På grund av vad det pumpar tillbaka in i systemet, ett hem med noll energi slutar inte att använda någon energi alls. Se fler gröna vetenskapsbilder. iStockphoto.com/gchutka När det gäller energianvändning, inte alla hem är lika skapade.
Först, där finns det traditionella elhuset. En typisk, eldrivet hem i USA använder cirka 10 kilowattimmar (kWh) per kvadratmeter per månad, eller cirka 120 kWh per kvadratfot på ett år [källa:ToolBase].
Ett hem med högre effektivitet, som en med en solvärmare, ett litet solcellssystem och högeffektiva apparater, sänker energianvändningen till cirka 84 kWh per kvadratmeter på ett år [källa:ToolBase].
Och så finns det noll-energihemmet, eller ZEH. I slutet av samma år, en ZEH förbrukar ingen energi alls.
Väl, faktiskt, det är lite mer komplicerat än så, men det räcker till en energiförbrukning som är noll. Ett nullenergihem är ungefär lika effektivt som ett hus kan bli utan att helt ge upp el. Den har alla bekvämligheter som ett vanligt hus - det värmer, svalnar, underhåller, tvättar och torkar. Det gör allt mer effektivt. Och då, när det är klart, den genererar tillräckligt med solenergi för att täcka sina egna lågenergibehov.
Det verkar ganska futuristiskt, men noll-energi hem är inte bara ett koncept längre. I USA, de börjar dyka upp till salu i de soligaste delstaterna, som Arizona, Texas och Kalifornien, där solbränsle är mest förekommande. Det finns till och med några hembyggnadsföretag som nästan uteslutande fokuserar på ZEH-marknaden eller nära ZEH-marknaden.
I den här artikeln, vi får reda på vad dessa hem handlar om - hur de använder 60 procent mindre energi än ett vanligt hem, hur de slutar med en energiförbrukning som är noll-noll, och om de i slutändan sparar en husägare pengar, eller om fördelen är rent miljömässig.
Innehåll
Att bygga ett hem med noll energi handlar inte bara om att slänga in ett solenergisystem och det högst effektiva kylskåpet på marknaden. En ZEH är byggd från grunden med energieffektivitet i åtanke. Det börjar med de mest grundläggande design- och konstruktionselementen, med fokus på två huvudområden:minska energibehovet för de system som står för det mesta av ett hems energianvändning och öka bostadens inbyggda energiproducerande kapacitet.
En ZEH innehåller:
Och det minimerar energibehovet för:
Det finns många trick som byggare och arkitekter använder för att uppnå dessa mål. Till exempel, väggarna, tak och grund, och samspelet mellan de tre, kan utformas för att mest effektivt hantera vatten, ånga och värmeflöde. Takbeläggningen kan ha ett högt solreflekterande värde. Grottor och markiser kan placeras strategiskt och dimensioneras för att blockera sommarsolen och tillåta vintersol. Andra designelement kan innefatta:
Även med den högsta effektiviteten i design och apparater, en ZEH använder fortfarande ström, och den är fortfarande ansluten till elnätet. Så hur kan det vara "noll energi?" Det har att göra med det installerade solcellsanläggningen. Solpanelerna ger ibland lika mycket energi som hemmet använder. Och när de inte gör det, de har en återbetalningsplan.
Detta habitat för mänskligheten noll-energi hem i Wheatridge, Colo., har solpaneler. Foto med tillstånd av NREL Ett noll-energihem kräver betydligt mindre energi än ett vanligt hem-upp till 60 procent mindre. Men ändå, 60 procent mindre energi behövs är fortfarande energibehov. För att göra hemmet till noll-energi, sedan, det måste producera sin egen kraft - och det måste vara ren kraft, eller vad är poängen?
Solcells -PV -panelerna åstadkommer energiproduktionen i en ZEH. (Det kan också använda vindkraft, men vindkraftverk i bostäder är inte lika vanliga som solsystem för bostäder.) Tricket som skiljer en ZEH från ett vanligt gammalt soldrivet hem är kombinationen av minskade elbehov och ökad elproduktion. Så, Ett solhushåll som förbrukar 7 eller 10 kWh per kvadratfot per månad och som producerar 2 solar kWh per kvadratfot fortfarande måste vända sig till nätet för en betydande del av elen, siffrorna för en ZEH är nästan perfekt anpassade. En ZEH som behöver 4 kWh per kvadratmeter har PV -paneler som kan generera, i genomsnitt, 4 kWh per kvadratmeter.
Det är "i genomsnitt" eftersom solpaneler är beroende av väderförhållanden för att fungera med maximal effektivitet. På det här sättet, och när det gäller den faktiska energiförbrukningen (i motsats till den genomsnittliga energiförbrukningen), ett noll-energihem är i själva verket ett nät-noll-energihem.
Tanken är att allt ska balanseras.
Det finns tider, som på vintern (när dagarna är kortare) eller på regniga dagar, när solpanelerna inte kommer att producera all den energi ZEH kräver. Och det finns också tillfällen då hemmet kräver mer energi, som på särskilt varma eller särskilt kalla dagar, eller när barnen leker i leran och tvättbehovet ökar drastiskt. Vid dessa tider, ZEH drar den extra energi den behöver från elnätet.
Och så finns det tider, när dagarna är långa och solen samarbetar, och vädret är milt så värmen eller luften behövs inte så mycket, när hemmet kräver mindre energi än solpanelerna genererar. Solpanelerna skickar sedan sin överskottsenergi till elnätet, leverera ren energi där det behövs.
Vid slutet av året, energianvändningen och energiproduktionen bör avbryta varandra. Således "nät-noll energi hem."
Så, vad betyder all denna energieffektivitet för husägaren? Kommer en ZEH att kosta mindre än ett traditionellt hem? I det korta loppet, i det långa loppet, eller någonsin? Eller handlar det hela om att rädda planeten ett hus i taget?
Varför köpa en?
Den dubbla dubbramen av en Habitat for Humanity ZEH i Colorado möjliggör energieffektivitet. Foto med tillstånd av NREL Att minska koldioxidutsläppen är en stor sak. Isbjörnarna kan intyga det. Så kan torkträngda byar på landsbygden runt om i världen. Men det finns andra bekymmer, för. Först, det är pengafaktorn.
Nullenergihus löper spektrumet i pris. En ZEH byggd i Frisco, Texas, 2004 noterades till 1 miljon dollar; en ZEH konstruerad i Edmond, Okla., 2005 hade en uppskattad försäljningskostnad på 200 dollar, 000 [källa:Oliver].
Oavsett prisklass, att bygga ett noll-energi hem kostar mer än att bygga ett traditionellt hem av samma storlek och funktioner. Uppskattningar sätter ökningen från 20 procent till 60 procent [källor:ToolBase, Oliver]. Det är en ganska stor ökning, men det kan gå avsevärt ner när du tar med eventuella tillgängliga federala och statliga energieffektivitetsrabatter.
Och sedan är det hela energiräkningen på $ 0. Ett vanligt enfamiljshus i USA betalar cirka $ 2, 200 per år på ström [källa:EnergyStar]. Att reducera det till ingenting kan spara $ 22, 000 över 10 år. Om du tar med dessa statliga incitament, energibesparingar kanske kan kompensera för en höjning av inköpspriset.
Det finns en rynka i energibesparingsuppskattningen, fastän. En ZEH är bara ZE om de människor som lever i den utövar goda energivanor. Om husägarna lämnar lamporna hela tiden, kör AC vid 60 grader F (16 grader C) på sommaren och ta dagliga 30 minuters duschar, den faktiska energianvändningen i hemmet kommer förmodligen att överstiga dess produktionskapacitet. Isåfall, energiräkningen kommer att vara större än noll.
I slutet, den sanna energieffektiviteten i ett noll-energihem beror mycket på att människorna underhåller det. PV -system kräver regelbundna kontroller för att fungera med maximal effektivitet. Även den högst effektiva luftkonditioneringsinstallationen måste jobba övertid om folk lämnar dörren öppen mitt på sommaren. Men om hemmet används enligt föreskrifterna, det kan potentiellt fungera för att ge betydande fördelar - både för husägare och för isbjörnar.
För mer information om nullenergihem och relaterade ämnen, titta på länkarna på nästa sida.
