目前，美国最受欢迎的可再生能源有两种：太阳能和风能。
但哪一种将在2022年脱颖而出？
一位专家权衡了两者的利弊。
历史表明，可再生能源的发展往往紧随危机而来：20世纪70年代，石油禁运导致油价翻了四倍，促使人们努力减少美国对化石燃料的依赖，并寻找包括太阳能或风能在内的替代能源。2008至2009年全球金融危机后，多个政府将部分经济刺激资金用于清洁能源投资。新冠疫情引发了前所未有的能源冲击，随后在2021年，可再生能源投资达到“大衰退”以来的最高水平。
欧洲危机接连发生后，西方经济体再次意识到能源独立的重要性，对可再生能源的需求激增。目前，美国最受欢迎的可再生能源有两种：太阳能和风能。哪一种会在2022年占据主导地位？
得益于太阳能成本下降，这项技术对房主而言从未如此值得投资。它便于在住宅中使用，让用户既能减少能源开支，也能降低碳足迹。但人类利用风能已有数千年，远早于现代风力涡轮机的出现。事实上，去年风能发电量比太阳能高出5%。
随着我们步入可再生能源时代，哪种能源会胜出？如果你正考虑转用可再生能源，哪一种更适合你的需求？让我们一探究竟。
太阳能与风能的发展历程
先来了解一些背景。关于利用风能的最早记录可追溯到公元前6000年至5000年左右，当时人们发明了帆，借助风力推动船只。此后，风能技术不断发展，人类得以磨谷、抽水，并最终在19世纪末左右利用动能发电。
有人可能会说，太阳能自公元前700年起就已得到利用，当时人们用镜子聚集太阳能来生火。但太阳能电池直到1839年才被用于发电。当时，在法国工作的年轻物理学家埃德蒙·贝克勒尔首次观察并记录了光伏效应。贝克勒尔发现这一效应后，过了一个多世纪才制成实用的太阳能电池板。此后数十年，太阳能一直处于研发阶段。
快进到1973年——石油危机导致汽油和石油价格飙升，引发人们对美国能源前景的担忧。美国领导人越来越关注能够减少对外国石油依赖的替代性本土能源。
在环保人士压力日益增大的背景下，20世纪70年代联邦政府开始切实支持可再生能源。为推动其发展，国会通过了《1978年能源税法》，为安装太阳能电池板的住宅提供税收抵免，并资助大型风力涡轮机的研发。当时太阳能的成本效益还不足以实现普及，但风力涡轮机在一些进步派州取得了一定进展。
在接下来的几十年里，风能占美国发电量的比例从1990年的不足1%升至2020年的约8.4%。太阳能占美国公用事业规模总发电量的比例则从1990年的0.1%升至2020年的约2.5%。
家用太阳能电池板
2022年，现代太阳能电池板可安装在屋顶或地面，将阳光转化为能源。太阳能电池板由光伏电池（也称太阳能电池）组成，利用半导体材料硅产生电流。电池板产生的是直流电（DC），经逆变器转换为交流电（AC），供家庭使用。
最佳太阳能电池板如今的功率通常为250至400瓦，而效率最高的太阳能电池板转换效率约为20%，也就是说，照射到电池板上的能量有20%会转化为电能。典型的太阳能阵列由10至30块（或更多）太阳能电池板组成，平均约20块即可满足一个美国家庭的用电需求。
太阳能安装的平均成本为20,000至40,000美元，具体取决于安装的复杂程度、地点以及住宅的面积和能源需求。这是一笔不小的初始投入，也是太阳能发展的最大障碍之一。不过，对于能够承担前期成本或申请太阳能融资贷款的人来说，太阳能可在数十年间节省能源开支；在合适的地点，终身节省金额甚至可超过50,000美元。
大多数安装了太阳能设备的住宅仍会接入电网，这意味着你不会失去与当地公用事业公司的连接。不过，离网太阳能也可用于小规模应用。
住宅太阳能不仅能帮助房主抵消部分用电，还能减少他们对化石燃料和公共事业公司的依赖，带来多种个人和社区层面的益处。
家用风力涡轮机
风力涡轮机也可用于发电。风力涡轮机的叶片旋转，带动内部转子，而非利用光伏效应。转子将动能传递给发电机，由发电机将其转换为交流电，原理类似于太阳能阵列中的逆变器。与太阳能一样，风能可接入电网，产生的电能也可以存入电池。
与太阳能电池板不同，在风力涡轮机领域，尺寸越大越好，因为风速通常会随海拔升高而增大。
据能源效率与可再生能源办公室介绍，自1998年以来，公用事业规模陆上风力涡轮机的轮毂高度增加了59%，2020年约为295英尺（与自由女神像高度大致相同）。预计美国海上风力涡轮机的轮毂还会更高。由于涡轮机体积庞大，当地分区条例通常会给住宅风力设施的安装带来挑战。
对尺寸的依赖是风能与太阳能最主要的区别。风能要发挥最佳效果需要占用大得多的空间，因此大多数风力涡轮机用于商业或工业规模的项目，而非住宅用途。不过，风力涡轮机能够捕获约50%的流经其叶片的能量，而顶尖家用太阳能电池板的效率为20%。此外，与太阳能电池板不同，风力涡轮机一天中的任何时段都能发电，只要部署得当，效果十分显著。
总的来说，地点是风能作为能源的关键。风力涡轮机最适合安装在没有树木、建筑物或其他障碍物的广阔地带。得克萨斯州、俄克拉何马州、艾奥瓦州、堪萨斯州和伊利诺伊州等地在美国风能领域处于领先地位；弗吉尼亚州、马萨诸塞州和新泽西州等沿海州则大力投资海上风电，这是一条前景可观的发展路径。
家用太阳能电池板和风力涡轮机的优势
尽管供应链紧张、通胀高企，发展之路并不平坦，但可再生能源成本已接近历史最低水平，低于煤炭和天然气等传统能源。太阳能和风能设施持续快速增长，技术进步与成本下降也使住宅清洁能源的需求极为旺盛。
不过，总体而言，风能设施几乎都用于商业或工业规模，而太阳能已在住宅市场证明了自身价值。让我们来看看两者的主要优缺点。
太阳能的优缺点
如前所述，太阳能电池板安装为住宅规模的能源供应带来了巨大机会。主要原因如下：
风能的优缺点
相比之下，风能在公用事业规模的应用中实用得多。
那么，太阳能和风能哪种更好？
目前，按发电总量占比计算，风能超过太阳能。对房主而言，太阳能则是实用得多的选择。
不过，真正的关键在于地点。在能源领域，没有适用于所有情况的解决方案。智慧体现为一个物种能够与环境和谐共处，并选用最适合当地的能源。我们不会指望太阳能在太平洋西北地区超过水力发电等能源。同样，我们也不会指望风能在纽约市这样人口密集的城区普及。
未来的能源将走向分布式——能源在当地生产、当地消费。对于希望切实改变生活、迈向更可持续未来的房主来说，太阳能提供了一个绝佳的机会，让他们能够有所作为。风能或许无法为住宅提供同样的机会，但在携手各类可再生能源、努力实现净零碳未来的过程中，它必将发挥重要作用。
