Introduktion til Zero Energy Homes

Når det kommer til energiforbrug, ikke alle hjem er skabt ens.

Først, der er det traditionelle elhus. En typisk, el-elektrisk hjem i USA bruger omkring 10 kilowatt-timer (kWh) pr. kvadratfod om måneden, eller omkring 120 kWh pr. kvadratfod på et år [kilde:ToolBase].

Et hjem med højere effektivitet, såsom en med en vandvarmer, et lille solcelleanlæg og højeffektive apparater, bringer energiforbruget ned på omkring 84 kWh pr. kvadratfod på et år [kilde:ToolBase].

Og så er der nul-energien hjem, eller ZEH. I slutningen af ​​samme år, en ZEH ender med at forbruge slet ingen energi.

Godt, rent faktisk, det er lidt mere kompliceret end det, men det fungerer ud til et netto-nul energiforbrug. Et nul-energi-hjem er omtrent lige så effektivt, som et hus kan få uden helt at opgive elektricitet. Det har alle bekvemmeligheder i et almindeligt hus - det varmer, køler, underholder, vasker og tørrer. Det gør det hele mere effektivt. Og så, når det er gjort, den genererer nok solenergi til at dække sit eget lavenergibehov.

Det virker temmelig futuristisk, men nul-energiboliger er ikke længere bare et koncept. I USA, de begynder at dukke op til salg i de mest solrige stater, ligesom Arizona, Texas og Californien, hvor solbrændstof er mest rigeligt. Der er endda nogle hjemmekonstruktionsvirksomheder, der næsten udelukkende fokuserer på ZEH- eller nær-ZEH-markedet.

I denne artikel, vi finder ud af, hvad disse hjem handler om - hvordan de bruger 60 procent mindre energi end et typisk hjem, hvordan de ender med et netto-nul energiforbrug, og om de ender med at spare en husejer penge i det lange løb, eller hvis fordelen er rent miljømæssigt.

1. Nul-energi boligbyggeri
2. Hjem energiproduktion
3. Økonomi i nul-energihuse

Nul-energi boligbyggeri

At bygge et nul-energi-hjem er ikke bare et spørgsmål om at smide et solcelleanlæg og det højest effektive køleskab på markedet. En ZEH er bygget op fra bunden med energieffektivitet i tankerne. Det starter med de mest grundlæggende design- og konstruktionselementer, med fokus på to hovedområder:reducering af energibehov til de systemer, der tegner sig for størstedelen af ​​et boligs energiforbrug og forøgelse af hjemmets indbyggede energiproducerende kapacitet.

En ZEH indeholder:

• Et sol-solcelleanlæg til fremstilling af elektricitet
• Et passivt solvarmeanlæg til opvarmning af vand (passive systemer har ingen elektriske dele-se Sådan fungerer solvarmeanlæg for at lære mere)

Og det minimerer energibehovet for:

• Rumopvarmning, rumkøling og ventilation
• Vandvarme
• Belysning og apparater

Der er masser af tricks, bygherrer og arkitekter bruger til at nå disse mål. For eksempel, væggene, tag og fundament, og samspillet mellem de tre, kan designes til mest effektivt at håndtere vand, damp og varmestrøm. Tagbelægningen kan have en høj solrefleksionsværdi. Eaves og markiser kan placeres strategisk og dimensioneres til at blokere sommersol og tillade vintersol. Andre designelementer kan omfatte:

• Ekstra tykke vinduer og isolering
• Indbyggede temperatur- og ventilationsovervågningssystemer
• Strategisk placerede ovenlysvinduer for at reducere belysningsbehovet
• Orientering for at drage fuld fordel af solens eksponering for solpaneler
• Højtydende loftsforsegling for at reducere kølebehovet om sommeren

Selv med det højeste effektive design og apparater, en ZEH bruger stadig strøm, og den er stadig forbundet til elnettet. Så hvordan kan det være "nul energi?" Det har at gøre med det installerede solcelleanlæg. Solpanelerne giver nogle gange lige så meget energi, som hjemmet bruger. Og når de ikke gør det, de har en tilbagebetalingsplan.

Hjem energiproduktion

Et nul-energi-hjem kræver betydeligt mindre energi end et standardhus-op til 60 procent mindre. Men stadig, 60 procent mindre energibehov er stadig energibehov. For at gøre hjemmet til nul-energi, derefter, det skal producere sin egen kraft - og det skal være ren strøm, eller hvad er meningen?

Solcellepanelerne udfører energiproduktionen i en ZEH. (Det kan også bruge vindkraft, men vindmøller til beboelse er ikke nær så almindelige som solsystemer til boliger.) Tricket, der gør en ZEH anderledes end en almindelig gammel soldrevet bolig, er kombinationen af ​​reducerede elbehov og øget elproduktion. Så, der henviser til, at et solcelleanlæg, der forbruger 7 eller 10 kWh pr. kvadratfod pr. måned og producerer 2 sol kWh pr. kvadratfod, stadig skal henvende sig til nettet for en betydelig del af dets elektricitet, tallene for en ZEH er næsten perfekt justeret. En ZEH, der har brug for 4 kWh pr. Kvadratfod, har PV -paneler, der kan generere, gennemsnitlig, 4 kWh pr. Kvadratfod.

Det er "i gennemsnit", fordi solpaneler er afhængige af vejrforholdene for at fungere med deres maksimale effektivitet. På denne måde, og hvad angår det faktiske energiforbrug (i modsætning til det gennemsnitlige energiforbrug), et nul-energi hjem er faktisk et netto-nul energi hjem.

Tanken er, at det hele balancerer.

Der er tider, som om vinteren (når dagene er kortere) eller på regnfulde dage, når solpanelerne ikke kommer til at producere al den energi, ZEH kræver. Og der er også tidspunkter, hvor hjemmet kræver mere energi, gerne på særligt varme eller kolde dage, eller når børnene leger i mudderet og vasketøjskravene stiger drastisk. På disse tidspunkter, ZEH trækker den ekstra energi, den har brug for, fra det elektriske net.

Og så er der tidspunkter, når dagene er lange og solen samarbejder, og vejret er mildt, så varmen eller luften er ikke nødvendig så meget, når hjemmet kræver mindre energi, end solpanelerne genererer. Solpanelerne sender derefter deres overskydende energi til elnettet, levere ren energi, hvor det er nødvendigt.

I slutningen af ​​året, energiforbruget og energiproduktionen bør annullere hinanden. Således "netto-nul energi hjem."

Så, hvad betyder al denne energieffektivitet for husejeren? Vil en ZEH koste mindre end et traditionelt hjem? På kort sigt, i det lange løb, eller nogensinde? Eller er det hele et spørgsmål om at redde planeten et hus ad gangen?

Hvorfor købe en?

Økonomi i nul-energihuse

At skære ned på CO2 -emissioner er en stor ting. Isbjørnene kan bevidne det. Det kan tørke-landsbyer i landdistrikter rundt om i verden også gøre. Men der er andre bekymringer, også. Først, der er pengefaktoren.

Nul-energiboliger løber spektret i pris. En ZEH bygget i Frisco, Texas, i 2004 blev noteret til $ 1 million; en ZEH konstrueret i Edmond, Okla., i 2005 havde en anslået detailomkostning på $ 200, 000 [kilde:Oliver].

Uanset prisklasse, at bygge et nul-energi-hjem koster mere end at bygge et traditionelt hjem af samme størrelse og egenskaber. Estimater sætter stigningen på alt fra 20 procent til 60 procent [kilder:ToolBase, Oliver]. Det er en temmelig stor stigning, men det kan falde betydeligt, når du indregner eventuelle tilgængelige føderale og statslige energieffektivitetsrabatter.

Og så er der hele energiregningen på $ 0. Et almindeligt enfamiliehus i USA betaler omkring $ 2, 200 om året på strøm [kilde:EnergyStar]. At reducere det til ingenting kan spare $ 22, 000 over 10 år. Hvis du medregner disse regeringsincitamenter, energibesparelser kan muligvis godtgøre en stigning i købsprisen.

Der er en rynke i energibesparelsesestimatet, selvom. En ZEH er kun ZE, hvis de mennesker, der lever i den, praktiserer gode energivaner. Hvis husejerne hele tiden lader lyset være tændt, kør vekselstrømmen ved 60 grader F (16 grader C) om sommeren og tag daglige 30 minutters brusere, husets faktiske energiforbrug vil sandsynligvis overstige dets produktionskapacitet. I det tilfælde, energiregningen bliver større end nul.

Til sidst, den sande energieffektivitet i et nul-energi hjem afhænger meget af, at folk vedligeholder det. PV -systemer kræver regelmæssige eftersyn for at fungere med deres maksimale effektivitet. Selv den mest effektive klimaanlæg vil blive nødt til at arbejde overarbejde, hvis folk lader døren stå åben midt på sommeren. Men hvis hjemmet bruges som foreskrevet, det kan potentielt virke til at give betydelige fordele - både til husejere og til isbjørne.

For mere information om nul-energiboliger og relaterede emner, se linkene på den næste side.

Masser mere information

Relaterede HowStuffWorks -artikler

• Sådan fungerer CFL -pærer
• Sådan fungerer jordlamper
• Sådan fungerer frosset brændstof
• Sådan fungerer forgasning

Kilder

• Bevægelse mod nul energiboliger. U.S. Department of Energy - NREL. Http://www.nrel.gov/docs/fy04osti/35317.pdf
• Oliver, Felicia. "Et Zero Energy Home." Boligzone. 1. maj kl. 2006. http://www.housingzone.com/article/CA6332828.html
• Selna, Robert. "Startups præfabrikerede hjem sigter mod nul energiregninger." SF Gate. 23. juni kl. 2009. http://www.sfgate.com/cgi-bin/article.cgi? F =/c/a/2009/06/23/MNRR187SSG.DTL
• Syv trin til en ZEH. ToolBase.http://www.toolbase.org/ToolbaseResources/level4CaseStudies.aspx? ContentDetailID =2472 &BucketID =2 &CategoryID =58
• ZEH -demonstration - Tucson's Zero Energy Home. ToolBase.http://www.toolbase.org/ToolbaseResources/level4CaseStudies.aspx? ContentDetailID =2473 &BucketID =2 &CategoryID =58
• ZEH Oversigt - Department of Energy Definition. ToolBase.http://www.toolbase.org/ToolbaseResources/level4CaseStudies.aspx? ContentDetailID =2470 &BucketID =2 &CategoryID =58
• Zero Energy Home Building -funktioner. Zero Energy Home Dallas.http://www.zeroenergyhomedallas.com/features.html
• Zero Energy Home Design. Energy Savers. Http://www.energysavers.gov/your_home/designing_remodeling/index.cfm/mytopic=10360
• Zero Energy Home:Ofte stillede spørgsmål. ToolBase.http://www.toolbase.org/PDF/CaseStudies/ZEH-FAQs-OH.pdf