Дом с нулевым потреблением энергии (ZEH) производит столько энергии, сколько потребляет за год. Единственный способ добиться этого - использовать энергоэффективные конструкции и методы в сочетании с технологиями производства энергии.
Снижение потребности в энергии
В дополнение к образу жизни, направленному на энергосбережение, строительство дома с нулевым потреблением энергии требует энергосберегающего дизайна и технологий. «Ни в чем не может быть компромиссов, - говорит Дэнни Паркер, главный научный сотрудник Флоридского центра солнечной энергии. Как дом ориентирован и спроектирован так же важно, как фотоэлектрические панели, используемые для выработки энергии.
Снижение потребности дома в энергии - самый важный первый шаг в создании дома с нулевым потреблением энергии. «Ключевой вопрос:« Как снизить нагрузки в здании до минимума », - говорит Паркер. Ответ будет варьироваться в зависимости от региона, поскольку характер этих потребностей в энергии во многом зависит от климата. Дом в Миннесоте столкнется со значительными потребностями в отоплении, в то время как один во Флориде будет потреблять большую часть своей энергии на охлаждение дома. «Вам нужно использовать все региональные уловки», - говорит Паркер.
С этой целью разработка и внедрение энергоэффективной системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха может снизить энергетические нагрузки на 80 процентов. Для дома во Флориде использование светлой черепицы и спектрально-избирательных окон снизит тепловую нагрузку здания, что, в свою очередь, снизит требования к системе охлаждения. Внутри холодильники, стиральные машины, сушилки и другие приборы с рейтингом Energy Star также снизят потребление энергии в доме.
Производство энергии для дома
Когда дом спроектирован, построен или модернизирован так, чтобы он был максимально энергоэффективным, вторым шагом является использование технологий производства энергии, начиная с солнца. Солнечная тепловая технология использует солнце для нагрева материала, который затем термически хранится для дальнейшего использования. Эта технология включает в себя системы горячего водоснабжения. Солнечные тепловые системы - это рентабельные солнечные решения, и их цена намного ниже, чем у их фотоэлектрических (PV) аналогов. «Солнечная энергия не входит в четырехзначную или пятизначную оценку стоимости, как фотоэлектрическая энергия», - говорит Тим Мерриган, старший менеджер программы в Национальной лаборатории возобновляемой энергии.
Когда дом становится энергоэффективным и оснащен солнечно-термальной водой и сбором тепла, фотоэлектрическая технология добавляет компонент, производящий электричество, который помогает свести счет энергии к нулю. Фотоэлектрическая технология использует энергию солнца для выработки электроэнергии, которая собирается в виде постоянного тока (DC) и либо отправляется в энергосистему для кредита, либо передается на инвертор в доме для использования в качестве электроэнергии переменного тока в домашних условиях.
В любом случае избыточная энергия обычно отправляется обратно коммунальному предприятию для питания других домов и засчитывается в счет использования производителем энергии. Федеральные и государственные стимулы могут снизить цену на эти системы, а строителям, подрядчикам и домовладельцам доступны ресурсы, чтобы определить, какого размера система потребуется для выработки необходимого количества энергии для дома.
Мониторинг использования энергии
Поддержание дома с нулевым потреблением энергии требует приверженности к образу жизни с нулевым потреблением энергии. Паркер сравнивает ZEH с гибридным автомобилем: гибридный автомобиль рассчитан на очень большой пробег, но безответственное вождение на нем приведет к среднему или низкому пробегу. Владельцы ZEH должны постоянно контролировать потребление энергии и принимать рациональные решения. Устройства мониторинга энергии позволяют домовладельцам отслеживать потребление энергии в доме в режиме реального времени и устранять неэффективные отводы энергии. «Вы действительно начинаете беспокоиться о Ватте, - говорит Паркер, - и о том, как избавиться от каждого до единого». Устройства мониторинга позволяют домовладельцам видеть фактическое потребление энергии и могут вдохновить их на изменения эффективности, такие как установка компактных люминесцентных ламп или покупка оборудования с расчетом мощности.
Чтобы сохранить потребление энергии как можно ближе к нулю, домовладельцы должны рассчитывать в киловатт-часах (кВтч) среднесуточную выработку своей системы. Паркер советует людям использовать метод Флоридского центра солнечной энергии для расчета суточного производства энергии. «Вы берете номинальную мощность системы в кВт и умножаете ее на 4, - говорит Паркер. «Это даст вам количество киловатт-часов в день, которое система может вырабатывать».
Паркер предлагает домовладельцам использовать 3,5 или 3 для более облачных штатов северо-запада Тихого океана и 4,5 или 5 для более солнечных штатов на юго-западе. Затем сопоставьте ежедневные затраты энергии с ежедневным производством энергии, чтобы поддерживать в доме нулевое потребление энергии.
Прогноз для домов с нулевым потреблением энергии
«На самом деле домов с нулевым потреблением энергии гораздо меньше, чем думают люди», - говорит Паркер. В большинстве случаев правильнее сказать «энергия, близкая к нулю». «Дома в Калифорнии достигают 50, 60 и даже 70 процентов до нулевого потребления энергии», - говорит Мерриган, добавляя, что цель Министерства энергетики по созданию «рыночного» дома с нулевым потреблением энергии к 2022-2023 году может быть достигнута даже раньше, если продолжаются исследования. снижает затраты и увеличивает льготы на федеральном уровне и уровне штата.
Однако даже при наличии дешевой технологии и сниженной по стимулам стоимости дома, построенные в некоторых частях страны, только выиграют от добавления солнечной технологии из-за низких измерений киловатт-часов в день. Кроме того, тенденция в определенных областях домашней индустрии - домашних развлечениях и домашнем офисе, в частности, указывает на популярность технологий, которые увеличивают потребление энергии, а не снижают его. «Все хотят 50-дюймовый плазменный телевизор с плоским экраном, - говорит Паркер, - но никто не думает о том, что он потребляет 400-500 Вт».
Инвесторы в дома с нулевым потреблением энергии также должны опасаться ловушки окупаемости. «Люди всегда спрашивают об окупаемости», - говорит Мерриган. «Они должны думать, что это модернизация - инвестиции - точно так же, как модернизация любой части дома». Подобно отделке подвала, добавлению ванной комнаты или установке бассейна, дополнительные вложения в дом, который приближается к нулевому энергопотреблению или достигает его, - это инвестиции, которые со временем будут увеличиваться. «Какую бы ценность вы ни вложили в дом, вы вернетесь», - добавляет Мерриган.