Tôi cần bao nhiêu năng lượng mặt trời cho ngôi nhà của mình? Hướng dẫn chi tiết về cách tính toán, chi phí và lắp đặt

Khi thế giới ngày càng chuyển hướng sang năng lượng xanh, nhiều chủ nhà đang chuyển sang sử dụng năng lượng mặt trời để đạt được sự độc lập về năng lượng và giảm thiểu dấu chân carbon của mình. Tuy nhiên, khi nói đến việc lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời, một trong những câu hỏi phổ biến nhất là: “Tôi thực sự cần bao nhiêu tấm pin mặt trời?” Bạn chắc chắn không phải là người duy nhất băn khoăn về kích thước hệ thống phù hợp cho ngôi nhà của mình.

Tuy nhiên, trước khi tiến hành, điều quan trọng là phải hiểu rõ một số yếu tố chính sau: mức tiêu thụ điện của gia đình bạn, lượng ánh sáng mặt trời có sẵn tại địa phương, diện tích mái nhà có thể sử dụng, chính sách đo lường lưới điện (net metering) và mục tiêu năng lượng dài hạn của bạn.

Trong hướng dẫn chi tiết này, chúng tôi sẽ hướng dẫn bạn qua các yếu tố chính ảnh hưởng đến lượng năng lượng mặt trời cần thiết, cách ước tính kích thước hệ thống lý tưởng, các hướng dẫn cấu hình mẫu và các yếu tố quan trọng khác.

Những yếu tố nào ảnh hưởng đến lượng năng lượng mặt trời bạn cần?

Sử dụng điện trung bình của bạn

Đầu tiên, tính toán lượng điện tiêu thụ trung bình hàng ngày của bạn. Nếu bạn có thể truy cập hóa đơn tiền điện, hãy kiểm tra lượng tiêu thụ hàng năm của bạn. Để tham khảo, hộ gia đình trung bình ở Mỹ tiêu thụ khoảng 10.791 kWh Năm 2022 — khoảng 899 kWh mỗi tháng hoặc khoảng 30 kWh mỗi ngày.

Nếu bạn không có hóa đơn tiền điện trước đây, bạn có thể ước tính mức tiêu thụ điện bằng cách liệt kê các thiết bị gia dụng thông thường và thời gian hoạt động trung bình của chúng. Nếu bạn không chắc chắn, chúng tôi có thể hướng dẫn bạn thực hiện một tính toán nhanh chóng.

Số giờ nắng trong khu vực của bạn

Điều kiện bức xạ mặt trời có thể bao gồm các yếu tố sau: cường độ ánh sáng mặt trời, góc chiếu của ánh sáng mặt trời, thời gian chiếu sáng và điều kiện khí hậu.

1. Số giờ nắng trong khu vực của bạn

Ánh nắng càng mạnh, tấm pin mặt trời nhận được càng nhiều năng lượng và công suất đầu ra của chúng càng cao.. Vào những ngày trời nhiều mây hoặc vào lúc bình minh và hoàng hôn, sản lượng giảm đáng kể.

2. Góc chiếu của ánh sáng mặt trời

Các tấm pin mặt trời nhận được lượng năng lượng tối đa khi ánh sáng mặt trời chiếu thẳng góc vào chúng. Ánh sáng mặt trời góc thấp hoặc gián tiếp làm giảm sản lượng, đó là lý do tại sao hệ thống nghiêng và theo dõi góc chiếu là quan trọng.

3. Thời gian chiếu sáng của ánh nắng mặt trời

Thời gian tiếp xúc với ánh nắng mặt trời càng dài trong ngày, tấm pin mặt trời của bạn càng sản xuất được nhiều năng lượng. Vào mùa hè, thời gian ban ngày dài hơn cho phép sản xuất điện kéo dài hơn.

4. Điều kiện khí hậu

Trời quang đãng mang lại hiệu suất năng lượng mặt trời tốt hơn so với điều kiện trời mây, sương mù, mưa hoặc tuyết.

Kích thước và hướng của mái nhà

Hướng và kích thước của mái nhà có ảnh hưởng đáng kể đến sản lượng năng lượng mặt trời. Ở bán cầu Bắc, các mái nhà hướng về phía nam nhận được ánh nắng mặt trời trực tiếp nhất Suốt cả ngày và là lựa chọn lý tưởng cho việc lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời. Các mái nhà hướng đông hoặc tây có thể gặp phải sự sụt giảm hiệu suất từ 10–20%.

Hướng lắp đặt quan trọng hơn góc nghiêng. Hầu hết các góc mái đều có thể lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời một cách hiệu quả, nhưng diện tích mái hạn chế lại là một hạn chế lớn hơn.

Một tấm pin mặt trời tiêu chuẩn thường chiếm khoảng 1,7–2 mét vuông. Một hệ thống 6kW thông thường, sử dụng khoảng 15 tấm pin, yêu cầu khoảng 28–32 mét vuông—không tính diện tích bị chiếm bởi ống khói, cửa sổ trời hoặc lỗ thông gió. Điều này khiến diện tích mái nhà trở thành yếu tố quan trọng.

Đo lường lưới điện và các chính sách khuyến khích

Khi tính toán kích thước hệ thống năng lượng mặt trời cho ngôi nhà của bạn, đừng bỏ qua các chính sách đo lường lưới điện địa phương và các ưu đãi năng lượng mặt trời. Những yếu tố này có thể giúp giảm đáng kể chi phí đầu tư ban đầu và ảnh hưởng đến lượng công suất năng lượng mặt trời mà bạn cần.

Đo lường lưới điện

Điều này cho phép bạn gửi lượng điện mặt trời dư thừa trở lại lưới điện để đổi lấy tín dụng hóa đơn. Hãy nghĩ đến nó như là
“Lưu trữ” năng lượng mặt trời của bạn vào lưới điện vào ban ngày và “rút” nó vào ban đêm.

Nếu khu vực của bạn áp dụng chính sách bù trừ điện năng 1:1 đầy đủ, bạn chỉ cần một hệ thống phù hợp với mức tiêu thụ điện trung bình hàng năm của mình. Nếu chính sách bù trừ điện năng bị giảm, pin mặt trời trở nên quan trọng hơn. Nếu không có chính sách bù trừ điện năng, một hệ thống lớn hơn có khả năng lưu trữ có thể là lựa chọn tốt hơn.

Các chính sách khuyến khích và hỗ trợ tài chính cho năng lượng mặt trời:

Nhiều chính phủ và khu vực cung cấp các ưu đãi hoặc hoàn tiền để khuyến khích việc áp dụng năng lượng mặt trời. Những ưu đãi này có thể giúp bạn thu hồi vốn đầu tư nhanh hơn và giảm chi phí lắp đặt.

Ví dụ, Hoa Kỳ cung cấp Chương trình Ưu đãi Thuế Năng lượng Sạch cho Nhà ở, cho phép chủ nhà được Trừ 30% vào chi phí của các hệ thống đủ điều kiện được lắp đặt từ năm 2022 đến năm 2032.

Ở Vương quốc Anh, Chương trình Bảo lãnh Xuất khẩu Thông minh (SEG) Chương trình bồi thường cho chủ nhà về lượng điện mặt trời dư thừa được xuất ra lưới điện thông qua một đồng hồ thông minh, với mức thanh toán theo kilowatt-giờ.

Cách tính toán lượng điện mặt trời cần thiết

Trong trường hợp lý tưởng, bạn có thể tính toán số lượng tấm pin mặt trời cần thiết bằng cách chia lượng điện tiêu thụ hàng năm của bạn cho sản lượng điện mặt trời của khu vực, sau đó chia kết quả đó cho công suất của một tấm pin mặt trời.

Tính toán dựa trên mức sử dụng hàng ngày và số giờ nắng

Công thức cơ bản: P = E / (t × η):

• P = Công suất hệ thống năng lượng mặt trời cần thiết (đơn vị: watt)
• E = Tiêu thụ điện trung bình hàng ngày (tính bằng kWh)
• t = Số giờ nắng cao điểm trung bình mỗi ngày trong khu vực của bạn
• η = Hiệu suất của hệ thống năng lượng mặt trời, thường khoảng 0,8.

Ví dụ, một hộ gia đình điển hình ở California sử dụng khoảng 30 kWh mỗi ngày và nhận được khoảng 5 giờ ánh sáng mặt trời hiệu quả mỗi ngày.

Sử dụng công thức: P=30 ÷ (5 × 0,8) = 7,5 kW. Do đó, cần một hệ thống năng lượng mặt trời có công suất 7,5 kW.

Giả sử mỗi tấm pin mặt trời có công suất 400W, bạn sẽ cần khoảng 18 đến 20 tấm pin để đáp ứng nhu cầu năng lượng hàng ngày của mình.

Dự toán dựa trên diện tích mái nhà

Diện tích lắp đặt của một hệ thống năng lượng mặt trời phụ thuộc vào công suất tổng, công suất tấm pin, hiệu suất tấm pin và bố trí lắp đặt.

Sử dụng tấm pin mặt trời tiêu chuẩn 400W (mỗi tấm có diện tích khoảng 1,7 m²), dưới đây là diện tích mái nhà ước tính cần thiết cho các kích thước hệ thống khác nhau:

Diện tích thực tế cần thiết có thể thay đổi nhẹ tùy thuộc vào hướng mái, bóng râm và cách bố trí tấm pin.

Nếu mái nhà của bạn có đủ không gian, việc sử dụng các tấm pin có công suất thấp hơn một chút có thể giúp giảm chi phí tổng thể của hệ thống.

Tuy nhiên, nếu không gian mái nhà hạn chế, chúng tôi khuyến nghị lựa chọn các tấm pin năng lượng mặt trời hiệu suất cao để tối ưu hóa sản lượng trong một khu vực nhỏ gọn.

Ví dụ dựa trên diện tích nhà

Cấu hình của một hệ thống năng lượng mặt trời gia đình chủ yếu phụ thuộc vào:

• Kích thước ngôi nhà (liên quan đến mức tiêu thụ năng lượng)
• Số lượng cư dân và thói quen tiêu thụ năng lượng
• Cường độ bức xạ mặt trời tại địa phương
• Sự hiện diện của hệ thống pin

Dưới đây là bảng tham khảo chung về các cấu hình hệ thống năng lượng mặt trời dựa trên các ngôi nhà điển hình ở Hoa Kỳ (giả định 4,5 giờ ánh sáng mặt trời/ngày và hiệu suất hệ thống 80%):

Nếu ngôi nhà của bạn có trạm sạc xe điện (EV) hoặc các thiết bị tiêu thụ điện năng cao (như máy bơm bể bơi), hãy xem xét tăng công suất hệ thống lên 20–40%.

Câu hỏi thường gặps

Một hệ thống năng lượng mặt trời 6kW có giá bao nhiêu?

(1) Hệ thống điện mặt trời kết nối lưới: Đối với hầu hết các hộ gia đình, hệ thống điện mặt trời kết nối lưới là lựa chọn kinh tế và phổ biến nhất.

Tùy thuộc vào độ phức tạp của việc lắp đặt và thương hiệu thiết bị, giá thị trường hiện tại dao động từ $555–$667 USD/kW. Chi phí lắp đặt hệ thống điện mặt trời nối lưới 6kW thường dao động từ $3,330–$4,000 USD, bao gồm tấm pin mặt trời, bộ biến tần, giá đỡ và chi phí lao động cơ bản. Giá cụ thể có thể thay đổi tùy theo khu vực.

(2) Hệ thống độc lập: Hệ thống độc lập có chi phí cao hơn vì chúng yêu cầu lưu trữ pin để đảm bảo nguồn điện sẵn có vào ban đêm và trong những ngày trời âm u.

Tại Nam Phi, một hệ thống điện độc lập (off-grid) phù hợp cho ngôi nhà có 2–3 phòng ngủ thường có giá từ ZAR 350.000–400.000 (khoảng $24.300–$27.800 USD) và thường bao gồm các tấm pin mặt trời, pin lithium, bộ điều khiển sạc, bộ biến tần và máy phát điện diesel tùy chọn.

Tôi có thể sử dụng 100% mà không cần kết nối lưới điện không?

Đúng vậy, hoàn toàn có thể sống hoàn toàn độc lập với lưới điện bằng hệ thống năng lượng mặt trời. Tuy nhiên, trừ khi bạn có một hệ thống pin dự trữ lớn để bổ sung cho các tấm pin mặt trời, việc chỉ dựa vào năng lượng mặt trời mà không có hệ thống dự phòng lưới điện là không thực tế.

Pin đóng vai trò như một nguồn dự trữ năng lượng, đảm bảo bạn luôn có đủ điện để cung cấp cho ngôi nhà của mình 24/7 — đặc biệt là trong những thời điểm ánh sáng mặt trời yếu.

Lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời có làm tăng giá trị ngôi nhà của tôi không?

Mặc dù khó có thể đưa ra con số chính xác, hầu hết các chuyên gia đều đồng ý rằng tấm pin mặt trời làm tăng giá trị bất động sản. Theo nghiên cứu của Zillow, các ngôi nhà ở Mỹ có hệ thống năng lượng mặt trời được bán với giá trung bình là 4.1% so với các căn nhà tương tự không có chúng trong năm qua.

Mức độ giá trị gia tăng phụ thuộc vào vị trí, chất lượng hệ thống và quy mô hệ thống, nhưng năng lượng mặt trời nói chung mang lại lợi nhuận đầu tư (ROI) tích cực cho giá trị ngôi nhà.

Kết luận

Lựa chọn năng lượng mặt trời không chỉ giúp tiết kiệm chi phí điện mà còn là việc hướng tới một lối sống xanh hơn, bền vững hơn.

Để tìm ra giải pháp năng lượng mặt trời phù hợp nhất, điều quan trọng là phải hiểu rõ thói quen sử dụng năng lượng của bạn, đặc điểm của mái nhà, điều kiện ánh sáng mặt trời tại địa phương và các chính sách hỗ trợ của chính phủ hiện có.

Nếu bạn không biết bắt đầu từ đâu, hãy thoải mái Liên hệ với các chuyên gia tư vấn năng lượng mặt trời của chúng tôi.. Chúng tôi cung cấp dịch vụ đánh giá năng lượng miễn phí và các đề xuất hệ thống được cá nhân hóa. Dù bạn đang xem xét hệ thống kết nối lưới điện hay hệ thống độc lập, chúng tôi luôn sẵn sàng hỗ trợ bạn tận dụng năng lượng sạch để xây dựng tương lai bền vững.