火奴鲁鲁的屋顶被重新刷成了蓝黑色。从沙岛的平顶仓库到城市的居民区，铺在屋顶瓦片上的闪闪发光的长方形屋顶正在收集热带阳光，为房屋提供电力。对于阳光明媚的夏威夷来说，这似乎是一个显而易见的问题，但直到2007年，政府和公用事业部门的激励措施以及正确的经济政策才迎来了真正的太阳能热潮，太阳能产能每年大约翻一番。
今天，夏威夷在屋顶太阳能的人均使用上领先全国:大约10%的居民用户，超过5万户据太阳能电力协会(Solar Electric Power Association)称，美国加州的屋顶上安装了太阳能板。相比之下，全国只有0.5%。
但在2013年，这种繁荣几乎破灭。由于屋顶的太阳能渗透速度非常快，夏威夷的公用事业公司现在正在努力应对技术和经济挑战，而这是大陆公用事业公司尚未完全面对的挑战。夏威夷州如何克服这些障碍，可以帮助其他公用事业公司在提高产能时绕过障碍。
“我们不能向其他任何州寻求解决方案，因为我们比其他大多数地方更早遇到问题，”达伦·派伊说，他是该公司的高级公关顾问夏威夷电力公司(HECO) -一套共同拥有的公用事业服务瓦胡岛，毛伊岛，拉奈岛，莫洛凯岛和夏威夷大岛。
经济将夏威夷推到了太阳能竞赛的前沿。零售电价是全国最高的每千瓦时34美分，而全国平均为12美分——因为这个偏远的岛链长期依赖进口石油发电。这些高昂的电费，加上光伏板价格的下降，使夏威夷的太阳能比美国其他地方便宜得多。
夏威夷州和联邦政府的政策也鼓励夏威夷发展太阳能。有一项针对房主的计划叫做“净计量”，允许他们将屋顶太阳能电池板产生的多余电力以电力公司自己的高零售费率卖回给HECO。这种财政激励是这里屋顶太阳能比集中式太阳能发电厂大得多的部分原因。2013年，屋顶电池板产生的电力占全州电力的近3%，几乎是太阳能发电厂的10倍。唯一的例外是小岛考艾岛，当地的公用事业公司在那里建造了它拥有太阳能装置。
一位咨询师说，基本上，这家公用事业公司现在是在和自己的客户竞争。
2013年底，夏威夷的太阳能热潮遇到了麻烦。当时，HECO以技术和经济上的限制为由，开始拖延批准新的屋顶太阳能系统接入电网。HECO说，一个主要的技术障碍是太阳能在夜间和多云天气时的间歇性。在夏威夷的每个岛屿上这样的孤立电网中，维持电力质量和可靠性已经很困难了，而且高水平的间歇性太阳能增加了挑战。
经济上的障碍也十分巨大。在经历了一个世纪的电力供应后，消费者现在开始自己发电，并通过智能电器在必要时减少电力需求，帮助电网平衡供需。为了处理这种更复杂的关系，公用事业公司必须投资新的基础设施。通过向拥有太阳能电池板的家庭提供信贷，以零售价格购买剩余电力，也会导致收入流失。清洁能源顾问边沁·保罗斯(Bentham Paulos)说，“基本上，这家公用事业公司现在是在和自己的客户竞争。”
这样的问题并不是夏威夷独有的。德国是欧洲领先的太阳能发电国家，其太阳能发电技术已广为人知Energiewende或能源转型计划，为房主提供慷慨的补贴。但经济压力已迫使德国政府大幅削减所谓的“上网电价”，即向房主支付高额费用，让他们将自家生产的太阳能发电卖回电网。因此，家庭太阳能装置的安装速度放缓。
在美国，夏威夷的可再生能源开发远远领先于其他州。夏威夷已经制定了生产目标到2030年，40%的电力来自可再生能源通过效率措施减少30%的需求。到2013年底，该州提前完成了计划，通过太阳能、风能、生物质能和地热的结合，可再生能源生产了该州18%的电力。太阳能目前占夏威夷可再生能源投资组合的六分之一，但增长迅速。
考艾岛上的太阳能正蓬勃发展，该地区计划到2023年，50%的电力来自可再生能源。
在夏威夷和世界各地，屋顶太阳能这对公用事业构成了挑战因为他们无法控制它。与公用事业规模的太阳能农场相比，这种“分布式发电”——在现有建筑上发电，而不是在中央发电厂——具有环境效益，因为它不占用农业用地或野生动物栖息地。问题是如何让它为公用事业工作。
HECO提出的解决方案之一是结束对所有新客户的净计量——允许家庭或企业业主以优惠价格将电力卖回给电网的做法;现有的网络计量客户和那些有未决应用程序的客户将保留他们的利益。在上个月提交给州公用事业委员会(Public Utilities Commission)的一份文件中，HECO辩称，太阳能系统的所有者最终可以不用向公用事业公司支付任何费用，但仍然每天依赖其电网，在晚上和乌云过去时取电。HECO在文件中写道，这意味着电网的运营和维护成本“正越来越多地从拥有太阳能的企业转移到没有太阳能的企业”。HECO将从新的屋顶太阳能系统中购买剩余电力，其价格与石油发电相当。
然而，hilo的总裁Marco Mangelsdorf说，由于最近光伏板成本的大幅下降以及州和联邦政府持续的税收抵扣，太阳能可以在没有净计量的情况下继续增长提供太阳能这是一家太阳能安装公司。
艾萨克·莫里维克，檀香山的律师地球他说，他已经看到了公众对停止电网计量的反对。他说:“这一举动消除了任何疑问，即HECO放慢太阳能生产速度一年多的动机是为了保护他们的底线。”
曼格尔斯多夫不同意太阳能行业贸易团体反对结束净计量投诉公共事业委员会他说，电网计量已经达到了加速屋顶太阳能发电的目的，现在是时候结束实际上相当于向太阳能发电客户提供补贴的做法了。
曼格尔斯多夫预计公共事业委员会会批准HECO的请求，并指出该监管机构在四年前就允许运营考艾岛电网的非营利组织——考艾岛公用事业合作社停止对新客户进行电网计量。
尽管发生了这些变化，但太阳能在考艾岛也在蓬勃发展。该合作社制定了宏伟的目标，即到2023年，岛上50%的电力来自可再生能源。但是，考艾岛的公用事业公司一直在建设太阳能发电厂，而不是为屋顶太阳能发电提供激励。不过，曼格尔斯多夫说，考艾岛的电力需求很小——考艾岛有6.7万人口，而电力需求只有瓦胡岛的1 / 15——因此把考艾岛比作是不公平的。他说，在考艾岛，仅仅几个太阳能发电厂就能走很长的路。
今年1月，我参观了阿纳霍拉(Anahola)一个正在建设的12兆瓦太阳能发电厂，该发电厂的土地是由夏威夷原住民托管的。一排排嵌板夹在山和海洋之间，庇护着濒临灭绝的尼恩鹅。一个12兆瓦的装置有多大?我可以在15分钟内走完整个农场——与正在加利福尼亚沙漠中建造的真正的工业化农场相比，这实在是太小了，其中最大的一个可以产生550兆瓦的电力。
阿纳霍拉甚至比瓦胡岛的屋顶一代还要小，加起来超过200兆瓦。但在考艾岛，电网需求高峰在傍晚仅为70兆瓦，阿纳霍拉的太阳能输出将产生巨大影响。它和另外两个自2012年以来共同建成的太阳能发电厂生成30兆瓦在下午三点左右。
在夏威夷的其他岛屿上，HECO正在得到外界的帮助，使分布式太阳能工作。美国能源部的国家可再生能源实验室正在使用夏威夷作为试验场了解更多有关屋顶光伏发电的好处和限制。太阳城这家主要的太阳能系统供应商也参与了这项研究。
新的逆变器技术可以与电池系统集成，以存储多余的太阳能。
该财团已经提出了一个解决关键障碍的方案。当某一特定社区的高水平太阳能发电产生的电力超过该地区所消耗的电力时，就会导致当地线路上的电压升高，超过电气设备所能承受的电压水平，可能会损坏客户的电器或造成服务中断。HECO表示，这种担忧是许可放缓的主要原因。
但更智能的逆变器可以提供帮助,研究人员发现。任何太阳能系统都需要用逆变器将太阳能电池板产生的直流电转化为电网上使用的交流电。逆变器制造商正在升级他们的设备，以便根据需要同时调整当地线路上的电压水平。逆变器还可以与电池系统集成，以存储多余的电力。在其公共事业委员会(Public Utility Commission)的文件中，HECO承诺，智能逆变器可以使社区线路的屋顶太阳能发电能力增加一倍。
夏威夷的太阳能实验将在很大程度上取决于HECO的未来。去年12月，总部位于佛罗里达州的HECO达成了一项43亿美元的交易，将被后者收购NextEra Energy。观察家们不确定HECO的举动是否受到了夏威夷可再生能源扩张带来的挑战的启发。目前也不清楚这笔收购将如何影响夏威夷的可再生能源扩张。
子公司NextEra能源资源是其中之一美国最大的可再生能源开发公司。但该公司在佛罗里达州的子公司——佛罗里达电力和照明公司(Florida Power and Light)却一直受到监管广泛的批评反对旨在提高屋顶太阳能和能源效率的政策。
同样来自耶鲁e360随着屋顶太阳能的兴起，美国公用事业开始反击
这项协议让一些夏威夷人感到紧张。上个月，一个由清洁能源倡导者、太阳能贸易团体和社区组织组成的联盟请求在考虑拟议的收购之前，公共事业委员会将完成其正在进行的夏威夷能源战略工作。
地球正义组织的律师莫里维克在请愿书中代表塞拉俱乐部，他说:“我们投入了大量精力来设想夏威夷的能源未来，在决定哪家公司能满足这些需求之前，我们需要完成这项工作。”“夏威夷的一切都在上演。这就是为什么把事情做好是如此关键。”