理由です。

住宅所有者のソーラーパネルのコスト

まず、太陽光パネルを自宅に設置する場合の費用を見てみましょう。 住宅用太陽光発電システムの初期費用は、3,500 ～ 16,000 ドルです。1

幅広い価格帯の理由は何ですか？ 答えは、設置を計画しているシステムのサイズと、設置を計画しているパネルの種類に大きく依存するということです。 どのシステムを選択しても、太陽エネルギーは資本集約的であり、機器を所有するための主なコストは機器を購入するための初期費用であることに注意してください. ソーラーモジュールはほぼ間違いなく、全体のコストの中で最も重要な部分になります。

追加の費用もあります。 設置に必要なその他の機器は、インバーター (パネルで生成された直流電流を家庭内の電化製品で使用される交流電流に変換するため)、メーター (生成される電力量を決定する必要がある場合)、およびさまざまなハウジング コンポーネントです。ケーブルや配線器具も同様です。 多くの住宅所有者は、バッテリーの保管の可能性も検討しています。 これまで、電力会社が電力網に供給された余剰電力の費用を負担している場合、バッテリは高価で不要なものでした (以下を参照)。 設置には人件費を考慮する必要があります。

インストールのコストに加えて、一連の PV ソーラー パネルの維持と運用に関連する他のコストがあります。 パネルをきれいに保つことに加えて、インバーターとバッテリー (取り付けられている場合) は通常、数年使用した後に交換する必要があります。

補助金

上記のコストは比較的単純ですが、多くの場合、ソーラー設置会社は住宅所有者のためにこれらの価格を見積もることができますが、政府や地方公共団体から利用できる補助金を決定することは、より困難な場合があります. 政府のインセンティブはしばしば変更される可能性がありますが、これまで米国政府は、システムのコストの最大 30% に相当する税金の控除を許可していました。

各州のプログラムを含む米国のインセンティブに関する詳細は、Database of State Incentives for Renewables & Efficiency (DSIRE) Web サイトで確認できます。 他の国でも同様の情報は、通常、ソーラー アドボカシーや政府の Web サイトから入手できます。 住宅所有者はまた、電力会社に問い合わせて、太陽光発電の設置にインセンティブが提供されているかどうかを判断し、グリッドの相互接続と余剰電力のグリッドへの再販売に関するポリシーを確認する必要があります。

ソーラーパネルはどれくらい節約できますか?

ソーラー パネルは初期費用がかかりますが、長期的には確実に費用を削減できます。 ソーラーパネルで節約できる量は、パネルに利用できる直射日光の時間、屋根の角度、ソーラーパネルの設置寸法など、さまざまな変数によって異なります。 ソーラー パネルで節約できる金額を決定する最も重要な要素は、お住まいの地域の電気料金です。

ソーラー パネルの設置によって毎年節約できる金額を決定するには、毎年の電気代を計算します (比較のために、平均的なアメリカの家庭では年間約 1,450 ドルの電気を消費しています)。 あなたの公益事業の現在の利率を決定し、公益事業の利率は通常、毎年 2.2 % 以上上昇することに留意してください。

オンライン計算機を利用して、住所、エネルギー消費量、地域のソーラー パネルの平均コストなどの情報を入力して、年間の節約額を見積もります。

最も一般的な信念は、ソーラー パネルが電気代を完全になくすことができるというものです。 これは事実かもしれませんが、ソーラー パネルは毎月の電気代を大幅に削減し、全体として投資する価値があります。

結論

太陽エネルギーの重要性は計り知れず、企業や家を所有する人々だけでなく、全人口と地球にミクロレベルでの利点をもたらします。 太陽エネルギーは、すべての人にとって持続可能なエネルギーの未来の重要な要素です。

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