[编者注:以下是Marc Rosenbaum的博客文章汇编，描述了安装在他马萨诸塞州住宅屋顶上的光伏系统的性能。]

2011年5月:价格合适吗

我们打算在下个月的某个时候安装一个4.76千瓦的太阳能电池阵列。光伏(PV)模块价格的下降，加上马萨诸塞州太阳能可再生能源信贷(SREC)计划、马萨诸塞州清洁能源中心(Massachusetts Clean Energy Center)仍可获得的回扣(尽管减少了)，以及联邦政府对可再生能源30%的税收抵免，这些因素结合在一起，使得光伏(PV)组件的安装比我们这样没有超级计算机操纵股市的人更好的投资。

这里的光伏阵列会有一点阴影，我不知道它每年会产生多少千瓦时。在没有遮阳的情况下，每年的用电量将达到5700千瓦时或更多。这意味着即使没有太阳能家用热水系统，我们也可能每年净零排放。

我想我们每年至少能从这个系统中获得5000千瓦时的净电量。仔细观察我们每月的预计使用量，我认为如果我们主要在最冷和最多云的月份(比如12月到2月)使用木炉取暖，我们可能会在逐月的基础上达到净零。12月是不确定的，那时太阳系的阴影将是最大的，但这使它成为一个有价值的目标。

我们将力争实现每月净零电能——也就是说，使用的电量不超过光伏系统每月产生的电量——并且补充的电量不超过一捆柴火。我们能达到目标吗?别换那个表盘……

2011年6月初:仪表向后旋转!

今天，我的同事Phil Forest和Jonny Lange，南山公司的顶尖光伏团队，在我们家完成了一个4.76千瓦的太阳能电力系统的最后修饰。在肖恩·韦尔奇(Sean Welch)的帮助下，他是我在这里所有工作的得力助手，午饭后不久，他们就把它启动了，一天结束时，系统产生了第一个11千瓦时的电力。

1999年，我安装了我的第一个太阳能电力系统——一个1.06千瓦的阵列——当时新罕布什尔州首次规定了净计量。我们在系统和组件的质量、可靠性和效率方面取得了长足的进步，同时成本也大幅下降。当然，电力成本也大幅上升。我的新系统几乎是我在新罕布什尔州的系统的5倍大。

该系统由20块238瓦的Sunpower面板和SMA制造的5000瓦逆变器组成。Sunpower产品的优质方面(例如，他们提供最高效率的面板，以及良好的保修)非常适合南山公司。我们已经看到每年每瓦面板的千瓦时输出超过了我们所做的建模。当然，这可能是由于天气和产品质量的变化。

该系统是并网的，这意味着它只在并网时运行。(不幸的是，这不是一个应急电力系统。)当能源产生时，它首先在家里使用，以满足我们的能源需求。任何多余的电量都输出到公用电网，并使电表向后转动。

一个被称为净计量的概念，在20世纪90年代末被立法通过，允许电网的直接反馈，并允许出口的电力与进口的电力进行交易(一对一)。在过去糟糕的日子里，公用事业公司会对电力收取零售费用，并为向电网输送的电力支付批发费用。

我们多余的能源很可能永远不会进入电网，因为这里还有其他15栋房子加上公共住宅，所以我猜多余的能源会被用在我们的合租社区里。

监控系统的专用仪表

我的电力公司NSTAR慷慨地把我的电表换成了商用电表。这是一个特殊的处理(谢谢!)，这将使我知道更多的净能量进出每个月。这个仪表分别显示电网，以及电网提供的能量和电网从光伏接收的能量。

假设一个月我们使用350千瓦时，而光伏发电产生400千瓦时。一个正常的电表在月底的读数会比月初低50千瓦时。因为逆变器有产生的能量的记录，光伏系统所有者仍然可以确定他们在那个月使用了多少能量。我的新电表更进一步，它会告诉我现场使用了多少能源，出口了多少能源。

邻里争议和阴影问题

感觉这是一个漫长的道路，让这个系统到位。几个月前，在Cohousing的月度会议上，我们讨论了太阳能的使用和砍伐树木的问题，我的一个邻居读了一篇充满激情的声明，其中包括太阳能在经济上不可行的断言，除了我之外，没有人想要太阳能。我非常震惊，不是因为他的声明(为了多样性的利益，我们有一个象征性的茶党支持者，这是他向自由派傻瓜们发出的警告)，而是因为没有人站出来反对一连串的扭曲。

我们的房子与南边邻居的土地上的树木形成了明显的阴影，尽管我们刚买了房子，但如果那些树还在，我已经准备好把它卖出去了。在规划共同住宅时，制定了设计准则，其中之一是在每栋房屋上提供至少300平方英尺的无阻碍的朝南屋顶，用于未来的太阳能收集。

不幸的是，他们认为树木可以以后再砍，所以他们在保护房屋附近的树木方面做得很出色。科霍的人们似乎不像吉尔和我那样渴望家里的自然光，所以这些房子通常都是在树木繁茂的环境中，而且非常阴凉。

pv以若干面板的串连接在一起，因此当其中一个被遮蔽时，该串中所有面板的输出都被降级。(一种可以最大限度地减少这个问题的技术方法是使用微型逆变器。)

我很幸运，我南边的邻居过来了，他非常宽容地允许我砍树。最后，我没有要求100%的太阳能，只取了最大和最近的树。她摘了一棵可爱的山茱萸来代替我们砍的那棵大白橡树，我也为自己的辛劳得到了一些柴火

我们安装的系统，完全没有阴影，在一个典型的年份里，每年可能会产生5700千瓦时的电力。(南山公司在Eliakim 's Way设计和建造的八栋房子的阵列功率为5.04千瓦，去年平均功率超过6700千瓦时。)我预计至少能达到5000千瓦时——我们拭目以待吧!

退税、税收抵免和SRECs

这是在马萨诸塞州安装太阳能电力的绝佳时机。马萨诸塞州清洁能源中心(Massachusetts Clean Energy Center)仍在为电动汽车提供回扣;随着成本的下降，回扣每年都在减少。

此外还有30%的联邦税收抵免和1,000美元的马萨诸塞州税收抵免。(所有这些东西的信息，以及更多的信息都在设计网站)。这些都使系统成本从每瓦7美元下降到每瓦4美元多一点。

在马萨诸塞州，如果这是主要住宅，也可以免税。在玛莎葡萄园岛，如果一个系统每年产生1.25千瓦时/瓦的额定输出，那么它的价值约为0.23美元。所以简单的回报是18年。

但是电力的膨胀远远超过了一般的通货膨胀率，实际的回报将会快得多。普通人在任何地方都无法获得像太阳能发电那样有保证的投资回报，而抵消能源使用的收入是免税的。

然而，目前的金融蛋糕上的糖霜是所谓的太阳能可再生能源信贷(SRECs)。该州要求公用事业公司从可再生能源中获得一定比例的电力，其中一些特别来自太阳能，他们可以从太阳能生产商那里购买SRECs来满足这一要求莫伊．

在实践中，大多数srec是由在拍卖中出售更大区块的聚合商从个体生产商手中购买的。目标是在马萨诸塞州实现400兆瓦的太阳能发电能力。一兆瓦时(MWh)是一个SREC。拍卖价格已高达550美元/兆瓦时，底价为285美元/兆瓦时。如果我们的系统每年生产5兆瓦时，我们每年可以获得额外的1500 - 2500美元!

即使这个计划失败了，但看着仪表旋转并收集太阳能的感觉还是很棒的。

2011年6月下旬:即使在阴天，我们也在发电

两周后，光伏发电系统产生了268千瓦时的电力。有一半的日子是晴天，在那些日子里，系统产生25到30千瓦时的电量。让我惊讶的是，在没有太阳的日子里，系统产生了4到6千瓦时的电量。

我有我在第一篇文章中提到的商业计量系统。到目前为止，在268千瓦时的电力中，41千瓦时已用于家庭，227千瓦时已发送给电网。我猜这些都被用在了合住中，但我没有办法知道。

在这两个星期里，我们用了大约112千瓦时，所以我们进口了81千瓦时，尽管仪表显示比系统上线时低134千瓦时。这是一个很好的提醒，我们需要电网——它取代了现场的电池，允许我们发送多余的电力，并在没有阳光的时候进口。

2011年8月:将电网作为我们的“电池”

NSTAR的商用电表比标准的住宅电表提供了更多的信息，最有趣的信息是电网向我们的房子提供了多少能量，以及我们的光伏系统向电网输送了多少能量。以下是过去两周的数据:

• 光伏发电270千瓦时(19.3千瓦时/天)
• 光伏并网230千瓦时(16.4千瓦时/天)
• 现场使用，40千瓦时(2.9千瓦时/天)
• 电网输送至户，59千瓦时(4.2千瓦时/天)
• 现场总使用量为99千瓦时(7.1千瓦时/天——比平时高，因为我们有一个60W的灯，全天候为我们的新小鸡服务!)

并网系统没有现场存储，所以一旦系统停止生产，使用的能源就来自电网。电网就是电池。对于那些被要求在夏季生产峰值电力输出的公用事业公司来说，这种运营方式是有帮助的。pv在高峰需求时段生产，通常是下午，降低了公用事业高峰，并且房屋在晚上的电力需求有助于平衡公用事业负荷。

当冬天来临时，热泵负荷被添加到我们的基本负荷中，而光伏系统的输出由于太阳能利用率降低而下降，这将是一件有趣的事情。除非我们用柴炉代替热泵，否则我们将成为净进口国，我们的净能源信用将会减少，目前我们的净能源信用超过800千瓦时。

2011年12月:一棵树遮蔽了我们的光伏阵列

当我把太阳能电池阵列装进去的时候，我知道邻居的一棵橡树会有一些阴影，我本可以把它们移走，但我不想花额外的钱。现在我们正处于冬至季节，因为今天天气晴朗，阳光明媚，我拍了一些阴影照片，看看阵列的输出。这是上午10点左右的照片，当时这棵树开始出现在阵列上:

在上午11点50分，18分钟后，阵列解除阴影，输出跳到3900瓦，这是额定输出的82%，典型的峰值输出。

我有一些12月11日上午10点30分的数据，这棵树正好在阵列的中间，输出比80分钟后，上午11点50分的输出低1千瓦。所以我得出结论，在树穿过阵列的大约一个半小时内，我损失了大约1千瓦，或者大约25%的峰值输出。

我的房子朝南偏东约11度，所以每年这个时候的上午11点是太阳与阵列垂直的时候。从这里开始，输出将下降。中午12点30分，降至3650瓦。在某种程度上，西面较小的树木将开始遮蔽阵列，输出将迅速下降。

2012年5月:一年的业绩数据

当商用NSTAR电表被安装时，它的读数是000,000千瓦时。在没有并网电源的仪表上，这个数字只会上升。在这里，两种情况都有可能发生，这取决于我们使用的电量是否超过了光伏系统产生的电量。

一年后，仪表显示为97,409。要么我们消耗了大量的能量，要么我们向电网输送的能量比现场消耗的要多。我认为是后者。光伏发电系统直到6月9日下午才开始运行，所以这2591千瓦时的净输出包括大约两周的能量流。

统计数据:

• 现场消耗3813千瓦时
• 进口2752千瓦时
• 发电和输出5343千瓦时
• 发电量6403千瓦时
• 现场产生和消耗1060千瓦时。

今年的使用情况可以与Passivhaus (PH)和Thousand Home Challenge等项目的基准进行比较。根据千户挑战，我的现场能源使用分配是5,375千瓦时，所以我们使用了71%的分配。当然，这是一个非常温暖的冬天，所以它并不像看起来那么美好。但是我们已经很轻松地完成了千户挑战。

最有意义的被动式房屋标准是一次能源(PE)。一次能量是将能量送到场地所消耗的能量以及场地能量。对于电网来说，它大约是现场能量的三倍。(被动式房屋软件在德国使用2.7作为主要能源因子;各种资料显示，在美国，这一数字超过了3。)

被动式房屋的PE标准是每平方米处理过的地板面积(TFA，遵循德国计算可用地板面积的惯例)的千瓦时。这所房子的总建筑面积约为150平方米。标准是120千瓦时/平方米总建筑面积，所以这里的限制将是18000千瓦时/年的PE，或者，使用3.6千瓦时的PE因素，6000千瓦时的现场能源使用。在过去的一年里，我们设法轻松地低于这个限制。

我有提出了对被动式房屋标准的修正去新英格兰。我建议根据卧室的数量来设定PE限值，而不是根据建筑面积。我们是如何按照修正案做的?一套三卧室的房子每年允许使用的电量为13600千瓦时，比现行标准允许的电量要低得多。在PE系数为3的情况下，场地的能源限制为4,533千瓦时/年。在过去的一年里，我们勉强用了3813千瓦时，但一个非常寒冷的年份可能会产生不同的结果!

2012年6月:光伏发电量超出预期

2011年6月9日下午，Phil Forest打开了我们的4.76千瓦太阳能光伏系统。截至2012年6月8日，该系统已发电6694千瓦时。第二天，它产生了22.5千瓦时的电量，因此，从下午到下午，将其中的一半用于全年的生产，总发电量为6705千瓦时。

我对这个总数感到非常高兴，而且一点也不惊讶。这大大超过了我们的预测。该系统也有一些冬季遮阳。尽管如此，发电量为1.41千瓦时/瓦/年，在20世纪90年代末/ 21世纪初，我在新罕布什尔州的家中有一个小型(1.06千瓦)系统，该系统的发电量从未超过1千瓦时/瓦/年。新罕布什尔州的气候可能会更多云，我知道过去的一年阳光明媚(Eliakim 's Way的光伏产量比第一年增长了6%)，但这其中也有技术进步的原因。

Sunpower声称他们的技术在弱光和高温条件下比竞争对手更有生产力，也许他们是对的!

2012年7月:我们遇到了千家挑战

6月底，我们对光伏系统运行和使用情况进行了整整一年的监测。(参见下图2的条形图。)

从2011年7月1日到2012年6月30日，我们使用了3755千瓦时，这将花费大约700美元。这低于千户挑战的目标，也可能达到被动式房屋的一次能源限制。

在此期间，太阳能电力系统产生了6779千瓦时，这意味着我们的净出口为3024千瓦时——很容易实现零年净能源。剩余的能量可以让一辆电动汽车行驶1万英里。

值得注意的是，这是一个非常温暖的冬天，我预计平均每年将多使用600-700千瓦时。同样值得注意的是，我们是一个两口之家——加上几个十几岁的孩子，能源平衡将会有所不同——但我相信，在这种情况下，我们仍然可以实现净零排放，并迎接千户挑战。在温暖的冬天，除了12月和1月，我们实际上每个月都是零净。

这是一项好的投资吗?

扣除补贴后，我们花了大约26000美元来到这里。有些工作是分包的，有些是我自己做的。我也买到了一些好东西。我认为另一个人可能会花4万美元来完成同样的工作。

当我们买下这栋房子的时候，它的能源账单每年大约在3300美元左右，所以这项努力的简单回报似乎完全在合理的范围内，我们得到了一个更舒适的房子，空气质量更好。

2012年8月:生产里程碑

我们的光伏发电系统刚刚超过8000千瓦时!我们有超过3700千瓦时的剩余电量，我们可以分配给另一个电表。

马克·罗森鲍姆(Marc Rosenbaum)是马萨诸塞州玛莎葡萄园岛南山公司的工程总监。他写了一个名为低碳繁荣．