В Соединенных Штатах на производство электроэнергии приходится 25% выбросов парниковых газов в стране, что немного меньше, чем на транспорт, на долю которого приходится 29%.Около 60% этой электроэнергии поступает из ископаемого топлива, включая природный газ, уголь и нефть, хотя этот источник энергии, несомненно, является самым загрязняющим. Растущая обеспокоенность по поводу климатического кризиса подтолкнула многих людей к установке ветряных турбин или солнечных батарей в своих домах.
У обоих есть плюсы и минусы. Ветровые турбины требуют больше места (и, конечно же, обильного и постоянного ветра), но они гораздо более эффективны, чем большинство солнечных панелей. Имеется ввиду заводские ВЭУ на сопоставимую мощность солнечной СЭС
Солнечные панели дешевле, надежнее, но их сложнее перерабатывать. Какой возобновляемый источник энергии лучше, зависит от многих факторов: от местоположения до бюджета.
Бытовые солнечные панели
Домашняя солнечная панель может производить от 150 до 370 Вт солнечной энергии, в зависимости от ее размера и эффективности. По данным солнечной компании SunPower, размер типичной панели для жилых домов составляет 65 на 39 дюймов (около 17,5 квадратных футов), а эффективность составляет от 15% до 20%.Солнечная панель мощностью 290 Вт может получать 5 часов прямого солнечного света в день и производить 1450 Вт энергии в день, примерно 1,5 киловатт-часа. Учитывая, что средний дом в США потребляет около 29 киловатт-часов в день, для полной компенсации счетов за электроэнергию потребуется 20 бытовых солнечных панелей.
Большинство домашних солнечных систем подключены к сети через обычный счетчик коммунальных услуг, то есть «привязаны к сети», если только они не содержат собственные аккумуляторных батареи для хранения энергии. Наличие аккумуляторного банка позволяет домовладельцам использовать свои собственные запасы энергии, когда не светит солнце или отключена электросеть. Однако стоимость солнечной батареи может варьироваться от 5000 до 7000 долларов.
Стоимость домашней солнечной системы
По данным некоммерческого Центра устойчивой энергетики, домашняя солнечная система стоит от 3 до 5 долларов за ватт. Средняя жилая система потребляет 5 киловатт, а первоначальные затраты варьируются от 15 000 до 25 000 долларов США, не считая дополнительного добавления солнечной батареи. Тем не менее, существуют федеральные инвестиционные налоговые льготы, а также стимулы на уровне штата и на местном уровне для компенсации затрат.
Хорошей новостью является то, что бытовые солнечные системы практически не требуют обслуживания. Они не требуют особого ухода, за исключением периодической чистки, и часто имеют 20- или 25-летнюю гарантию. Панели с хорошими панелями могут прослужить от 20 до 30 лет.
Влияние на окружающую среду
Хотя солнечная энергия на 100% возобновляема, она не является полностью углеродно-нейтральной . Солнечная энергия сама по себе не производит выбросов парниковых газов, но производство и переработка панелей производят их. Изготовление фотоэлектрических панелей требует использования токсичных химикатов, в том числе гидроксида натрия и плавиковой кислоты, а также большого количества воды и электричества. Материалы — смесь кремния, стекла, пластика и алюминия — также затрудняют переработку этих панелей. Сегодня производители и штаты начинают предлагать процедуры хранения фотоэлектрических модулей.
Учитывая все обстоятельства, обеспечение всего вашего дома достаточным количеством солнечной энергии может снизить выбросы углекислого газа в вашем доме (только за счет электричества) примерно на 80 процентов.
домашняя ветряная турбина
Ветровые турбины — еще один способ получения чистой энергии в вашем доме. Они состоят из лопастей, похожих на пропеллер, прикрепленных к ротору, расположенному на башне, в идеале высоко над окружающими деревьями и зданиями. Вращение лопастей вращает ротор и передает кинетическую энергию генератору, который преобразует ее в полезную электрическую энергию (переменный ток).
Как и солнечные системы в жилых домах, домашние ветряные турбины могут работать как в сети (энергия передается в сеть через специальный инвертор), так и автономно, для чего требуется аккумулятор глубокого цикла. Вы также можете иметь систему, которая работает как от сети, так и вне ее, для чего потребуется специальный инвертор и аккумулятор. Это привлекательный вариант, поскольку он гарантирует, что вы не потеряете электроэнергию в течение длительного периода отсутствия ветра или сбоя в сети.
Жилые ветряные турбины обычно имеют диаметр от 3 до 6 футов и высоту не менее 100 футов. Общее правило – устанавливать турбину на высоте 30 футов над любым препятствием в радиусе 300 футов от башни. Это отпугивает тех, кто ищет в городе зеленую энергию, поскольку большинство правил зонирования ограничивают высоту зданий минимум 35 футами и максимум 100 футами.
В отличие от домашних солнечных панелей, эффективность которых составляет от 15 до 20 процентов, ветряные турбины могут извлекать около 50 процентов энергии. Министерство энергетики США утверждает, что типичная жилая ветряная турбина может производить от 400 Вт до 20 киловатт энергии. Одна турбина мощностью 4,5 кВт будет производить 900 кВтч (примерно в среднем по стране) в месте со средней скоростью ветра 14 миль в час.
Конечно, то, является ли ветер эффективным источником энергии, во многом зависит от местоположения. Ветровые турбины лучше всего работают на равнинных, отдаленных участках с небольшим количеством препятствий. Министерство энергетики США рекомендует людям, живущим в районах со среднегодовой скоростью ветра не менее 10 миль в час, использовать энергию ветра.
расходы
Хотя стоимость домашней ветровой системы варьируется в зависимости от местоположения, средняя цена в 2019 году составляла 8300 долларов за киловатт (таким образом, чтобы полностью компенсировать средний счет за электроэнергию, система будет стоить около 41 500 долларов).Это примерно в два раза дороже домашней солнечной системы, а обслуживание турбин, как правило, обходится дороже, чем солнечных панелей, поскольку они подвержены повреждениям ветром и ударам молний и часто могут быть отремонтированы только профессиональными техническими специалистами. Также доступны налоговые льготы и льготы.
Влияние на окружающую среду
Энергия ветра является одним из самых чистых источников энергии, выбросы которого составляют всего 4 грамма CO2-экв на кВтч по сравнению с 6 г CO2-экв на кВтч для солнечной энергии, 78 г для природного газа и 109 г для угля. Сюда входит производство, транспортировка, эксплуатация и утилизация ветряных турбин, срок службы которых составляет около 20 лет. Однако, возможно, более тревожным экологическим недостатком является то, что ветряные турбины могут сокращать и ухудшать естественную среду обитания, а их постоянно вращающиеся лопасти иногда сталкиваются с летучими мышами и птицами .
Что лучше: солнечная или ветровая энергия?
Но в целом энергия ветра является более эффективным и экологически чистым вариантом. Турбины могут использовать 50% кинетической энергии ветра, а современные фотоэлектрические панели используют от 15% до 30% солнечной энергии Солнца. В настоящее время энергия ветра имеет меньший углеродный след, чем солнечная энергия: для полного энергоснабжения одного дома требуется только одна пятикиловаттная турбина, а не 20 солнечных панелей.
Хотя солнечные панели производят более предсказуемую выработку энергии, чем ветряные турбины, последние все равно могут непрерывно использовать энергию ночью, тогда как первые могут работать только днем. В качестве бонуса, ветряные турбины, произведенные в Соединенных Штатах, может быть легче найти, чем солнечные панели, произведенные внутри страны, что устраняет углеродный след международных перевозок. Большая часть оборудования для солнечных панелей импортируется из Азии (особенно из Малайзии, Китая, Южной Кореи и Вьетнама), а от 40% до 90% компонентов ветряных турбин закупаются внутри страны.
Чтобы жить полностью вне сети, не беспокоясь о периодических отключениях электроэнергии, лучшим (и самым дорогим) вариантом может быть установка как солнечных, так и ветроэнергетических систем. Таким образом, вы почти гарантированно будете иметь электроэнергию долгими зимними ночами и в периоды слабого ветра.