Dom zeroenergetyczny (ZEH) wytwarza tyle energii, ile zużywa w ciągu roku. Jedynym sposobem na osiągnięcie tego jest energooszczędne projektowanie i praktyki połączone z technologiami wytwarzania energii.
Zmniejszenie zapotrzebowania na energię
Oprócz stylu życia poświęconego oszczędzaniu energii, budowanie domu o zerowym zużyciu energii wymaga energooszczędnego projektowania i technologii. „W niczym nie można iść na kompromis” – mówi Danny Parker, główny naukowiec w Florida Solar Energy Center. To, jak dom jest zorientowany i zaprojektowany, jest równie ważne, jak panele fotowoltaiczne wykorzystywane do generowania energii.
Zmniejszenie zapotrzebowania na energię w domu to najważniejszy pierwszy krok w tworzeniu domu o zerowym zużyciu energii. „Kluczowe pytanie brzmi: „Jak zmniejszyć obciążenia w budynku tak, aby były jak najmniejsze?” – mówi Parker. Odpowiedź będzie zróżnicowana regionalnie, ponieważ charakter zapotrzebowania na energię zależy w dużej mierze od klimatu. Dom w Minnesocie będzie musiał stawić czoła znacznemu zapotrzebowaniu na ogrzewanie, podczas gdy dom na Florydzie zużyje większość energii na chłodzenie domu. „Musisz wykorzystać wszystkie regionalne sztuczki” – mówi Parker.
W tym celu zaprojektowanie i wdrożenie energooszczędnego systemu HVAC może zmniejszyć obciążenie energetyczne nawet o 80 procent. W przypadku domu na Florydzie użycie jasnych dachówek i spektralnie selektywnych okien zmniejszy obciążenie cieplne budynku, a to z kolei zmniejszy wymagania systemu chłodzenia. Wewnętrznie lodówki, pralki, suszarki i inne urządzenia z oceną Energy Star również obniżą zapotrzebowanie na energię w domu.
Wytwarzanie energii dla domu
Kiedy dom jest projektowany, budowany lub modernizowany tak, aby był jak najbardziej energooszczędny, drugim krokiem jest zastosowanie technologii wytwarzających energię, poczynając od słońca. Technologia słoneczno-termiczna wykorzystuje słońce do ogrzewania materiału, który jest następnie magazynowany termicznie do późniejszego wykorzystania. Ta technologia obejmuje systemy ciepłej wody. Słoneczne systemy cieplne są opłacalnymi rozwiązaniami słonecznymi i mają znacznie niższą cenę niż ich odpowiedniki fotowoltaiczne (PV). „Koszt energii słonecznej nie osiąga 4 lub 5 cyfr, jak w przypadku fotowoltaiki”, mówi Tim Merrigan, starszy kierownik programu w National Renewable Energy Laboratory.
Gdy dom jest energooszczędny i wyposażony w energię słoneczno-termiczną i gromadzenie ciepła, technologia PV dodaje komponent wytwarzający energię elektryczną, który pomaga sprowadzić licznik energii do zera. Technologia fotowoltaiczna wykorzystuje energię słoneczną do generowania energii elektrycznej, która jest zbierana jako prąd stały (DC) i albo wysyłana do sieci energetycznej na kredyt, albo przesyłana do falownika w domu w celu wykorzystania go jako domowego prądu przemiennego.
Tak czy inaczej, nadwyżka energii jest zazwyczaj wysyłana z powrotem do zakładu energetycznego w celu zasilania innych domów i doliczana do zużycia energii przez producenta. Zachęty federalne i stanowe mogą obniżyć cenę tych systemów, a budowniczowie, wykonawcy i właściciele domów mają dostęp do zasobów pozwalających określić, jak duży system będzie wymagany do wygenerowania niezbędnej ilości energii dla domu.
Monitorowanie zużycia energii
Utrzymanie zeroenergetycznego gospodarstwa domowego wymaga zaangażowania w zeroenergetyczny styl życia. Parker porównuje ZEH do samochodu hybrydowego: samochód hybrydowy jest zaprojektowany tak, aby uzyskiwać wyjątkowo duże przebiegi, ale nieodpowiedzialne prowadzenie go spowoduje średnie lub słabe przebiegi. Właściciele ZEH muszą stale monitorować zużycie energii i podejmować decyzje dotyczące energii. Urządzenia monitorujące energię pozwalają właścicielom domów monitorować zużycie energii w domu w czasie rzeczywistym i wykorzenić nieefektywne pochłaniacze energii. „Stajesz się naprawdę zainteresowany Wattem”, mówi Parker, i „jak wyeliminować każdego z nich”. Urządzenia monitorujące pozwalają właścicielom domów zobaczyć rzeczywiste zużycie energii i mogą zainspirować ich do wprowadzenia zmian w wydajności, takich jak instalowanie kompaktowych żarówek fluorescencyjnych lub kupowanie sprzętu z myślą o poborze mocy.
W celu utrzymania zużycia energii jak najbliżej zera, właściciele domów powinni obliczać w kilowatogodzinach (kWh) średnią dzienną produkcję ich systemu. Parker radzi ludziom, aby korzystali z metody Florida Solar Energy Center do obliczania dziennej produkcji energii. „Weź moc znamionową systemu w kW i pomnóż ją przez 4”, mówi Parker. „Dzięki temu uzyskasz ilość kWh dziennie, jaką system może wyprodukować”.
Parker sugeruje, aby właściciele domów używali 3,5 lub 3 w bardziej pochmurnych stanach północno-zachodniego Pacyfiku i 4,5 lub 5 w bardziej słonecznych stanach południowo-zachodnich. Następnie dopasuj dzienny wydatek energii do dziennej produkcji energii, aby dom nie zużywał energii.
Prognoza dla domów o zerowym zużyciu energii
„Prawda jest taka, że istnieje o wiele mniej prawdziwych domów o zerowym zużyciu energii, niż ludzie myślą” – mówi Parker. W większości przypadków dokładniejsze jest powiedzenie „energia bliska zeru”. „Domy w Kalifornii osiągają zerowe zużycie energii w 50, 60, a nawet 70 procentach”, mówi Merrigan, dodając, że cel Departamentu Energii dotyczący „zbywalnego” domu o zerowym zużyciu energii do 2022-2023 r. można osiągnąć jeszcze wcześniej w ramach dalszych badań. obniża koszty i zwiększa zachęty federalne i stanowe.
Jednak nawet przy taniej technologii i obniżonych kosztach, domy budowane w niektórych częściach kraju skorzystają tylko tyle na dodaniu technologii słonecznej, ze względu na niskie pomiary kWh dziennie. Dodatkowo, trend w niektórych obszarach przemysłu domowego – domowej rozrywki i domowego biura, w szczególności wskazuje na popularność technologii, która zwiększa zużycie energii, a raczej ją zmniejsza. . „Wszyscy chcą mieć 50-calowy telewizor plazmowy z płaskim ekranem”, mówi Parker, „ale nikt nie myśli o tym, że pobiera on 400-500 watów”.
Inwestorzy w dom o zerowym zużyciu energii powinni również uważać na pułapkę zwrotu. „Ludzie zawsze pytają o zwrot pieniędzy” - mówi Merrigan. „Powinni myśleć, że jest to modernizacja – inwestycja – podobnie jak modernizacja dowolnej części domu”. Podobnie jak wykończenie piwnicy, dodanie łazienki lub zainstalowanie basenu, dodatkowa inwestycja w dom, który zbliża się lub osiąga zero energii, jest inwestycją, która z czasem będzie rosła. „Jakąkolwiek wartość włożysz w dom, zyskasz z powrotem” – dodaje Merrigan.