太阳能发电，通常被称为光伏(PV)和中心支点灌溉似乎是很好的合作伙伴。灌溉是农场主要的电力成本。太阳能产量在夏季达到峰值，与灌溉泵相对应。然而，电网连接的太阳能光伏和灌溉并不总是很适合，因为灌溉用电负荷的季节性和太阳能的全年生产。安装在灌溉仪表上的太阳能电力系统的投资经济回报并不适用于所有系统。本文将介绍太阳能光伏和灌溉系统的基本概念和定义。接下来的第二篇文章将更深入地探讨这些系统的经济性。

包罗万象的挑战

电网连接的太阳能光伏和灌溉并不总是很适合。在淡季进入电网的太阳能发电的价值往往低于灌溉系统使用的太阳能发电。图1显示太阳能发电量为橙色，灌溉负荷为蓝色。图1中的系统大小被调整为提供50%的年负载。根据内布拉斯加州的净计量政策，淡季太阳能生产的价值可能低于季节太阳能生产的价值。一般来说，全年更稳定的负载更适合太阳能并网。图2显示了一个住宅负载，其中太阳能阵列的大小可提供50%的年负载。

简介

排作农业中最大的能源消耗是用于施肥、灌溉和谷物干燥。农民寻求更高的效率，探索和采用可以减少能源使用或降低能源成本的管理和设备。美国各地的农民都在探索太阳能光伏发电作为降低能源成本的一种方式。成千上万的人已经建立了太阳能光伏系统，但采用太阳能光伏可能并不适合每个人。这篇文章包含了一个评价网格连接(在仪表后面)太阳能光伏技术中心枢纽灌溉。增加太阳能发电很少能取代电网，而是一种补充，减少电力采购，向电网出售部分电力。商业太阳能光伏系统的成本已经从2010年的每瓦7多美元大幅下降到2018年的每瓦2美元左右。这种价格的下降推动了人们对农业应用太阳能光伏系统的兴趣，包括灌溉。

农民想在中心支点上加太阳能的愿望可能有多种动机，其中一些不是金钱。对绿色能源、可持续性和增强独立意识的兴趣是相关的、真正的动机，但可能不会带来经济收益。相比之下，省电和营销是具有金钱价值的动机。大多数太阳能光伏系统所有者都表达了不止一种这样的动机。即使存在非货币动机，也应计算和考虑农业投资的经济回报。

农场上最常见的PV应用是分布式发电系统安装在仪表后面。不太常见的是从网格太阳能是负荷的唯一能源的系统。离网系统并不常见，因为成本较高，只有当扩展电网的成本高到足以证明离网系统或能源独立是主要动机时，才应该考虑。

虽然不常见，但灌溉系统可能与其他农场负荷共用一米，如车间、畜舍或粮仓。这将允许灌溉季节以外的其他负荷使用一些太阳能。有些州提供虚拟电表或电表聚合，这允许你将多余的电量(积分)从一个电表转移到其他电表(想象一个农场有多个不同位置的电表)。这将允许更多的太阳能发电来抵消零售电价的电力成本。内布拉斯加州的法律没有明确批准电表汇总，因此大多数公用事业公司将不允许信用转移到其他农场电表。

不提供电价计量的州和公用事业公司必须遵守联邦法规，允许分布式可再生能源系统接入电网并出售电力。联邦法规规定，所有多余的电力必须由电力公司以避免的成本购买。这些条款将这种情况称为“无净计量”，另一个术语可能是“净计费”或PURPA，即(1978年公共事业监管政策法案，建立了联邦规则)。

每个人似乎都想知道的是“回报是什么”。回报在这个意义上是指简单的回报周期(偿还所需的时间)。简单的回报是一个简单的经济指标，相对容易计算，但对财务决策的价值有限。净现值是一种更为稳健的财务指标，考虑货币的时间价值，应用于长期财务投资。这些指标将是第二篇文章中建模模拟的输出。

当考虑到负载控制时，中心支点的太阳能分析更加复杂。负荷控制是一种计费策略，在这种策略中，公用事业公司为用电负荷提供较低的费率，用电负荷可以在用电高峰期间关闭，以减少用电高峰需求。在灌溉方面，农民接受电动泵运行时间的限制，以换取较低的电费。净计量和负载控制都将是第二篇文章中建模场景的重点。

定义

分布式发电

在电力负荷或电力负荷附近的发电。用户自备分布式发电通常安装在用户电表后面，用于抵消从电网购买的电力。这些系统也可以称为“电网连接”。分布式发电系统可以有电池作为备份或减少峰值，但由于增加的成本和维护，大多数没有电池。

从网格

电力是在负载的位置产生的，只服务于特定的负载。系统未接入电网。例如太阳能水泵，带有太阳能或风力发电充电电池的远程机舱。离网系统可能需要电池，也可能不需要电池，这取决于设计要求，例如，如果太阳能牲畜井将水泵入足够大的水箱，以在阴天储存水，则可能不需要电池。

简单的回报

投资的年数通过节省加上系统的电力销售收回。简单回报是一个有价值的指标，因为它易于计算和理解。

净现值

系统在分析期结束时的价值，以今天的美元计算。净现值通过折现未来现金流来说明货币的时间价值。净现值为正表明该系统是一项良好的投资。系统所有者必须指定一个贴现率来贴现率未来的现金流，贴现率将对每个个人的情况是唯一的。以百分比表示的贴现率可以用来表示证明投资合理性所需的收入，并比较不同的投资机会。

净计量

净计量是一项国家或公用事业的政策，它允许部分产生的太阳能电力并发送到电网，以零售价格计入客户。一般来说，可再生能源系统产生的电力可用于农场负荷，或流向公用事业公司的电网分配系统，为其他负荷提供服务。对于净电表系统，每张电费单将显示该计费期间的净电量(用电量-发电量)。当这个值为正时，所有的过剩发电都以零售利率记入贷方。如果值为负数(净多余的一代)，公用事业公司将申请一个信贷(千瓦时或美元)的电费账单，以抵销未来几个月的费用。在大多数州，净超额发电信贷的价值低于零售利率。在内布拉斯加州，它被记入公用事业部门避免成本率。

无净计(净计费)

一些州或公用事业公司由于各种原因(大小限制、公用事业公司满足安装要求、没有州规定)不允许计量净值。在这种情况下，联邦法规适用。公用事业公司必须始终遵循联邦法规，但可以选择采用他们自己的个人电价计量政策。1978年《公共事业管理法案》(Public Utilities Regulatory Act)中的联邦规定要求所有公用事业公司允许将分布式可再生能源系统接入电网(系统必须满足安全要求)，并必须以避免的成本从系统购买多余的电力。所避免的成本低于零售价。记住，过剩发电是从太阳能阵列流向电网的电力。负荷使用的电力仍然抵消了电网电力，并按完全零售费率计算，因此在没有计量净值的情况下，将过剩发电最小化的太阳能光伏系统可能是有益的。

避免成本

如果不是从符合条件的设施或符合条件的设施购买，该公用事业将自己产生或从其他来源购买的电能或容量或两者的增量成本。(EIA.gov)

额外的资源

• NPPD太阳能资源(选择“视频”选项卡)
• 太阳能电力投资分析部分视频播放列表
• 太阳能电力投资分析(3008年扩展循环)