Будинок з нульовою енергією (ZEH) виробляє стільки енергії, скільки споживає протягом року. Єдиний спосіб досягти цього - енергоефективне проектування та практика у поєднанні з технологіями виробництва енергії.
Зниження енергетичних потреб
На додаток до способу життя, спрямованого на енергозбереження, для побудови будинку з нульовою енергією потрібні енергозберігаючий дизайн та технологія. "Ні в чому не може бути компромісу", - говорить Денні Паркер, головний науковий співробітник Флоридського центру сонячної енергії. Те, як орієнтований і спроектований будинок, настільки ж важливі, як і фотоелектричні панелі, що використовуються для виробництва енергії.
Зменшення енергетичних потреб будинку є найважливішим першим кроком у створенні будинку з нульовою енергією. "Ключове питання:" Як зменшити навантаження в будівлі, щоб якомога менше було? ", - говорить Паркер. Відповідь буде різнитися залежно від регіону, оскільки характер цих потреб у енергії значною мірою залежить від клімату. Будинок у Міннесоті буде стикатися зі значними потребами в опаленні, тоді як будинок у Флориді споживатиме більшу частину енергії, охолоджуючи будинок. "Вам потрібно витягнути всі регіональні хитрощі", - говорить Паркер.
З цією метою проектування та впровадження енергоефективної системи кондиціонування та вентиляції повітря може зменшити енергетичні навантаження на цілих 80 відсотків. Для будинку у Флориді використання світлих покрівельних черепиць та спектрально селективних вікон зменшить теплове навантаження будівлі, а це, в свою чергу, зменшить вимоги до системи охолодження. Внутрішні холодильники, пральні машини, сушарки та інші прилади з рейтингом Energy Star також знизять енергію, необхідну в будинку.
Виробництво енергії для дому
Коли будинок проектується, будується або модернізується, щоб бути максимально енергоефективним, другим кроком є використання технологій виробництва енергії, починаючи з сонця. Сонячна теплова технологія використовує сонце для нагрівання матеріалу, який потім зберігається термічно для подальшого використання. Ця технологія включає системи гарячого водопостачання. Сонячні теплові системи є економічно вигідними сонячними рішеннями і мають набагато нижчі ціни, ніж їх фотоелектричні (PV) аналоги. "Сонячна теплова енергія не потрапляє у 4 або 5 цифр у вартість, як фотоелектрична батарея", - говорить Тім Мерріган, старший менеджер програми Національної лабораторії поновлюваних джерел енергії.
Як тільки будинок є енергоефективним і обладнаний сонячно-термальною водою та теплозберіганням, PV-технологія додає компонент, що виробляє електроенергію, який допомагає звести енергетичні показники до нуля. Фотоелектрична технологія використовує сонячну енергію для виробництва електроенергії, яка збирається як постійний струм (постійний струм) і надсилається в електромережу для отримання кредиту, або передається в інвертор вдома для використання в якості побутової електрики змінного струму.
У будь-якому випадку надлишок енергії, як правило, надсилається комунальному підприємству для живлення інших будинків і зараховується в рахунок використання виробника енергії. Федеральні та державні стимули можуть знизити ціну на ці системи, а будівельники, підрядники та власники будинків можуть отримати ресурси, щоб визначити, наскільки велика система буде потрібна для виробництва необхідної кількості енергії для дому.
Моніторинг використання енергії
Утримання домогосподарства з нульовою енергією вимагає прихильності до нульового способу життя. Паркер порівнює ZEH з гібридним автомобілем: Гібридний автомобіль розроблений для отримання надзвичайно великого пробігу, але безвідповідальна їзда призведе до середнього або поганого пробігу. Власники ZEH повинні постійно контролювати споживання енергії та приймати енергозберігаючі рішення. Пристрої моніторингу енергії дозволяють власникам будинків контролювати споживання енергії вдома в режимі реального часу та викорінювати неефективні каналізаційні отвори. "Ви стаєте по-справжньому стурбованими Ваттом, - каже Паркер, - і" як усунути кожного з них ". Пристрої контролю дозволяють власникам будинків бачити фактичне споживання енергії і можуть надихнути їх на зміну ефективності, наприклад, встановлення компактних флуоресцентних лампочок або придбання обладнання з урахуванням потужності.
Щоб утримати споживання енергії якомога ближче до нуля, власники будинків повинні розрахувати в кіловат-годинах (кВт-год) середньодобове виробництво своєї системи. Паркер радить людям використовувати метод Флоридського центру сонячної енергії для розрахунку добового виробництва енергії. "Ви берете рейтинг кВт системи і помножуєте на 4", - говорить Паркер. "Це дасть вам кВт-год на день, який можна очікувати від системи".
Паркер пропонує власникам будинків використовувати 3,5 або 3 для більш спокійних північно-західних штатів Тихого океану та 4,5 або 5 для сонячніших південно-західних штатів. Потім зрівняйте щоденні витрати енергії з щоденними виробленнями енергії, щоб утримувати будинок на нульовій енергії.
Прогноз для будинків з нульовою енергією
"Правда в тому, що справжніх будинків з нульовою енергією набагато менше, ніж думають люди", - говорить Паркер. Більш точно сказати "майже нульову енергію", в більшості випадків. "Будинки в Каліфорнії досягають 50, 60 і навіть 70 відсотків до нульової енергії", - говорить Мерріган, додаючи, що мета Міністерства енергетики щодо "товарного" будинку з нульовою енергією до 2022-2023 року може бути досягнута навіть раніше, оскільки продовження досліджень зменшує витрати, а федеральні та державні стимули збільшуються.
Однак навіть з використанням дешевих технологій та знижених стимулів будинки, побудовані в деяких частинах країни, отримають лише стільки вигоди від додавання сонячних технологій завдяки низьким вимірюванням кВт-год на день. Крім того, тенденція в певних сферах домашньої індустрії - домашніх розваг та домашнього офісу, зокрема, вказує на популярність технології, яка збільшує споживання енергії, а не зменшує її. "Усі хочуть 50-дюймовий плазмовий телевізор, - каже Паркер, - але ніхто не замислюється над тим, що він споживає 400-500 Вт".
Інвестори в будинку з нульовою енергією також повинні з обережністю ставитися до пастки окупності. "Люди завжди питають про окупність", - каже Мерріган. "Вони повинні думати, що це модернізація - інвестиція - як модернізація будь-якої частини будинку". Як оздоблення підвалу, додавання ванної кімнати або встановлення басейну, додаткові інвестиції в будинок, який наближається до нульової енергії або досягає нульової енергії, це інвестиція, яка з часом збільшиться. "Яку би ціну ви не вклали в будинок, ви повернете її", - додає Мерріган.