家用风力涡轮机和太阳能电池板哪个更好

在美国，发电占全国温室气体排放的25%，略低于排放最高的行业——交通运输(占29%)。其中约60%的电力来自化石燃料——包括天然气、煤炭和石油——尽管这种能源无疑是污染最严重的。增加了气候危机的担忧推动了许多人在家里安装风力涡轮机或太阳能电池板。

两者都有利弊。风力涡轮机需要更多的空间（当然，丰富的风），但远远超过大多数太阳能电池板的效率。太阳能电池板更便宜，更可靠但更难回收。这是更好的可再生能源来取决于许多因素，从地理位置到预算。

国内太阳能电池板

太阳能电池板可以安装在屋顶上或者安装在地面上，将阳光转化为家用的电能。这些嵌板是由光伏电池它包含两层半导体材料，比如硅。

一块家用太阳能电池板可以产生150到370瓦的太阳能，这取决于它的尺寸和效率。根据太阳能公司SunPower的数据，典型的住宅面板尺寸为65×39英寸（约17.5平方英尺），效率为15%至20%。一块290瓦的太阳能电池板每天可以获得5小时的直射太阳，每天可以产生1450瓦的能量，大约1.5千瓦时。考虑到美国房屋平均每天使用约29千瓦时，需要20块住宅太阳能电池板来完全抵消电费。

大多数家用太阳能系统通过一个常规的公用电表连接到电网，即“并网”，除非它们包含自己的太阳能电池组来存储能量。拥有一个太阳能电池库可以让房主在太阳不亮或电网断电时利用自己的能源储备。然而，太阳能电池组的成本可能在5000美元到7000美元之间。

家庭太阳系的成本

根据非营利组织可持续能源中心(Center for Sustainable Energy)的数据，一套家用太阳能系统的成本为每瓦3到5美元。住宅系统的平均功率为5千瓦，前期成本在1.5万美元到2.5万美元之间，不包括可选的增加太阳能电池组。然而，有联邦投资税收抵免和州和地方的激励措施来抵消成本。

好消息是，住宅太阳能系统几乎可以自由维护。它们几乎没有维护保存偶尔清洁，并且经常带有20或25年的保修。面板良好的面板可以持续20至30年。

对环境造成的影响

虽然太阳能是100％可再生，但它不是完全的碳中性。仅太阳能发电不会产生温室气体排放;但是制造和回收面板做。制造光伏面板需要使用有毒化学品 - 其中氢氧化钠和氢氟酸 - 加上丰富的水和电力。材料 - 硅，玻璃，塑料和铝的混合物也使这些面板难以回收。如今，制造商和各州开始提供光伏模块收纳程序。

考虑到所有东西，为整个房屋提供足够的太阳能来动力，可以通过报告的80％降低您的家庭碳足迹（仅从电力）。

家庭风力涡轮机

风力涡轮机是在家中产生清洁能量的另一种方式。它们由连接到转子的螺旋桨式刀片组成，栖息在塔上，理想地高于周围的树木和建筑物。叶片的转动使转子旋转并向发电机发送动能，这将其转换为可用的电能（AC）。

与住宅太阳能系统一样，国内风力涡轮机可以并网——能量通过一个特殊的逆变器发送到电网——或者离网，这需要一个深循环电池组。你也可以有一个系统，既可上网也可离网，这将需要特殊的逆变器和电池组。这是一个很有吸引力的选择，因为它确保你不会在长时间无风或电网故障时失去电力。

居住风力涡轮机通常为3至6英尺，直径至少为100英尺高。一般规则是将涡轮机30英尺设置在塔的300英尺半径内的任何障碍物上方。这让寻求城市绿色能源的人望而却步，因为大多数分区条例限制建筑物的高度最低为35英尺，最高为100英尺。

与家庭太阳能电池板的效率为15％至20％，风力涡轮机可以提取约50％的能量。美国能源部表示，典型的住宅风力涡轮机可以生产400瓦至20千瓦的能量。单个4.5千瓦涡轮机将在平均风速为14英里/小时的位置产生900千瓦时（关于全国平均值）。

当然，风是否是一种有效的能源在很大程度上取决于位置。风力涡轮机在平坦、偏远、几乎没有障碍物的地区工作得最好。美国能源部建议居住在年平均风速至少为10英里/小时的地区的人们使用风力发电。

成本

尽管家庭风力系统的成本因地点而异，但2019年的平均价格是每千瓦8300美元(因此，一个系统大约需要41500美元，才能完全抵消平均电费)。这大约是住宅太阳能系统成本的两倍，而且涡轮机的维护成本往往高于太阳能电池板，因为它们容易受到风的破坏和雷击，而且通常只能由专业技术人员进行维修。税收抵免和激励措施也是可行的。

对环境造成的影响

风能是最清洁的能源之一，每千瓦时仅产生4克二氧化碳当量的排放足迹，相比之下，太阳能每千瓦时产生6克二氧化碳当量，天然气78克，煤炭109克。这包括风力涡轮机的制造，运输，运行和处置，该风力涡轮机设计为持续约20年。然而，也许更令人担忧的环境缺陷是风力涡轮机可以减少和降低自然栖息地，以及它们的不断纺纱刀片有时与蝙蝠和鸟类碰撞。

太阳能或风电更好吗？

太阳能和风能都有很大的好处，它们都比传统的化石燃料能源环保得多，尽管也贵得多。哪种方式最适合你，很大程度上取决于你的空间和预算。太阳能电池板通常更便宜，更紧凑，更易于在城市和郊区环境中使用。它们也被认为是一种更可靠的能源来源，因为它们可以在阴天吸收光，而涡轮机只在有风的时候旋转。

但总体而言，风力是更有效和环保的选择。涡轮机可以利用来自风的50％的动能，而今天的光伏电池板利用太阳的距离太阳能的15％至20％。风力电源目前具有较低的碳足迹，而不是太阳能功率，单个家庭只需要一个五千瓦涡轮机以完全电力，而不是20个太阳能电池板。

尽管太阳能电池板比风力涡轮机能产生更多可预测的能量输出，但后者仍能在夜间持续利用能量，而前者只能在白天工作。作为奖励，在美国制造的风力涡轮机可能比在国内制造的太阳能电池板更容易找到，因此消除了国际航运的碳足迹。大多数太阳能电池板设备都是从亚洲进口的（特别是马来西亚、中国、韩国和越南），而风力涡轮机组件的40%到90%来自国内。

到完全脱离电网生活不用担心间歇性停电，最好(也是最昂贵)的选择可能是同时安装太阳能和风力发电系统。这样，你几乎可以保证在漫长的冬夜和低风时期都有电力供应。