18新利最新登入零能耗家庭如何运作

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由于它将能量泵回系统,零能耗住宅最终不会消耗任何能量。查看更多绿色科学图片
iStockphoto.com/gchutka

在能源使用方面,并不是所有的家庭都是一样的。

首先是传统的电动房屋。在美国,一个典型的全电动家庭每月每平方英尺使用约10千瓦时(kWh),或一年每平方英尺使用约120千瓦时[来源:ToolBase].

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一个效率更高的家庭,比如一个有太阳能热水器、小型光伏系统和高效电器的家庭,每年的能源消耗可以降低到每平方英尺84千瓦时[来源:ToolBase].

还有零能耗住宅,简称ZEH。同年年底,ZEH完全不消耗任何能量。

好吧,实际上,它比这更复杂一点,但它确实达到了净零能耗。零能源住宅是在不完全放弃电力的情况下所能达到的最高效率。它拥有普通房子的所有舒适设施——可以加热、冷却、娱乐、清洗和干燥。它只是做得更有效率。然后,当它完成时,它会产生足够的太阳能来满足自己的低能源需求。

这看起来很有未来感,但零能耗住宅不再只是一个概念。在美国,它们开始在阳光最充足的州出现,比如亚利桑那州、德克萨斯州和加利福尼亚州,这些地方太阳能燃料最丰富。甚至有一些住宅建筑公司几乎完全专注于ZEH或接近ZEH市场。

在这篇文章中,我们将了解这些住宅的全部内容——它们如何比典型的家庭少使用60%的能源,它们如何最终实现净零能源消耗,以及从长远来看,18新利最新登入它们是否最终为房主节省了金钱,或者这种好处是否纯粹是环境方面的。

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零能耗住宅建设

建造一个零能耗的家庭并不是简单地安装一个太阳能系统和市场上最高效的冰箱。ZEH从一开始就考虑到能源效率。它从最基本的设计和建筑元素开始,专注于两个主要领域:减少占家庭能源使用大部分的系统的能源需求,增加家庭内置的能源发电能力。

ZEH包含:

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它最大限度地减少了以下方面的能源需求:

  • 空间供暖、空间制冷和通风
  • 水加热
  • 照明及电器

构建者和架构师使用许多技巧来实现这些目标。例如,墙壁、屋顶和地基,以及三者之间的相互作用,可以被设计成最有效地管理水、蒸汽和热流。屋顶涂层可能具有较高的太阳反射值。屋檐和遮阳篷可以有策略地放置和大小,以阻挡夏天的阳光,并允许冬天的阳光。其他设计元素包括:

  • 超厚窗户和隔热材料
  • 内置温度和通风监测系统
  • 有策略地设置天窗以减少照明需求
  • 朝向充分利用太阳照射太阳能电池板
  • 高性能阁楼密封,减少夏季冷却需求

即使采用了最高效的设计和设备,ZEH仍然需要使用电力,并且仍然连接到电网。那么,18新利最新登入它怎么可能是“零能量”呢?这与安装的太阳能光伏系统有关。太阳能电池板提供的能量有时与家庭用电量相当。当他们不这样做的时候,他们有一个报复计划。

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家庭能源生产

位于科罗拉多州惠特里奇的人类家园零能耗住宅以太阳能电池板为特色。"width=
位于科罗拉多州惠特里奇的人类家园零能耗住宅以太阳能电池板为特色。
图片由NREL

零能耗住宅比标准住宅所需的能源要少得多,最多可减少60%。但是,减少60%的能源需求仍然是能源需求。为了让家庭零能耗,它必须自己发电,而且必须是清洁能源,否则有什么意义呢?

太阳能光伏板在一个ZEH内完成能源生产。(它也可以使用风力发电,但住宅风力涡轮机不像住宅太阳能系统那么常见。)使ZEH不同于普通的老式太阳能住宅的诀窍是减少电力需求和增加电力生产的结合。因此,尽管一个太阳能家庭每月每平方英尺消耗7或10千瓦时,每平方英尺生产2千瓦时,仍然必须向电网提供很大一部分电力,但ZEH的数字几乎完全一致。一个每平方英尺需要4千瓦时的ZEH拥有平均每平方英尺可以产生4千瓦时的光伏电池板。

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这是“平均”,因为太阳能电池板依靠天气条件以最高效率运行。这样一来,就实际能源消耗(而不是平均能源消耗)而言,零能源住宅实际上就是净零能源住宅。

我们的想法是这一切都是平衡的。

有些时候,比如在冬天(白天较短)或雨天,太阳能电池板无法产生ZEH所需的所有能量。还有一些时候,家里需要更多的能源,比如特别热或特别冷的日子,或者孩子们玩泥巴,洗衣需求急剧增加的时候。在这些时候,ZEH从电网中获取所需的额外能量。

还有一些时候,白天很长,太阳很配合,天气温和,所以不需要那么多的热量或空气,这时家庭需要的能量比太阳能电池板产生的能量要少。然后,太阳能电池板将多余的能量输送到电网,为需要的地方提供清洁能源。

在年底,能源使用和能源生产应该相互抵消。这就是所谓的“零能耗家庭”。

那么,所有这些节能措施对房主来说意味着什么呢?ZEH会比传统住宅便宜吗?短期,长期,还是永远?还是说,这一切都是为了一次拯救一所房子的地球?

为什么要买呢?

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零能耗住宅的经济学

科罗拉多州人类家园ZEH的双螺柱框架考虑到能源效率。"width=
科罗拉多州人类家园ZEH的双螺柱框架考虑到能源效率。
图片由NREL

减少碳排放是一件大事。北极熊可以证明这一点。全球农村地区饱受干旱困扰的村庄也是如此。但也有其他的担忧。首先是金钱因素。

零能耗住宅的价格可谓五花八门。2004年在德克萨斯州弗里斯科(Frisco)建造的ZEH挂牌价为100万美元;在俄克拉荷马州埃德蒙建造的ZEH。,in 2005 had an estimated retail cost of $200,000 [source:奥利弗].

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不管价格范围如何,建造一个零能耗房屋的成本确实比建造一个同样大小和功能的传统房屋要高。据估计,这一增长幅度在20%至60%之间[来源:ToolBase奥利弗].这是一个相当大的增长,但当你考虑到任何可用的联邦和州能源效率补贴时,这一数字可能会大幅下降。

还有就是零能源账单的问题。在美国,一个普通的独户家庭每年的电费约为2200美元[来源:能源之星的级别].减少到零可以在10年内节省2.2万美元。如果考虑到政府的激励措施,节省的能源可能会弥补购买价格的上涨。

不过,在节能估算中有一个小问题。只有住在ZEH里的人养成良好的能源习惯,ZEH才算ZE。如果房主一直开着灯,夏天把空调开到60华氏度(16摄氏度),每天淋浴30分钟,那么房屋的实际能源使用量可能会超过其发电能力。18新利最新登入在这种情况下,能源账单将大于零。

最后,零能耗家庭的真正能源效率在很大程度上取决于维护它的人。PV系统需要定期检查才能以最大效率工作。如果人们在盛夏不关门,即使是最高效率的空调设置也要加班。但如果房子按照规定使用,它可能会为房主和北极熊带来巨大的好处。

要了解更多关于零能18luck手机登录耗住宅和相关主题的信息,请查看下一页的链接。

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  • 向零能耗住宅迈进。美国能源部——NREL.http://www.nrel.gov/docs/fy04osti/35317.pdf
  • 奥利弗,费利西亚。“零能耗之家。”HousingZone。2006年5月1日http://www.housingzone.com/article/CA6332828.html
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  • 零能耗家居设计。能源Savers.http: / / www.energysavers.gov your_home / designing_remodeling / index.cfm / mytopic = 10360
  • 零能耗家庭:常见问题。ToolBase.http: / / www.toolbase.org/PDF/CaseStudies/ZEH-FAQs-OH.pdf
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