Die Solarmodule von rund 40,000 Haushalten und Gemeindegruppen in Massachusetts senken die Strompreise für alle rund drei Millionen Stromtarifzahler im Bundesstaat, auch für diejenigen ohne Module, die auch als Photovoltaik (PV) -Systeme bezeichnet werden.
"Bislang haben sich die Menschen darauf konzentriert, wie viel von denen, die PV besitzen, gerettet wurde", sagt Robert Kaufmann, Professor für Erde und Umwelt an der Boston University. "Was diese Analyse quantifizierte, war, dass sie tatsächlich Einsparungen für alle generiert."
Die Studie untersucht, wie Strompreise und Verbrauch, Kraftwerkseffizienz und die Auslastung von PV-Anlagen stündlich aufeinander bezogen sind.
Das Papier, veröffentlicht in der Zeitschrift Energiepolitikstellt fest, dass die Verwendung eines stündlichen Durchschnitts für Strompreise anstelle eines täglichen Durchschnitts - wie viele frühere Studien getan haben - ein genauerer Weg ist, um zu quantifizieren, wie PV-Systeme die Strompreise beeinflussen, da diese Preise im Laufe des Tages stark schwanken.
In den USA gibt es etwa eine Million Solar-Raten - privates Dach, Gemeinde und Gewerbe - und sie machen etwa ein Prozent des in diesem Land erzeugten Stroms aus. Angesichts der weiter sinkenden Kosten für PV-Anlagen wird sich diese Zahl in den nächsten zwei Jahren voraussichtlich verdoppeln, so der Verband der Solar Energy Industries (SEIA), ein gemeinnütziger Wirtschaftsverband.
In 1998 betrug der durchschnittliche Preis eines Wohnsystems $ 12 pro Watt; In 2014 war es $ 4. (Die Anzahl der Watt auf einem Aufdachsystem variiert.) Die SEIA rangiert Massachusetts unter den Staaten für die Solarstromerzeugung, gemessen an der installierten Solarkapazität; Der Bundesstaat hat derzeit etwa 1,020 installierte Megawatt (MW), genug, um 163,000 Häuser zu betreiben. Massachusetts Gouverneur Charlie Baker hat ein Ziel von 1,600 installierten Megawatt für den Staat von 2020 gesetzt.
Solarstromsysteme sparen Geld für alle Steuerzahler, da sie in den heißen Sommermonaten den größten Teil ihrer Energie erzeugen, sagt Kaufmann, "jeder hat seine Klimaanlagen in Betrieb", und die Nachfrage nach Elektrizität ist in Massachusetts am höchsten.
Versorgungsunternehmen, die Strom aus verschiedenen Quellen beziehen, müssen Angebot und Nachfrage der Kunden ständig im Gleichgewicht halten. Mit steigender Nachfrage - zum Beispiel in den Morgenstunden nach dem Aufwachen der Menschen und dem Einschalten der Geräte - kaufen die Unternehmen Strom aus immer mehr Kraftwerken. Sie beginnen mit Anlagen, die am billigsten Strom erzeugen und von dort zu teureren Anlagen aufsteigen. Wenn die Nachfrage hoch genug wird, sagt Kaufmann, "müssen sie sich an Anlagen wenden, die nicht sehr oft pro Jahr betrieben werden, weil sie relativ klein und relativ ineffizient sind und ihre Kraftstoffkosten hoch sind" und "die Preise wirklich steigen".
Hier kommt die Solarenergie ins Spiel: Wenn eine PV-Anlage Strom erzeugt, fließt sie direkt ins Netz, das Netz der angeschlossenen Kraftwerke und Übertragungsleitungen, das den einzelnen Kunden Strom liefert. Energieversorger können den Strom aus PV-Anlagen - der in den Sommermonaten am höchsten ist - nutzen, statt sich an diese ineffizienten, teureren Kraftwerke zu wenden. Wenn man diese teuren Kraftwerke nicht anstellt, reduziert jede Kilowattstunde Strom, die von PV-Anlagen erzeugt wird, die Strompreise um etwa 1 Cent pro Kilowattstunde. (In 2015 wurden Privatkunden 15-Cent pro Kilowattstunde berechnet.)
Kaufmanns Studie stellt fest, dass die Preiseinsparungen, die PV-Anlagen erzeugen, ungefähr gleich hoch sind wie die von den Verbrauchern für die Subventionierung von SRECs, aber diese Dynamik wird sich letztendlich zugunsten der Steuerzahler ändern. Sobald das SREC-Programm irgendwann zwischen 2020 und 2024 endet, werden die Einsparungen, die PV-Systeme für alle Ratepayer generieren, während der gesamten Lebensdauer eines jeden Systems beibehalten, was 30-Jahren im Durchschnitt entspricht.
"Diese Studie ist fantastisch, wenn sie auf nur einen der vielen Vorteile der Solarenergie hinweist und zeigt, dass sie für alle Steuerzahler einen echten wirtschaftlichen Wert darstellt", sagt Nathan Phelps, Programmmanager für verteilte Regulierungspolitik für die gemeinnützige Organisation Vote Solar aus Kalifornien gemeinnützige Basisorganisation, die sich für Solarenergie einsetzt und Büros in Boston hat. "Die wirtschaftlichen Berechnungen hinsichtlich der Gesamtkosten und des Gesamtnutzens können für viele Unternehmen, insbesondere staatliche Stellen, schwierig sein zu berechnen, weil sie nicht unbedingt die Zeit oder das Fachwissen haben."
Peter Fox-Penner, Direktor des Institute for Sustainable Energy der Boston University, Professor an der Questrom School of Business und langjähriger Energieberater, merkt an, dass die Kundeneinsparungen, die in dem Bericht gefunden wurden, für größere Gemeinden und sogar noch höher sind Solaranlagen im Kraftwerksmaßstab, ohne Auswirkungen auf die Verteilungsrate. Er weist darauf hin, dass eine 2015-Beratungsstudie, die er für ein großes Solarunternehmen und die Versorgungsunternehmen durchgeführt hat, gezeigt hat, dass große Solaranlagen die Hälfte der Kosten für identische Aufdachanlagen produzieren und doppelt so viel Kohlenstoff einsparen wie Solarstrom.
Kaufmanns Studie zeigt auch, dass PV-Anlagen die Treibhausgasemissionen in Massachusetts etwas mehr als zuvor angenommen senken, ein Vorteil, der auch mit der Sommer-Bonanza der Sonnenenergie zusammenhängt. Das funktioniert so: Laut Kaufmann sind erdgasbetriebene Versorgungsanlagen in den Wintermonaten am effizientesten, da der Temperaturunterschied zwischen dem Erdgasfeuer im Ofen der Anlage und der Außenluft größer ist. Der Strom heißer Luft, der sich vom Feuer in Richtung kälterer Außenluft bewegt, erzeugt die Kraft. Diese Kraft dreht die Turbinenschaufeln der Anlagen, die Strom erzeugen; Je größer die Temperaturdifferenz ist, desto schneller drehen sich die Turbinen.
Aber wenn die Sommertemperaturen steigen, wird die Strömung heißer Luft schwächer. Dies verlangsamt die Rotation der Turbinenschaufeln, so dass zur Erzeugung jeder Elektrizitätseinheit mehr Brennstoff benötigt wird. Dies führt zu höheren Treibhausgasemissionen, aber glücklicherweise ist dies auch der Fall, wenn Solarsysteme die größte Menge an Energie erzeugen. Energieversorger können Solarenergie nutzen und verlassen sich weniger auf Erdgasanlagen.
Mit einer statistischen Analyse, die die Tatsache berücksichtigt, dass PV-Strom die größte Menge an Elektrizität erzeugt, wenn die Erdgaskraftwerke des Landes am wenigsten effizient sind, schätzt die Studie von Kaufmann, dass PV-Anlagen die CO2-Emissionen ein wenig, um 0.3 Prozent, senken was andere ähnliche Studien geschätzt haben. Dies liegt daran, dass die früheren Studien - unter Berücksichtigung der Tatsache, dass PV-Anlagen Emissionen verringern, wenn sie Strom ersetzen, der sonst von Erdgasanlagen erzeugt würde - keine zusätzlichen Einsparungen durch diese inverse Beziehung zwischen der Sommerenergieerzeugung der PV-Anlagen und der natürlichen Energiequelle berücksichtigen Gaskraftwerke im Sommer Ineffizienz.
Quelle: Boston University
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