作为太阳能光伏技术开源开发的长期支持者，我很高兴美国国家可再生能源实验室 (NREL) 分享了其最强大的可再生能源经济分析软件系统顾问模型 (SAM) 的所有源代码。
SAM 现在是SAM 开源。它是一个性能和财务模型，旨在帮助您做出关于可再生能源的决策。这是绝佳的时机，因为太阳能的成本已经下降到如此程度，以至于太阳能发电的平准化度电成本低于您可能为公用事业电力支付的费用。
简单来说：对于美国的大多数人来说，现在在家中或企业安装太阳能光伏 (PV) 系统是有利可图的。以数百万个例子中的一个为例，我那并非最佳、部分阴影覆盖的车库顶棚太阳能电池板，在阳光并不充足且非常多雪的密歇根州北部上半岛，也获得了两位数的回报率 (ROI)。如果您的投资收入没有达到税后两位数的平均水平，并且您居住在美国的任何地方，那么值得快速浏览一下，看看您是否也可以通过太阳能获得可观的利润。
您可以使用 PVWatts，这是一个由 NREL 支持的免费、快速且易于使用的工具，可以帮助您估算光伏发电量（和投资回报率）；但是，如果您真的想深入研究财务分析——特别是对于大型、复杂的项目——SAM 是适合您的工具。SAM 可以为来自长列表可再生能源的并网发电项目做出可靠、可信的性能预测和度电成本估算，包括
- 光伏系统（平板和聚光）
- 光伏系统的电池存储模型
- 槽式聚光太阳能发电
- 塔式聚光太阳能发电（熔盐和直接蒸汽）
- 线性菲涅尔聚光太阳能发电
- 碟式斯特林聚光太阳能发电
- 工艺热槽式和线性直接蒸汽
- 用于传统热能的简单“通用模型”
- 住宅或商业建筑的太阳能热水
- 风力发电（大型和小型）
- 地热发电和地热联产
- 生物质能发电
SAM 填充了所有主要变量的合理默认值，您可以根据您的具体情况更改这些值（例如，安装和运营成本以及您可以指定为模型输入的系统设计参数）。它会自动从其他数据库中提取您需要的数据，例如天气。项目可以在公用事业电表的客户侧，以零售价买卖电力，也可以在电表的公用事业侧，以通过购电协议 (PPA) 协商的价格出售电力。选择将取决于您的项目及其所在国家/地区。
考虑到这些计算的复杂性，SAM 在使分析易于访问方面做得很好，但正确使用它需要一定的学习曲线。有很多帮助可用，例如示例案例研究和相当全面的录制网络研讨会。总的来说，以我作为该领域专家的观点（我的博士学位是低成本光伏），SAM 是一款不错的软件。只要您仔细使用实际的输入参数，它就经过验证并且是可靠的。长期以来，我一直与我的研究生一起使用 SAM 来分析潜在的新型太阳能系统。
为什么开源很重要
多年来，SAM 一直可以免费使用，但将其开源仍然是一件大事。NREL 表示，SAM 开源的好处包括
- 透明性： 探索源代码以查找方程式和算法，以便您可以准确了解模型的运作方式。
- 灵活性： 更改代码并构建您自己的 SAM 版本，以添加您自己的功能和特性。
- 协作： 贡献新模型、修复错误或与 NREL 合作实施可以添加到 NREL 版本 SAM 中的新功能。
这些以及所有开源的正常好处都是使用 SAM 开源的良好且合乎逻辑的原因，但让我再提供一个——访问代码确保如果 SAM 被削弱、停止使用、失去支持或因任何未知原因被资助它的政府撤回，您将不会受到损害。
我知道这听起来有点偏执，但请考虑政府资助的软件的例子，该软件可以协助设计机场的太阳能装置。我的团队最近做了一项审查研究，展示了机场太阳能光伏系统的通用设计程序。总而言之，大约 13,000 个美国机场有巨大的机会通过安装太阳能来产生可观的收入，因为如上所述，太阳能电池板的成本迅速下降。机场拥有大量的表面积（正是太阳能发电场需要的），由于安全和安保风险，这些表面积通常不能用于其他任何用途。例如，我们小型、单门的当地机场拥有保守地为 15,000 户家庭（占该县人口的一半）供电的表面积，同时还能赚取数百万美元。所有其他小型农村机场也有巨大的机会从中获利。为了确保太阳能电池板不会以任何方式干扰空中交通，这些机场需要遵守我们的论文中概述的规则以及联邦航空管理局 (FAA) 规定的规则。理想情况下，他们会使用一个程序来辅助阵列设计，以消除任何眩光风险。桑迪亚国家实验室已经用政府税款开发了这样一个程序——太阳眩光危害分析工具；然而，在 2016 年，桑迪亚禁用了它之前在其网站上提供的 (SGHAT) 网络应用程序（版本 1 和 2）。
出于桑迪亚现任许可主管不了解的原因，该软件现在仅可通过商业许可、订阅方式以及仅从一家供应商处获得。如果我们假设美国每个机场都希望访问企业版，以便在为期一年的规划中充分优化光伏阵列以及增强飞行路径，那么对于用税款开发的东西，成本将超过 2430 万美元。这种成本障碍可能部分解释了为什么美国只有如此小比例的机场转向太阳能，尽管大规模太阳能光伏系统具有压倒性的经济优势。
鉴于这种经验，我希望其他政府实验室和机构能够效仿 NREL 所表现出的领导力和良好判断力，并决定开源他们最好的软件，以造福美国公众。
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