屋顶太阳能光伏发电

小儿子每次回家来，特别喜欢开我们的特斯拉（Tesla），除了时髦外，主要是省钱，省去了一般燃油车加油的钱。它在湾区（The Bay Area）工作，自己的丰田SUV每周要加油一次，即使去Costco（会员价便宜约10%以上），每次都要$50甚至更多。而我们自从买了特斯拉后，基本上就没有再开家里另一辆燃油车。原因除了省去了到外面加油站加油之方便外，主要也是省钱。特别是我们的房顶上加装了太阳能的光伏发电装置，这让我们每个月的电费较少，有时居然是负数。下面是去年几个月交纳的电费情况：

• 12月              $129.08
• 11月              $32.38
• 10月              - $35.54
• 9月                $115.05
• 8月                $197.86 （刚搬家来，未接太阳能）

根据9月到12月的数据，每月平均电费为$60.24。可以由此得出结论：如果不给特斯拉车充电，自家的太阳能光伏发的电应该用不完，余电上网还能赚些电费回来。

太阳能光伏发电过程简单，没有机械转动部件，不消耗燃料，不排放包括温室气体在内的任何物质，无噪声、无污染；太阳能资源分布广泛且取之不尽、用之不竭。因此，与风力发电、生物质能发电和核电等新型发电技术相比，光伏发电是一种最具可持续发展理想特征（最丰富的资源和最洁净的发电过程）的可再生能源发电技术。

上图是屋顶太阳能光伏发电系统示意图。其中的并网逆变器很关键，它能够把组件发出来的电变成和电网完全相同的电，具有相同的电压，相同的频率，相同的相位。让自家的发电系统能过做到自发自用，余量上网。一般，并网逆变器的电压始终比电网的电压要高一点，因此负载优先使用光伏发电，只有当光伏的功率小于负载功率后，并网点的电压才会下降，电网才会向负载供电。

太阳能光伏发电当然也有缺点，主要是地域依赖性强。地理位置不同，气候不同，使得各地区日照资源相差很大。光伏发电系统只有应用在太阳能资源丰富的地区，其效果才会好。相对而言，我所在的南加州是比较适合太阳能光伏发电的地域。为此，地方政府在大力支持（补贴）太阳能光伏发电。我们屋顶的太阳能光伏发电系统就是政府补贴，建商免费安装的。据说，报税时还可以拿回一些credit？

众所周知，传输消耗电流，而屋顶系统是从离自己最近的电流源获取电流。所以，相对其它类型太阳能光伏发电，屋顶太阳能光伏发电系统也因此最具优势，且不占额外的空间。

虽然太阳是清洁能源，资源取之不尽，用之不竭。但生产光伏发电的最基本单元中的太阳能电池组件却不仅要消耗大量能源，还会造成一定的环境污染。原因是这些晶体硅电池的主要原料是纯净的硅，要把硅砂最后变成纯度为99.9999％以上的晶体硅，需要经过多道化学和物理工序的处理，这正是许多环保人士垢病的地方。但愿不久的将来，能有比晶体硅更好的材料问世，让太阳能的应用更加环保，更加普及。

我们屋顶已经安装了13块太阳能板，还在考虑是否要再加装几块，让自己彻底过上免缴电费，电能自给自足的生活。

二零二三年二月二十二日