Como os painéis solares economizam dinheiro a todos

Os painéis solares de cerca de 40,000 residências e grupos comunitários de Massachusetts cortaram os preços da eletricidade para todos os cerca de três milhões de pagantes de eletricidade no estado, mesmo aqueles sem os painéis, também chamados de sistemas fotovoltaicos (PV).

"Até agora, as pessoas se concentraram em quanto estava sendo economizado por aqueles que possuíam PV", diz Robert Kaufmann, professor de Terra e Meio Ambiente da Universidade de Boston. "O que esta análise quantificou foi que realmente gera economia para todos."

O estudo analisa como os preços e consumo de eletricidade, a eficiência das usinas elétricas e a utilização da capacidade dos sistemas fotovoltaicos estão relacionados entre si a cada hora.

O artigo, publicado na revista Política energética, observa que usar uma média horária para os preços da eletricidade, em vez de uma média diária - como muitos estudos anteriores fizeram - é uma maneira mais precisa de quantificar como os sistemas fotovoltaicos afetam os preços da eletricidade, porque esses preços flutuam muito ao longo do dia.

Há cerca de um milhão de instalações solares - cobertura privada, comunitária e comercial - nos EUA, e elas representam cerca de 1% da eletricidade produzida no país. Com o custo dos sistemas fotovoltaicos continuando a cair, esse número deve dobrar nos próximos dois anos, de acordo com a Associação de Indústrias de Energia Solar (SEIA), uma associação comercial sem fins lucrativos.


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No 1998, o preço médio de um sistema residencial era de US $ 12 por watt; no 2014, foi $ 4. (O número de watts em um sistema de cobertura varia.) O SEIA classifica o estado de Massachusetts em sexto entre os estados para geração de energia solar, conforme medido pela capacidade solar instalada; Atualmente, o estado tem cerca de megawatts (MW) instalados pela 1,020, o suficiente para abastecer as residências da 163,000. O governador de Massachusetts, Charlie Baker, estabeleceu uma meta de 1,600 de megawatts instalados para o estado por 2020.

Os sistemas de energia solar economizam dinheiro para todos os contribuintes porque geram a maior parte de sua energia durante os meses quentes do verão, diz Kaufmann, quando “todos têm seus condicionadores de ar funcionando” e a demanda por eletricidade é a mais alta em Massachusetts.

As empresas de serviços públicos, que obtêm eletricidade de diversas fontes, devem equilibrar constantemente a oferta e a demanda dos clientes. À medida que a demanda aumenta - digamos, durante as primeiras horas da manhã, depois que as pessoas acordam e começam a ligar seus aparelhos -, as empresas compram eletricidade de mais e mais usinas elétricas. Eles começam com plantas que podem produzir eletricidade mais barata e passar para plantas mais caras a partir daí. Se a demanda ficar alta o suficiente, Kaufmann diz, “eles precisam recorrer a usinas que não operam com muita frequência por ano porque são relativamente pequenas, relativamente ineficientes e seus custos com combustível são altos” e “isso realmente eleva os preços”.

Aqui é onde entra a energia solar: Quando um sistema fotovoltaico gera eletricidade, ele vai diretamente para a rede, que é a rede de estações de energia conectadas e linhas de transmissão que traz eletricidade para clientes individuais. Empresas de serviços públicos podem usar a eletricidade de sistemas fotovoltaicos - que é mais alta nos meses de verão - em vez de recorrer a usinas de energia ineficientes e mais caras. Ao não ligar essas usinas caras, cada quilowatt / hora de eletricidade gerada por sistemas fotovoltaicos reduz os preços da eletricidade em cerca de 1 cent por quilowatt / hora. (Na 2015, os clientes residenciais foram cobrados sobre 15 centavos por quilowatt / hora).

O estudo de Kaufmann observa que, embora a economia de preços gerada pelos sistemas fotovoltaicos seja quase a mesma que a que os consumidores pagam para subsidiar os SRECs, essa dinâmica acabará mudando para o benefício dos contribuintes. Isso porque uma vez que o programa SREC termina, em algum momento entre 2020 e 2024, as economias que os sistemas fotovoltaicos geram para todos os contribuintes continuarão ao longo da vida útil de cada sistema, o que significa uma média de 30 anos.

"Este estudo é fantástico ao apontar apenas um dos muitos benefícios da energia solar e como ela agrega valor econômico real a todos os contribuintes", diz Nathan Phelps, gerente de programa de política regulatória de geração distribuída da organização sem fins lucrativos Vote Solar, uma empresa sediada na Califórnia. organização de base sem fins lucrativos que defende a energia solar e possui escritórios em Boston. “Os cálculos econômicos, no que se refere aos custos totais e benefícios totais, podem ser difíceis para muitas entidades, especialmente entidades estatais, calcularem, porque não têm necessariamente tempo ou experiência.”

Peter Fox-Penner, diretor do Instituto de Energia Sustentável da Universidade de Boston, professor de prática na Questrom School of Business, e consultor de energia de longa data, observa que as economias dos clientes encontradas no relatório são ainda maiores para comunidades e comunidades em larga escala. usinas solares em escala de utilidade pública, sem incorrer em nenhum impacto na taxa de distribuição. Ele ressalta que um estudo de consultoria da 2015 que ele conduziu para uma grande empresa de energia solar e as empresas descobriram que usinas solares de grande escala produziam eletricidade solar a metade do custo de sistemas idênticos e produziam o dobro da economia de carbono por dólar gasto em energia solar.

O estudo de Kaufmann também mostra que os sistemas fotovoltaicos reduzem as emissões de gases de efeito estufa em Massachusetts um pouco mais do que se pensava anteriormente, um benefício que também está relacionado à bonança de verão da energia solar. Eis como isso funciona: Kaufmann diz que as usinas de energia movidas a gás natural são mais eficientes durante os meses de inverno, devido à maior diferença de temperatura entre o incêndio de gás natural no forno da usina e o ar externo. O fluxo de ar quente que se move do fogo para o ar exterior mais frio cria a energia. Esse poder gira as pás das turbinas das usinas, que geram eletricidade; quanto maior a diferença de temperatura, mais rápido as turbinas giram.

Mas quando as temperaturas do verão aumentam, o fluxo de ar quente enfraquece. Isso retarda a rotação das pás da turbina, portanto, é preciso mais combustível para gerar cada unidade de eletricidade. Isso resulta em maiores emissões de gases de efeito estufa, mas felizmente é também quando os sistemas solares geram a maior quantidade de energia. As empresas de serviços públicos podem usar energia solar e dependem menos das usinas de gás natural.

Usando uma análise estatística que levou em conta o fato de que a energia fotovoltaica gera a maior quantidade de eletricidade quando as usinas a gás natural do estado são menos eficientes, o estudo de Kaufmann estima que os sistemas fotovoltaicos abaixem um pouco mais as emissões de dióxido de carbono, cerca de 0.3 por cento. o que outros estudos similares estimaram. Isso ocorre porque os estudos anteriores - embora levando em consideração que os sistemas fotovoltaicos diminuem as emissões quando substituem a eletricidade que seria gerada pelas usinas de gás natural - não levaram em consideração economias adicionais dessa relação inversa entre a geração de energia de verão dos sistemas fotovoltaicos e os sistemas naturais. ineficiência de verão das usinas a gás.

Fonte: Boston University

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