如何仅靠太阳能来运行你的房子

控制太阳能量的第一个实际例子可能是当有人注意到玻璃，拿在正确的角度，可以点燃和燃烧蚂蚁。我们已经走了很长的路。

第一个硅光伏电池是在美国生产的1954年．我们现在的太阳能电池板就是这项技术的直接后代。这些年来，他们只是变得更有效率了。

从20世纪50年代开始，各种住宅和商业建筑都采用了不同的太阳能优先级。一座办公楼的太阳能热水系统获得了认可。住宅里程碑从阳光房到混合太阳能/电网系统到独立的全太阳能住宅(第一个是于1983年竣工在纽约哈德逊河谷)。2000年，科罗拉多州的一个家庭建造了一个太阳能装置，为他们八口之家提供了几乎全部的电力。

除了安装在屋顶上的太阳能电池板，其他有用的创新也出现了，包括辐射供暖系统的改进版本。通过精心布置家庭的管道，水可以被太阳加热，当水被泵到房子里时，热量可以被散发出去，帮助控制房子的温度。这样做的好处是:它不会增加家庭的电力消耗。在2007年的一场全国太阳能住宅设计竞赛中，一群来自加州圣克拉拉大学的学生想出了如何使用太阳能辐射热系统来帮助房屋降温和供暖。

这个想法很有吸引力，但有时很难执行。幸运的是，过去十多年来不断的创新已经使世界各地更多的人更容易获得负担得起的高效太阳能。

成本当然，这可以成就或破坏任何太阳能计划。对许多人来说，这仍然是一个问题。早期太阳能技术的价格相当稳定，然后在20世纪70年代下降了大约80%。2009年2月，太阳能电池板制造商First Solar宣布，其产品的生产成本已降至每瓦1美元——这是一个备受期待的里程碑。

如今，一套家庭太阳能电池板的成本平均为1.6万美元(最高可达3.5万美元)，这取决于电池板的类型。安装费用不包括在内:可能高达25,000美元[来源:《福布斯》］．其他成本，如融资和许可，可能是额外的。

不过，节省下来的钱是很可观的。每个房主通过减少对电网的依赖可以节省多少钱，这在很大程度上是因为能源成本差异很大。在线工具，比如EnergySage而且PVWatts可以帮助估计安装和运行太阳能系统的成本和节省[来源:美国能源部］．

专家表示，“电网平价”是使太阳能真正发挥作用的必要里程碑。当太阳能发电的成本与传统电力相同或更便宜时，就实现了电网平价，而不需要补助、补贴和回扣的帮助，而这些让许多客户有可能获得太阳能发电。专家们认为，在世界上的大部分地区，如中国、欧洲许多国家和加利福尼亚州，电网平价已经达到[来源:光伏杂志］．当更多的地方获得电网平价时，供应可能无法跟上需求，因为一些太阳能电池板的原材料很难大量获得[来源:哈钦森］．

要想象太阳能如何为整个房子提供足够的能量，有必要介绍一些基本知识。到目前为止，我们可能都见过更传统的太阳能电池板——放在屋顶上的扁平、刺眼、笨重的东西。

太阳能电池板捕捉任何可用的阳光并将其转换直流电源．逆变器将直流电源转换为交流电源(这就是我们用来为电子设备供电的电源)。对于那些想要用太阳光完全为整个家庭供电的人来说，有一些系统可以将额外的电力以电池能量的形式转换和存储。这样，房子在晚上或天气不好的时候仍然可以有电源(尽管它不能弥补设计不当或系统不完善的不足)。

太阳能瓦也是一种精致的、流线型的老式大电池板的替代品。它们由与传统太阳能电池板相同的材料制成，充当传统的屋顶瓦，看起来非常像普通的屋顶……也许只是稍微亮一点。与人们普遍认为的相反，这种新型太阳能板甚至可以在微弱或分散的阳光条件下工作。

那么，为什么转换为太阳能有时需要一些说服力呢?一般来说，美国的房屋通过天然气或电力获得热量，通常由当地公用事业公司提供。让我们假设一个热衷于太阳能的人想要远离电网完全没有——没有公用事业公司提供的天然气或电力。因此，太阳能提供的电力需要用于供暖、空调(到目前为止，空调是房屋中最大的耗电量之一)、照明和通风口等房屋基础设施的其他部分、所有主要电器(冰箱、炉子、洗衣机和烘干机)以及音响、电视和电脑等其他电子设备。(当然，这个清单绝不是全面的:你家里有多少人需要经常给他们的智能手机或平板电脑充电?)

如果你的房子很大，或者你是一个整天开着电子设备的耗电量大的人，你需要一个更强的太阳能装置。假设那些认真执行这种转换的人已经非常意识到消耗，并努力减少电力使用，比如使用隔热窗帘而不是打开空调，或者放弃加热和搅拌几个小时的洗碗机。然而，随着太阳能越来越成为主流，具有生态意识的早期采用者可能不会占大多数。他们想要一个更强健的太阳系。

聪明的消费者计算用电量，然后组装一个太阳能电池板来满足需求。如果这种设置看起来太多了，那么减少消费可能是合理的。

虽然这当然是复杂的，可能是昂贵的，有资源的人设计和建造一个太阳能家用从零开始有一些好处。在为特定的现有房屋规划住宅太阳能系统时，有很多微妙之处。房子的实际设计就是这样一个因素。屋顶的表面有多大(这会影响其潜在的太阳表面积)?屋顶面向什么方向，它的倾斜度是多少?是否有障碍物导致局部遮挡?

地点也是一个因素。斯堪的纳维亚半岛的房子，因其白天短而出名，不如赤道附近的房子。平均晴天天数也很重要;如果雨一直下到天黑，那么天黑晚了也没什么关系。如果你正在建造自己的太阳能梦想之家，你将对这些变量有更多的发言权。

当你试图弄清楚你的新太阳能装置可以产生多少电力，以及你需要多少电力时，查看你所在地区的气象数据也很有帮助。它会告诉你根据过去的平均值，在任何给定的月份里你可以看到多少阳光。你身边应该有水电费账单的复印件，这样你就能知道你消耗了多少电。你可以利用所有这些信息来确定你想要的系统是否能产生足够的电力。

一般指南建议每1000平方英尺(93平方米)的房子产生1千瓦的电量。但是不要让你的乐观占据了一切——你需要确保你能产生足够的力量让你度过最糟糕的时期，而不是最好的时期。你需要为众所周知的下雨天做好准备。

任何人都可以利用太阳光，但要将其转化为电能需要很多昂贵的设备。但太阳能电池板现在是最便宜的形式可再生能源．

目前，大多数大型太阳能项目的成本明显低于燃煤电厂【来源:世界经济论坛］．大规模的巨额储蓄可能还不能转化为像住宅这样的小项目。但如果你是认真的想要转变，不要气馁——也许有办法实现。

与能源相关的激励措施和回扣千差万别，而且变化频繁，所以任何考虑太阳能住宅转换的人都应该仔细看看各州具体的福利。补助金、税收抵免和每瓦退税的正确组合可能会使初期投资比许多房主想象的更负担得起。

2020年，国会通过了一项延期法案太阳能投资税收抵免(ITC)——所谓的“太阳能税收抵免”——用于新安装的太阳能电池板系统。它通过允许一定比例的光伏(PV)系统成本来降低联邦所得税。没有信用上限。然而，除非国会再次延长ITC，否则它将于2024年到期[来源:美国能源部］．

你也可能有资格获得州或地方的学分。当地公用事业公司也可能为安装该系统提供经济激励。如果你想卖掉你的太阳能住宅，这笔投资可能会带来巨大的回报。随着公用事业成本的上升，你的邻居为电力支付更多的钱，你实际上可能有资格从公用事业公司获得退款，这对潜在买家来说很有吸引力。

如果你的太阳能电池板产生的电量超过了你的家用电量，你可以把多余的电量卖给电网。安装住宅太阳能的公司把这种好处吹捧为一种简单的收回投资的方法，这对买家来说很有吸引力，但结果可能会有所不同(就像管理公用事业公司可以做什么的法律一样)，这取决于你住在哪里。

一些地方已经尝试将太阳能带给大众。加州的伯克利和科罗拉多州的博尔德都有市政太阳能项目，在这些项目中，城市进行基础设施投资，并通过税收收回成本。其他地区提供特殊贷款，通过额外的房产税偿还。至少有一家公司已经提出了租赁计划(有点像从有线电视公司租赁有线电视盒或卫星天线)，重点关注能源成本特别高的州，以吸引尽可能多的消费者。

通往廉价、便捷的太阳能之路并不容易。德国曾经提供了1300多亿美元的太阳能补贴，但却在2012年决定逐步取消这些补贴。官员们表示，即使阳光是免费的，基础设施也过于昂贵和低效，无法大规模使用。

但在2020年，德国的太阳能屋顶安装量增长了25%，政府现在的目标是在2020年之前将其太阳能发电厂的容量翻一番[来源:光伏杂志］．

所以，即使在那些一直在努力发展太阳能的地方，也是时候出去庆祝一下了。如果你想把你的房子完全转换成太阳能，技术就在那里。

最初发表于2012年6月19日