المنازل التاريخية والمزيد

ما هو بيت الصفر للطاقة؟


ينتج المنزل ذو الطاقة الصفرية (ZEH) نفس الطاقة التي يستهلكها على مدار عام. الطريقة الوحيدة لتحقيق ذلك هي من خلال تصميم وممارسات موفرة للطاقة إلى جانب التقنيات المنتجة للطاقة.

خفض الطلب على الطاقة
بالإضافة إلى أسلوب حياة ملتزم بالحفاظ على الطاقة ، يتطلب بناء منزل خالٍ من الطاقة تصميمًا تقنيًا للطاقة. يقول داني باركر ، عالم الأبحاث الرئيسي في مركز فلوريدا للطاقة الشمسية: "لا يمكن أن يكون هناك حل وسط بشأن أي شيء". كيف يتم توجيه المنزل وتصميمه لا تقل أهمية عن الألواح الضوئية المستخدمة لتوليد الطاقة.

يمثل الحد من متطلبات الطاقة في المنزل الخطوة الأولى الأكثر أهمية في إنشاء منزل خالٍ من الطاقة. "السؤال الرئيسي هو:" كيف يمكنني تقليل الأحمال في المبنى إلى الحد الأدنى قدر الإمكان؟ " يقول باركر. ستختلف الإجابة على المستوى الإقليمي ، حيث أن طبيعة هذه الاحتياجات من الطاقة تعتمد إلى حد كبير على المناخ. سيواجه المنزل في مينيسوتا متطلبات كبيرة للتدفئة ، بينما يستهلك منزل في فلوريدا معظم طاقته لتبريد المنزل. يقول باركر: "تحتاج إلى سحب جميع الحيل الإقليمية".

تحقيقًا لهذه الغاية ، يمكن لتصميم وتنفيذ نظام HVAC موفر للطاقة أن يقلل من أحمال الطاقة بنسبة تصل إلى 80 بالمائة. بالنسبة للمنزل في فلوريدا ، فإن استخدام بلاط السقف ذي الألوان الفاتحة والنوافذ الانتقائية الطيفية سيقلل الحمل الحراري للمبنى ، وهذا بدوره يقلل من متطلبات نظام التبريد. داخلياً ، ستؤدي الثلاجات والغسالات والمجففات وغيرها من الأجهزة التي تحمل تصنيف Energy Star إلى خفض الطاقة المطلوبة في المنزل.

إنتاج الطاقة للمنزل
عندما يتم تصميم المنزل أو بنائه أو إعادة تجهيزه ليكون أكثر كفاءة في استخدام الطاقة قدر الإمكان ، فإن الخطوة الثانية هي استخدام التقنيات المنتجة للطاقة ، بدءًا من الشمس. تستخدم التكنولوجيا الحرارية الشمسية الشمس لتسخين المواد التي يتم تخزينها حرارياً لاستخدامها لاحقًا. هذه التكنولوجيا تشمل أنظمة الماء الساخن. تعد الأنظمة الحرارية الشمسية حلولًا للطاقة الشمسية منخفضة التكلفة وأسعارها أقل بكثير من نظرائها الكهروضوئية. يقول تيم ميريجان ، كبير مديري البرامج في المختبر الوطني للطاقة المتجددة: "لا تدخل الطاقة الشمسية الحرارية إلى أربعة أو خمسة أرقام في التكلفة ، مثل الطاقة الكهروضوئية".

بمجرد أن يصبح المنزل فعالًا في استهلاك الطاقة ويتم إعداده باستخدام الطاقة الشمسية الحرارية والمياه وتجميع الحرارة ، تضيف تكنولوجيا الطاقة الكهروضوئية المكون الذي ينتج الكهرباء الذي يساعد في رفع الطاقة إلى الصفر. تسخر تكنولوجيا الطاقة الكهروضوئية من طاقة الشمس لتوليد الكهرباء التي يتم جمعها كتيار مباشر (DC) وإما أن يتم إرسالها إلى شبكة الطاقة للحصول على الائتمان أو إرسالها إلى العاكس داخل المنزل لاستخدامها ككهرباء AC المنزلية.

وفي كلتا الحالتين ، عادة ما يتم إرسال فائض الطاقة إلى الأداة لتشغيل المنازل الأخرى وتقيد مقابل استخدام منتج الطاقة. يمكن للحوافز الفيدرالية وحكومات الولايات أن تخفض سعر هذه الأنظمة ، وتتوفر الموارد للبنائين والمقاولين وأصحاب المنازل لتحديد حجم النظام المطلوب لتوليد الطاقة اللازمة للمنزل.

مراقبة استخدام الطاقة
يتطلب الحفاظ على أسرة بدون طاقة التزامًا بأسلوب حياة بدون طاقة. يقارن Parker بين ZEH وسيارة هجينة: تم تصميم سيارة هجينة للحصول على عدد كبير من الأميال بشكل ملحوظ ، لكن قيادتها بطريقة غير مسؤولة ستؤدي إلى متوسط ​​الأميال أو ضعيف. يجب على مالكي ZEH مراقبة استخدام الطاقة واتخاذ قرارات حكيمة في جميع الأوقات. تسمح أجهزة مراقبة الطاقة لمالكي المنازل بمراقبة استخدام الطاقة في الوقت الفعلي في المنزل واستخراج مصارف الطاقة غير الفعالة. يقول باركر: "أنت مهتم حقًا بالواط" و "كيف تقضي على كل واحد." عقل.

من أجل الحفاظ على استخدام الطاقة في أقرب وقت ممكن من الصفر ، يجب على أصحاب المنازل حساب بالكيلوواط ساعة (كيلو واط ساعة) متوسط ​​الإنتاج اليومي لنظامهم. ينصح باركر الناس باستخدام طريقة مركز فلوريدا للطاقة الشمسية لحساب إنتاج الطاقة اليومي. يقول باركر: "يمكنك الحصول على تصنيف كيلوواط للنظام وضربه في 4". "سوف يمنحك هذا كيلوواط ساعة في اليوم يمكن توقع إنتاج النظام منه."

يشير باركر إلى أن مالكي المنازل يستخدمون 3.5 أو 3 للولايات السحابية في شمال غرب المحيط الهادئ و 4.5 أو 5 في الولايات الجنوبية الغربية المشمسة. ثم قم بمقارنة نفقات الطاقة اليومية مع إنتاج الطاقة اليومي للحفاظ على المنزل عند مستوى الصفر من الطاقة.

توقعات Zero- الطاقة المنازل
يقول باركر: "الحقيقة هي أن هناك منازل طاقة صفرية حقيقية أقل بكثير مما يعتقد الناس". من الأدق قول "الطاقة شبه الصفر" في معظم الحالات. يقول "ميريجان": "تصل المنازل في كاليفورنيا إلى 50 و 60 ، وحتى 70 في المائة من الطاقة الصفرية" ، مضيفًا أن هدف وزارة الطاقة المتمثل في إنشاء منزل للطاقة "قابل للتسويق" بحلول عام 2020 يمكن تحقيقه حتى قبل إجراء بحث مستمر خفض التكاليف وزيادة الحوافز الفيدرالية وحكومات الولايات

حتى مع وجود تكنولوجيا رخيصة وتكلفة مخفضة للحوافز ، فإن المنازل المبنية في بعض أجزاء البلد لن تستفيد إلا كثيرًا من إضافة تكنولوجيا الطاقة الشمسية ، نظرًا لانخفاض القياسات بالكيلو وات في اليوم. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الاتجاه السائد في مناطق معينة من الترفيه المنزلي المنزلي والمكتب المنزلي ، لا سيما في النقاط نحو شعبية التكنولوجيا التي تزيد من استخدام الطاقة ، بدلاً من تقليلها. يقول باركر: "الكل يريد تلفزيون البلازما بشاشة مسطحة 50 بوصة ، لكن لا أحد يفكر في حقيقة أنه يرسم ما بين 400 و 500 واط."

يجب أن يكون المستثمرون في منزل خالٍ من الطاقة حذرين من فخ الاسترداد. يقول مريجان: "الناس يسألون دائمًا عن الاسترداد". "يجب أن يفكروا في أن هذه ترقية - استثمار - تمامًا مثل ترقية أي جزء من المنزل." مثل الانتهاء من الطابق السفلي أو إضافة حمام أو تركيب حمام سباحة أو الاستثمار الإضافي في منزل يقترب من الطاقة الصفرية أو يحققها. هو الاستثمار الذي سيزيد مع مرور الوقت. "مهما كانت القيمة التي تضعها في المنزل ، فسوف تعود" ، تضيف ميريجان.