Новое исследование, проведенное инженерами из Университета штата Орегон, показывает, что оптимальное развитие использования солнечной энергии в окрестностях может увеличить общий объем производимой электроэнергии на 5-10 процентов, что является значительным выигрышем по стандартам эффективности использования солнечной энергии. В то же время это может снизить изменчивость и непредсказуемость солнечного ресурса.При таком подходе использование различных крыш и земли, используемых для производства солнечной энергии, может варьироваться от дома к дому в зависимости от таких факторов, как ориентация дома, наклон крыши и затенение от деревьев или других конструкций. Проще говоря, одни конструкции лучше других поддаются солнечной энергии.
«Такой подход имеет наибольший смысл в районе, где есть много различий с точки зрения солнца и тени, а также ориентации зданий», — сказал Махмуд Шакури, докторант инженерного колледжа ОГУ.«Традиционный подход к жилой солнечной энергии заключается в том, чтобы смотреть на каждый дом как на индивидуальный пакет, создавая свою собственную солнечную систему, независимо от того, хорошее это место или нет. Но путем группирования 10 или 20 домов в районе, все владельцы которых заинтересованы в солнечной энергии, мы можем оптимизировать использование и размещение солнечных панелей и позволить каждому разделить экономию ».По словам Шакури, эта идея рассматривалась в течение некоторого времени, но не получила большого прогресса в Соединенных Штатах из-за ограниченного интереса к солнечной энергии, высоких начальных затрат и налоговых льгот или стимулов, которые не учитывают этот подход к оптимизации солнечного ресурса. .Результаты по этому вопросу были недавно опубликованы в журналах Applied Energy и Data in Brief, и была создана «модель поддержки принятия решений», которую домовладельцы могут использовать, чтобы помочь рассмотреть лучшие варианты для своего района.
Бесплатное программное обеспечение для реализации такой стратегии также доступно в Министерстве энергетики США. Над этим исследованием сотрудничал Хён У Ли из Вашингтонского университета.Первоначальные солнечные установки могут быть дорогостоящими, что делает еще более важным максимальную долгосрочную производительность систем.
Но такие системы также долговечны и не загрязняют окружающую среду, обычно с гарантией производительности до 25 лет, с использованием технологии, не производящей парниковых газов.Использование энергии в жилых домах также является дорогостоящим: в Соединенных Штатах на строительный сектор приходится 40 процентов общего потребления энергии, а на жилые здания приходится более половины энергии в строительном секторе. По оценкам федерального правительства, к 2035 году 74 процента энергии, потребляемой в жилых домах, будет приходиться на электроэнергию, хотя две трети электроэнергии в стране по-прежнему вырабатывается из угля или природного газа, которые способствуют глобальному потеплению.По словам Шакури, новый подход, разработанный в ОГУ, фактически заимствует формулы из экономической теории.
Этот подход давно используется на фондовом рынке в форме портфельных инвестиций, чтобы максимизировать прибыль при одновременном снижении рисков. Учитывая высокую начальную стоимость некоторых солнечных систем — в среднем около 20 000 долларов за 4-киловаттную жилую систему — снижение риска имеет большое значение для многих людей, интересующихся этой технологией.Исследования, проведенные в OSU, включали тематическое исследование совместной солнечной энергии среди 24 домов в районе Корваллиса, штат Орегон, где солнечное лето, но часто облачная и дождливая зима, что не совсем лучший вариант для страны с точки зрения производства солнечной энергии. Даже там такой подход увеличил годовую выработку электроэнергии в домах на 4,6 процента и снизил нестабильность выработки электроэнергии на 4,3 процента.
По словам исследователей, использование таких подходов может стать более распространенным, поскольку эффективность солнечных технологий повышается, больше людей узнают о ее потенциале, а законодательство или политика изменяются, чтобы лучше реализовывать общественные солнечные проекты. Также необходима дополнительная работа, чтобы определить, как на основе контрактов разделить расходы, прибыль и выгоды между сотрудничающими соседями.