Ett nollenergihus (ZEH) producerar lika mycket energi som det förbrukar över ett års tid. Det enda sättet att uppnå detta är genom energieffektiv design och metoder kombinerat med energiproducerande teknik.
Minska energibehov
Förutom en livsstil som är engagerad i energibesparing kräver byggandet av ett nollenergihus energimedveten design och teknik. "Det går inte att kompromissa med någonting", säger Danny Parker, forskningsforskare för Florida Solar Energy Center. Hur huset är orienterat och utformat är lika viktigt som solcellspanelerna som används för att generera energi.
Att minska energibehovet i ett hem är det viktigaste första steget i att skapa ett nollenergibolag. ”Nyckelfrågan är:” Hur minskar jag belastningarna i byggnaden så minimalt som möjligt? ”, Säger Parker. Svaret kommer att variera regionalt, eftersom besparingarnas natur beror till stor del på klimatet. Ett hem i Minnesota kommer att möta betydande uppvärmningskrav, medan ett i Florida förbrukar det mesta av sin energi som kyler huset. "Du måste dra ut alla regionala knep," säger Parker.
För detta ändamål kan design och implementering av ett energieffektivt HVAC-system minska energibelastningen med så mycket som 80 procent. För ett hem i Florida kommer användning av ljusa takpannor och spektralt selektiva fönster att minska byggnadens värmebelastning, vilket i sin tur minskar kylsystemets krav. Internt kommer Energy Star-klassade kylskåp, tvättmaskiner, torktumlare och andra apparater också att sänka den energi som krävs i hemmet.
Producerar energi för hemmet
När ett hem är utformat, byggt eller eftermonterat för att vara så energieffektivt som möjligt är det andra steget att använda energiproducerande tekniker, som börjar med solen. Solvärmeteknik använder solen för att värma upp material som sedan lagras termiskt för senare användning. Denna teknik inkluderar varmvattensystem. Solvärmesystem är kostnadseffektiva sollösningar och är mycket lägre än sina fotovoltaiska (PV) motsvarigheter. "Solvärme kommer inte in i de fyra eller fem siffrorna i kostnad, som PV-burk", säger Tim Merrigan, senior programchef på National Renewable Energy Laboratory.
När ett hem är energieffektivt och inrättat med solvärmevatten och värmeuppsamling lägger PV-teknologin till den elproducerande komponenten som hjälper till att få energitalen till noll. PV-teknik utnyttjar solens kraft för att generera elektricitet som samlas upp som likström (DC) och antingen skickas till elnätet för kredit eller överförs till en växelriktare i hemmet för användning som hushålls-el.
Hur som helst skickas överskottsenergi vanligtvis tillbaka till elnätet för att driva andra hem och krediteras mot energiproducentens användning. Federala och statliga incitament kan sänka priset på dessa system, och resurser finns tillgängliga för byggare, entreprenörer och husägare för att bestämma hur stort ett system kommer att krävas för att generera den nödvändiga mängden energi för hemmet.
Övervakning av energianvändning
Att upprätthålla ett nollenergihushåll kräver ett åtagande om en nollenergistil. Parker jämför ZEH med en hybridbil: En hybridbil är utformad för att få anmärkningsvärt hög körsträcka, men att köra den på ett oansvarigt sätt leder till genomsnittlig eller dålig körsträcka. ZEH-ägare måste alltid övervaka energianvändningen och fatta energimässiga beslut. Energiövervakningsenheter gör det möjligt för husägare att övervaka realtids energianvändning i hemmet och utrota ineffektiva avloppsrenare. "Du blir verkligt bekymrad över watt", säger Parker, och "hur man kan eliminera varje enskild." Övervakningsenheter låter husägare se den faktiska energianvändningen och kan inspirera dem att göra effektivitetsändringar som att installera kompakt lysrör eller köpa utrustning med tanke på watt.
För att hålla energianvändningen så nära noll som möjligt bör husägare beräkna den genomsnittliga dagliga produktionen av sitt system i kilowattimmar (kWh). Parker råder människor att använda Florida Solar Energy Centers metod för att beräkna daglig energiproduktion. "Du tar systemets kW-betyg och multiplicerar det med 4", säger Parker. "Det ger dig den kWh per dag som systemet kan förväntas producera."
Parker föreslår att husägare använder 3,5 eller 3 för de molnigare nordvästra delstaterna i Stillahavsområdet och 4,5 eller 5 för de soligare sydvästra delstaterna. Matcha sedan den dagliga energif.webpörbrukningen med den dagliga energiproduktionen för att hålla hemmet noll.
Prognos för nollenergibolag
"Sanningen är att det finns mycket färre sanna nollenergibolag där ute än folk tror", säger Parker. Det är mer exakt att säga "nästan noll energi", i de flesta fall. "Hem i Kalifornien når upp till 50, 60 och till och med 70 procent till nollenergi", säger Merrigan och tillägger att Department of Energy's mål för ett "säljbart" nollenergihemm till 2022-2023 skulle kunna uppnås ännu tidigare eftersom fortsatt forskning minskar kostnaderna och federala och statliga incitament ökar.
Även med billig teknik och incitamentsnedsatta kostnader kommer bostäder som byggs i vissa delar av landet bara att dra så mycket nytta av tillägget av solteknik på grund av låga kWh per dag. Dessutom pekar trenden inom vissa delar av hemmabranschen-hemunderhållning och hemmakontor, särskilt mot populariteten hos teknik som ökar energianvändningen och snarare minskar den. "Alla vill ha en 50-tums plasma-TV," säger Parker, "men ingen tänker på att den drar 400-500 watt."
Investerare i ett nollenergibolag bör också vara försiktiga med återbetalningsfällan. "Människor frågar alltid om återbetalning", säger Merrigan. "De borde tänka att det här är en uppgradering - en investering - precis som att uppgradera någon del av huset." Som att avsluta en källare, lägga till ett badrum eller installera en pool, investera extra i ett hem som närmar sig eller uppnår nollenergi är en investering som kommer att öka med tiden. "Oavsett vilket värde du lägger i hemmet, kommer du tillbaka", tillägger Merrigan.