本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
编者按：《大众科学》的乔治·穆瑟尔将在“家庭太阳能”（前身为“60秒太阳能”）中记录他安装太阳能电池板的经历。阅读他的介绍 此处 并查看所有帖子 此处。
太阳能涉及奇妙的量子物理学和材料科学，但其命运可能取决于承包商是否能学会拧紧面板，而不会丢失太多螺丝。面板本身仅占太阳能电池阵列成本的一半左右；其余是安装和后端设备。随着面板制造商大幅削减价格，螺母和螺栓的重要性日益凸显。幸运的是，一场静悄悄的革命正在安装领域进行。美国主要安装商Borrego Solar的首席运营官布伦丹·内格尔表示，他们在过去两年中将安装速度提高了 40%。Zep Solar 发明了一种新的屋顶安装系统，已获得组件制造商 Canadian Solar 的支持，该系统使速度提高了两倍。另一家大型安装商 Acro Energy 的总裁纳特·克雷默表示，他们简化了准备工作，可以在您首次致电后的 30 天内将系统安装在您的屋顶上——这比我花了大约八个月的时间有了很大的改进。
事实上，从历史上看，太阳能的大部分成本节约都来自低技术方面。劳伦斯伯克利实验室去年的一份研究表明，1998 年的阵列成本约为每瓦发电容量 11 美元：组件本身 5 美元，安装和设备 6 美元。到 2008 年，组件价格下降了每瓦 1 美元，安装价格下降了 2 美元。随着安装商攀登学习曲线，价格有所下降。而且显然他们还有改进的空间。该研究报告称，德国的阵列比美国便宜每瓦 2 美元。Canadian Solar 的总经理迈克·米斯科夫斯基表示：“任何效率低下的地方都需要解决。”
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Zep Solar 首席执行官杰克·韦斯特表示，他 12 年前开始重新思考安装系统。一个典型的 5 千瓦阵列的屋顶安装架由 429 个金属导轨、螺钉、垫圈和其他零件组成，这些零件必须被运到屋顶，保持井井有条以防丢失，并使用电钻和一套套筒扳手拧在一起。然后，电工必须将接地线连接到所有金属部件以确保安全。这些零件通常是铜、铝和钢的混合物，形成不同的金属连接，这些连接会缓慢腐蚀。几年后，我们可能会看到一波接地故障，从而为任何接触阵列的人造成触电风险。
他和他的同事开发的系统有 91 个零件（参见上面的对比照片，尽管它显示的是 2 千瓦而不是 5 千瓦系统），并且只需要钻头和一个专用手动工具。该系统具有极简主义的优雅。一个小的、可调节的安装支架将每个面板固定在屋顶上，一个横向的类似埃雷克特装置的部件连接相邻的面板，提供机械支撑和接地连接。在该公司的演示视频中，一对工人安装了一个阵列，耗时 15 分钟，而标准阵列则需要 1 小时（不包括地面的设置时间）。ZepSolar 副总裁丹尼尔·弗拉尼根声称，该系统将人工和零件成本降低了约每瓦 50 美分。它还使在需要时更容易拆卸和更换面板。
我应该指出，我没有亲自验证这些说法，尽管我可以证明组装传统安装框架的难度。内格尔同意大多数安装系统都很繁琐，并表示他喜欢 Zep 的方法，尽管他正在等待观察它在实践中如何证明自己。
内格尔告诉我 Borrego 降低安装成本的无数其他方法。他们在到达现场之前将面板预组装成四个一组的单元，标准化诸如阵列哪一侧运行电线等操作，并坚持“测量两次，切割一次”的格言，在任何人靠近梯子之前彻底规划安装。该公司有一个团队，他们像弗雷德里克·泰勒一样对新技术进行受控实验，使用秒表和计时日志。他们既收集工人的想法，又培训和再培训他们。克雷默提供了类似的经验教训，并且还表示，降低成本通常意味着将较小的公司合并为更大的公司，以分摊管理费用。
大型太阳能设备批发分销商以及西海岸住宅安装商 SunWize 的副总裁大卫·卡尔萨斯表示，一个挑战是经验丰富且才华横溢的工人短缺。这也是太阳能电池阵列在很大程度上还不是 DIY 项目的原因。安装它们需要专业知识，而且如果有什么变化的话，他们需要的专业知识量一直在增加。随着时间的推移，为专业人士简化流程的努力可能会渗透到我们这些周末战士身上。不过就目前而言，我认为房主们会简单地对更低的价格感到感激。
图片由 Zep Solar 提供