Turbine eoliene vs. panouri solare pentru casă — Care este mai bun?

În S.U.A., generarea de electricitate reprezintă 25% din emisiile naționale de gaze cu efect de seră, puțin mai puțin decât sectorul cu cele mai mari emisii, transportul (care reprezintă 29%). Aproximativ 60% din această electricitate provine din combustibili fosili — inclusiv gaze naturale, cărbune și petrol — chiar dacă acest tip de energie este, fără îndoială, cel mai poluant. Preocuparea crescută pentru criza climatică a determinat mulți să instaleze turbine eoliene sau panouri solare acasă.

Ambele au avantaje și dezavantaje. Turbinele eoliene necesită mai mult spațiu (și, bineînțeles, o abundență de vânt), dar depășesc cu mult eficiența majorității panourilor solare. Panourile solare sunt mai ieftine și mai fiabile, dar mai dificil de reciclat. Care este sursa de energie regenerabilă mai bună pentru dumneavoastră depinde de mulți factori, de la locația geografică la buget.

Panouri solare pentru casă

Panourile solare pot fi instalate pe acoperiș sau pe suport la sol pentru a converti lumina solară în energie electrică pentru casă. Panourile în sine sunt alcătuite din celule fotovoltaice care conțin două straturi dintr-un material semiconductor precum siliciul.

Un panou solar pentru casă poate produce între 150 și 370 de wați de energie solară, în funcție de dimensiunea și eficiența sa. Conform companiei de energie solară SunPower, panoul rezidențial tipic măsoară 165,1 pe 99,06 centimetri (aproximativ 1,63 metri pătrați) și are o eficiență de 15% până la 20%. Un panou solar de 290 de wați care beneficiază de cinci ore de soare direct pe zi va produce 1.450 de wați — aproximativ 1,5 kilowați-oră — pe zi. Având în vedere că o casă medie din S.U.A. utilizează aproximativ 29 kWh pe zi, ar fi nevoie de 20 de panouri solare rezidențiale pentru a compensa complet o factură de electricitate.

Majoritatea sistemelor solare de acasă sunt conectate la rețea — adică „legate la rețea” — printr-un contor de utilități obișnuit, cu excepția cazului în care conțin propria bancă de baterii solare pentru stocarea energiei. O bancă de baterii solare permite proprietarilor de case să utilizeze propriile rezerve de energie atunci când soarele nu strălucește sau când rețeaua se întrerupe. Cu toate acestea, băncile de baterii solare pot costa între 5.000 și peste 10.000 de dolari.

Costul unui sistem solar pentru casă

Conform organizației non-profit Centrul pentru Energie Durabilă, un sistem solar pentru casă costă între 3 și 5 dolari pe watt. Având în vedere că 5 kilowați reprezintă sistemul rezidențial mediu, costul inițial este între 15.000 și 25.000 de dolari — fără a include adăugarea opțională a unei bănci de baterii solare. Există, însă, credite fiscale federale pentru investiții și stimulente de stat și locale disponibile pentru a compensa costul.

Vestea bună este că sistemele solare rezidențiale sunt practic gratuite de întreținut. Ele necesită aproape nicio întreținere, cu excepția unei curățări ușoare ocazionale și vin adesea cu garanții de 20 sau 25 de ani. Panourile bine îngrijite pot dura 20 până la 30 de ani.

Impactul asupra mediului

Deși energia solară este 100% regenerabilă, nu este chiar neutră din punct de vedere al emisiilor de carbon. Generarea energiei solare în sine nu produce emisii de gaze cu efect de seră; dar fabricarea și reciclarea panourilor o fac. Fabricarea panourilor fotovoltaice necesită utilizarea de substanțe chimice toxice — printre care hidroxid de sodiu și acid fluorhidric — plus o abundență de apă și electricitate. Amestecul de materiale — siliciu, sticlă, plastic și aluminiu — face, de asemenea, aceste panouri dificil de reciclat. Astăzi, producătorii și statele încep să ofere programe de preluare a modulelor fotovoltaice.

Considerând toate aspectele, generarea suficientă de energie solară pentru a-ți alimenta întreaga casă poate reduce amprenta de carbon a gospodăriei tale (doar din electricitate) cu un procent raportat de 80%.

Turbine eoliene pentru casă

Turbinele eoliene sunt o altă modalitate de a produce energie curată acasă. Acestea sunt compuse din palete asemănătoare unor elice conectate la un rotor, așezate pe un turn ideal mai înalt decât copacii și clădirile din jur. Rotirea paletelor determină rotorul să se învârtă și să trimită energia cinetică către un generator, care o transformă în energie electrică utilizabilă (curent alternativ).

Ca și în cazul sistemelor solare rezidențiale, turbinele eoliene pentru casă pot fi legate la rețea — energia este trimisă către rețea printr-un invertor special — sau autonome, ceea ce necesită o bancă de baterii cu ciclu adânc. De asemenea, puteți avea un sistem care este atât conectat la rețea, cât și autonom, ceea ce ar necesita atât invertorul special, cât și banca de baterii. Aceasta este o opțiune atractivă, deoarece vă asigură că nu veți pierde electricitatea în timpul perioadelor lungi fără vânt sau când rețeaua se întrerupe.

Diametrul rotorului turbinelor eoliene rezidențiale poate varia între 0,91 metri și 7,01 metri și pot avea o înălțime de cel puțin 18,29 până la 30,48 metri. Regula generală este să se poziționeze turbina cu 9,14 metri deasupra oricărui obstacol pe o rază de 91,44 metri de la turn. Acest lucru descurajează căutătorii de energie verde din mediul urban, deoarece majoritatea ordonanțelor de zonare restricționează înălțimea structurilor la minimum 10,67 sau maximum 30,48 metri.

Turbinele eoliene pot extrage aproximativ 50% din energia care trece prin ele, comparativ cu eficiența de 15% până la 20% a panourilor solare pentru casă. Departamentul de Energie al S.U.A. afirmă că o turbină eoliană rezidențială tipică poate produce între 400 de wați și 20 de kilowați de energie. O singură turbină de 4,5 kilowați va produce 900 kWh pe lună (aproximativ media națională) într-o locație unde viteza medie a vântului este de 22,5 km/h.

Desigur, dacă vântul este o sursă eficientă de energie depinde în mare măsură de locație. Turbinele eoliene funcționează cel mai bine în zone plate, îndepărtate, cu puține obstacole. Departamentul de Energie al S.U.A. recomandă energia eoliană pentru persoanele care locuiesc într-o zonă cu o viteză medie anuală a vântului de cel puțin 16 km/h.

Cost

Deși costul unui sistem eolian pentru casă variază în funcție de locație, prețul mediu în 2019 a fost de 8.300 de dolari pe kilowatt (deci, aproximativ 41.500 de dolari pentru un sistem care ar compensa complet factura medie de energie electrică). Asta înseamnă aproximativ dublul costului unui sistem solar rezidențial, iar turbinele tind să coste mai mult la întreținere decât panourile solare, deoarece sunt predispuse la daune cauzate de vânt și lovituri de trăsnet, și pot fi reparate de obicei doar de tehnicieni specializați. Din nou, sunt disponibile credite fiscale și stimulente.

Impactul asupra mediului

Energia eoliană este una dintre cele mai curate surse de energie disponibile, producând o amprentă de emisii de doar patru grame de echivalent dioxid de carbon per kWh produs, comparativ cu șase grame pentru solar, 78 de grame pentru gaze și 109 grame pentru cărbune. Aceasta include fabricarea, transportul, funcționarea și eliminarea turbinelor eoliene, care sunt proiectate să dureze aproximativ 20 de ani. Poate un dezavantaj ecologic mai îngrijorător este, însă, că turbinele eoliene pot reduce și degrada habitatele naturale, iar palele lor care se rotesc constant se ciocnesc uneori cu lilieci și păsări.

Este mai bună energia solară sau eoliană?

Există mari beneficii atât pentru energia solară, cât și pentru cea eoliană, ambele fiind considerabil mai ecologice decât energia tradițională bazată pe combustibili fosili, deși semnificativ mai scumpe. Care este cea mai bună pentru dumneavoastră depinde în mare măsură de spațiul și bugetul disponibil. Panourile solare sunt, în general, mai ieftine, mai compacte și mai larg tolerate în mediile urbane și suburbane. Sunt, de asemenea, cunoscute ca o sursă de energie mai fiabilă, deoarece pot absorbi lumina în zilele înnorate, în timp ce turbinele se rotesc doar când este vânt.

În general, însă, energia eoliană este opțiunea mai eficientă și mai ecologică. Turbinele pot valorifica 50% din energia cinetică a vântului, în timp ce panourile fotovoltaice de astăzi valorifică doar 15% până la 20% din energia solară de la soare. Energia eoliană are în prezent o amprentă de carbon mai mică decât energia solară, iar o singură casă ar necesita doar o turbină de cinci kilowați pentru a o alimenta complet, spre deosebire de 20 de panouri solare.

Chiar dacă panourile solare produc randamente energetice mai previzibile decât turbinele eoliene, acestea din urmă continuă să valorifice energia pe timpul nopții, în timp ce primele funcționează doar pe timpul zilei. Ca bonus, este potențial mai ușor să găsești turbine eoliene fabricate în S.U.A. — eliminând astfel amprenta de carbon a transportului internațional — decât să găsești panouri solare cu surse interne. Majoritatea echipamentelor pentru panouri solare sunt importate din Asia (în special Malaezia, China, Coreea de Sud și Vietnam), în timp ce componentele turbinelor eoliene sunt între 40% și 90% de proveniență internă.

Pentru a trăi complet în afara rețelei fără a vă face griji cu privire la perioadele intermitente de întrerupere a curentului, cea mai bună (și cea mai scumpă) opțiune este, probabil, instalarea atât a unui sistem solar, cât și a unuia eolian. În acest fel, sunteți aproape garantat să aveți energie pe parcursul nopților lungi de iarnă și în perioadelor cu vânt slab.