Los propietarios de viviendas que instalan sistemas de energía fotovoltaica reciben numerosos beneficios: facturas de electricidad más bajas, huellas de carbono más bajas y valores de vivienda potencialmente más altos. Pero estos beneficios vienen con costos significativos de instalación y mantenimiento, y la magnitud de las ganancias puede variar ampliamente de una casa a otra. Este artículo ayudará a los propietarios a realizar los cálculos financieros necesarios para determinar la viabilidad de la energía solar en sus hogares.
Energía solar fotovoltaica
La tecnología solar fotovoltaica (PV) ha existido desde la década de 1950, pero, gracias a la disminución de los precios de los módulos solares, solo se ha considerado una tecnología financieramente viable para un uso generalizado desde el cambio de milenio.
El tamaño del panel solar se cita en términos del potencial teórico de salida eléctrica en vatios. Sin embargo, la salida típica realizada para los sistemas fotovoltaicos instalados, conocido como el "factor de capacidad", está entre el 10% y el 20% de la salida teórica. Un sistema doméstico de 3 kilovatios-hora (kWh) que funcione con un factor de capacidad del 15% produciría 3kW * 15% * 24 horas / día * 365 días / año = 3, 942 kWh / año, o aproximadamente un tercio del consumo de electricidad típico de los EE. UU. casa. Pero este cálculo puede ser engañoso porque hay pocas razones para hablar de resultados "típicos"; de hecho, la energía solar puede tener sentido para un hogar, pero no para la casa de al lado. Esta discrepancia puede atribuirse a las consideraciones financieras y prácticas consideradas para determinar la viabilidad.
Costos
La energía solar es intensiva en capital, y el costo principal de ser propietario de un sistema viene por adelantado al comprar el equipo. El módulo solar seguramente representará el componente individual más grande del gasto general. Otro equipo necesario para la instalación incluye un inversor (para convertir la corriente continua producida por el panel en la corriente alterna utilizada por los electrodomésticos), equipo de medición (si es necesario ver cuánta energía se produce) y varios componentes de la carcasa junto con cables y cableado. Algunos propietarios también consideran el almacenamiento de la batería. Históricamente, las baterías han sido prohibitivamente caras e innecesarias si la empresa paga el exceso de electricidad que se alimenta a la red (ver más abajo). El costo laboral de la instalación también debe tenerse en cuenta.
Además de los costos de instalación, hay algunos costos adicionales asociados con la operación y el mantenimiento de una matriz solar fotovoltaica. Además de limpiar los paneles regularmente, los inversores y las baterías (si están instalados) generalmente necesitan ser reemplazados después de varios años de uso.
Si bien los costos anteriores son relativamente sencillos, a menudo una empresa de instalación solar puede cotizar un precio para un propietario de vivienda, determinar los subsidios disponibles del gobierno y / o su empresa de servicios públicos locales puede ser un desafío mayor. Los incentivos gubernamentales cambian a menudo, pero históricamente, el gobierno de los Estados Unidos ha permitido un crédito fiscal de hasta el 30% del costo del sistema. Puede encontrar más detalles sobre los programas de incentivos en los EE. UU., Incluidos los programas dentro de cada estado, en la base de datos del sitio web de Incentivos estatales para energías renovables y eficiencia (DSIRE). En otros países, dicha información a menudo está disponible en sitios web gubernamentales o de defensa solar. Los propietarios también deben consultar con su compañía de servicios públicos local para ver si ofrece incentivos financieros para la instalación solar, y para determinar cuál es su política para la interconexión de la red y para vender el exceso de energía a la red.
Beneficios
Un beneficio significativo para la instalación fotovoltaica es una factura de energía más baja, pero la magnitud de este beneficio depende de la cantidad de energía solar que se puede producir dadas las condiciones disponibles y la forma en que los servicios públicos cobran por la electricidad.
La primera consideración son los niveles de irradiación solar disponibles en la ubicación geográfica de la casa. Cuando se trata de usar paneles solares, estar más cerca del ecuador es generalmente mejor, pero se deben considerar otros factores. El Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) produce mapas para los Estados Unidos que muestran los niveles de irradiación solar; Las herramientas en su sitio web proporcionan información solar detallada para ubicaciones específicas dentro de los EE. UU. También hay mapas y datos similares disponibles en otros países, a menudo de agencias ambientales gubernamentales u organizaciones de energía renovable. Igualmente importante es la orientación del hogar; Para los conjuntos de techos, un techo orientado al sur sin árboles u otros objetos que obstruyan la luz solar maximiza la energía solar disponible. Si esto no está disponible, los paneles pueden montarse en soportes externos e instalarse lejos de la casa, incurriendo en costos adicionales por el hardware y los cables adicionales.
La segunda consideración es el momento de la producción de energía solar y cómo los servicios públicos cobran por la electricidad. La generación de energía solar ocurre principalmente durante la tarde y es más alta durante el verano, por lo que corresponde relativamente bien a la demanda general de electricidad en climas cálidos porque es en estos momentos que los aires acondicionados consumen la mayor cantidad de energía. En consecuencia, la energía solar es valiosa porque los métodos alternativos de producción de energía (a menudo plantas de energía de gas natural) utilizados para satisfacer la demanda máxima de energía tienden a ser costosos. Pero los servicios públicos a menudo cobran a los consumidores residenciales una tarifa plana por la electricidad, independientemente del momento del consumo. Esto significa que en lugar de compensar el costoso costo de la producción pico de electricidad, los sistemas de energía solar de los propietarios simplemente compensan el precio que se les cobra por la electricidad, que está mucho más cerca del costo promedio de producción de energía.
Sin embargo, muchas compañías de servicios públicos en los EE. UU. Han introducido esquemas de precios que permiten a los propietarios cobrarles a diferentes tarifas a lo largo del día en un intento de reflejar el costo real de la producción de electricidad en diferentes momentos; Esto significa tasas más altas en la tarde y tasas más bajas en la noche. Una matriz solar fotovoltaica puede ser muy beneficiosa en áreas donde se utiliza este tipo de tasa variable en el tiempo ya que la energía solar producida compensaría la electricidad más costosa. Exactamente qué tan beneficioso es esto para un propietario determinado depende del momento exacto y la magnitud de los cambios en las tarifas según dicho plan. Del mismo modo, los servicios públicos en algunos lugares tienen esquemas de precios que varían en diferentes épocas del año debido a las fluctuaciones regulares de la demanda estacional. Aquellos con tasas más altas durante el verano hacen que la energía solar sea más valiosa.
Algunas empresas de servicios públicos tienen planes de precios escalonados en los que el precio marginal de la electricidad cambia a medida que aumenta el consumo. Bajo este tipo de plan, el beneficio de un sistema solar puede depender del uso de electricidad del hogar; En ciertas áreas sujetas a tasas que aumentan dramáticamente a medida que aumenta el consumo, los hogares grandes (con grandes necesidades de energía) pueden beneficiarse más de los paneles solares que compensan el consumo marginal de alto costo.
El tercer beneficio de un sistema solar es que los propietarios pueden vender electricidad generada por energía solar a las empresas de servicios públicos. En los Estados Unidos, esto se hace a través de planes de "medición neta", en los cuales los consumidores residenciales usan la energía que ponen en la red (cuando la tasa de generación de electricidad del conjunto solar es mayor que la tasa de consumo de electricidad del hogar) para compensar el poder consumido en otros momentos; La factura mensual de electricidad refleja el consumo neto de energía. Las regulaciones y políticas específicas de medición neta varían según las regiones. Los propietarios de viviendas pueden consultar la base de datos DSIRE y también deben comunicarse con sus servicios públicos locales para encontrar información más específica.
El beneficio final es el efecto potencial sobre el valor de una casa debido a la adición de una matriz solar. En general, es razonable suponer que los paneles solares aumentarían el valor de la mayoría de los hogares. Primero, hay un beneficio financiero innegable al tener facturas de electricidad más bajas como resultado de una matriz solar. En segundo lugar, la tendencia hacia una vida "verde" significa que hay una creciente demanda de hogares que tienen una huella de carbono más pequeña y que funcionan con fuentes renovables. Finalmente, comprar una casa con energía solar ya instalada significa que la inversión se financia (para el comprador) a través de la hipoteca. Esta facilidad de financiamiento potencialmente hace que la energía solar sea más asequible para un comprador de vivienda que comprar una casa sin energía solar y, posteriormente, agregar una matriz solar.
Cálculo de la viabilidad financiera y el costo "nivelado" de la electricidad
Una vez que se determinan los costos y beneficios anteriores, un sistema solar puede evaluarse teóricamente utilizando el método de flujo de efectivo descontado (DCF). Las salidas al comienzo del proyecto consistirían en costos de instalación (netos de subsidios), y las entradas llegarían más tarde en forma de costos de electricidad compensados (tanto directamente como a través de la medición neta).
En lugar de usar DCF, la viabilidad de la energía solar generalmente se evalúa calculando el costo nivelado de la electricidad (LCOE) y luego comparándolo con el costo de la electricidad que cobra la empresa de servicios públicos local. El LCOE para energía solar doméstica generalmente se calculará como costo / kilovatio-hora ($ / kWh o ¢ / kWh), el mismo formato comúnmente utilizado en las facturas de electricidad. Para aproximar el LCOE, se puede usar la siguiente ecuación:
LCOE ($ / kWh) = Valor actual neto (VPN) del costo de propiedad de por vida ($) / Producción de energía de por vida (kWh)
En general, se supone que la vida útil de un módulo solar fotovoltaico es de 25-40 años. El costo de propiedad incluye los costos de mantenimiento, que deben descontarse para encontrar el VPN. El LCOE se puede comparar con el costo de la electricidad de una empresa de servicios públicos; recuerde, el precio relevante es el que ocurre durante los tiempos en o cerca de la producción solar fotovoltaica pico. (Consulte la Calculadora de valor actual neto de Investopedia para probar estos cálculos usted mismo).
La línea de fondo
Determinar si instalar un sistema solar fotovoltaico puede parecer una tarea desalentadora, pero es importante recordar que dicho sistema es una inversión a largo plazo. En muchos lugares, la energía solar es una buena opción desde una perspectiva financiera. Incluso si se encuentra que el costo de la energía solar es marginalmente más costoso que la electricidad comprada a una empresa de servicios públicos, los propietarios pueden desear instalar energía solar para evitar futuras fluctuaciones potenciales en los costos de energía, o simplemente desear mirar más allá de sus motivaciones financieras personales y usar solar para vivir "verde".
