Несмотря на пять месяцев низких температур и вдвое больше обычного количества снегопадов, Жилой испытательный центр Net-Zero Energy (NZERTF) NIST завершил годовой тестовый запуск с 491 киловатт-часом дополнительной энергии. Вместо того, чтобы платить почти 4400 долларов за электричество — примерный средний годовой счет за сопоставимый современный дом в Мэриленде — виртуальная семья из четырех человек, проживающая в полностью электрическом испытательном доме, фактически получила кредит, экспортировав излишки энергии местным коммунальным предприятиям.«Мы сделали это — и с убедительным отрывом», — сказал Хантер Фанни, инженер-механик, который руководит исследованиями на базе NZERTF. «С этого момента наша работа будет заключаться в разработке тестов и измерений, которые помогут повысить энергоэффективность жилищного фонда страны и поддержать разработку и внедрение экономичных, с нулевым потреблением энергии проектов и технологий, методов строительства и строительные нормы и правила ".
Дом с нулевым потреблением энергии производит по крайней мере столько энергии, сколько потребляет в течение года. Ряд штатов предпринимают шаги в направлении поощрения или даже требования строительства домов с нулевым потреблением энергии в будущем. Например, Калифорния потребует, чтобы с 2020 года все вновь построенные дома были готовы к нулевому энергопотреблению.И лаборатория, и дом, двухэтажный NZERTF с четырьмя спальнями и тремя ванными комнатами прекрасно впишется в новый пригородный район.
Но он был спроектирован и построен таким образом, чтобы быть примерно на 60 процентов более энергоэффективным, чем дома, построенные в соответствии с требованиями Международного кодекса энергосбережения 2012 года, который был принят Мэрилендом.Испытательный дом площадью 2700 квадратных футов (252 квадратных метра) построен в соответствии со стандартами LEED Platinum Совета по экологическому строительству США — высшим стандартом для устойчивых конструкций. Его особенности включают в себя энергоэффективное строительство и бытовую технику, а также технологии производства энергии, такие как солнечное нагревание воды и солнечные фотоэлектрические системы.
Несмотря на то, что в течение 38 дней солнечные панели испытательного дома были покрыты снегом или льдом, система выработки энергии на солнечной энергии NZERTF произвела 13 577 киловатт-часов энергии.
Это на 491 киловатт-час больше, чем используется домом и его жильцами — смоделированной компьютером семьи из двух работающих родителей и двух детей в возрасте 8 и 14 лет.В первый год энергопотребление составило 13 086 киловатт-часов, что примерно на 3000 киловатт-часов больше, чем прогнозировалось за год с типичной погодой. В обычный год сопоставимый дом, построенный в соответствии с энергетическим стандартом Мэриленда, потреблял бы почти 27 000 киловатт-часов энергии.
Что касается энергии, потребляемой на единицу жилого пространства — показателя интенсивности энергопотребления — испытательный дом NIST, по расчетам, почти на 70 процентов эффективнее среднего дома в Вашингтоне, округ Колумбия, и близлежащих штатах.С июля по октябрь на предприятии регистрировались ежемесячные профициты. В ноябре, когда потребность в обогреве помещений возросла, а падающий угол наклона солнца снизил выработку энергии его 32 солнечными панелями, NZERTF начал испытывать ежемесячный дефицит.
Вплоть до 31 марта, когда чистый дефицит энергии в доме упал до 1800 киловатт-часов, что примерно эквивалентно совокупному количеству энергии, которое холодильник и сушилка для одежды использовали бы в течение года, температуры постоянно были ниже нормы.Начиная с апреля, прилив энергии начал меняться, поскольку дом в большинстве дней начал экспортировать электроэнергию в сеть.«Самым важным отличием этого дома от дома, соответствующего нормам Мэриленда, является улучшение тепловой оболочки — изоляции и воздушного барьера», — говорит инженер-механик NIST Марк Дэвис.
Практически исключив непреднамеренное проникновение воздуха и увеличив вдвое уровень изоляции в стенах и крыше, нагрузка на отопление и охлаждение была значительно снижена.Что касается затрат, виртуальные жители NZERTF сэкономили 4 373 доллара на оплате электроэнергии, или 364 доллара в месяц.
Однако предварительные затраты на солнечные панели, дополнительную изоляцию, окна с тройным остеклением и другие технологии и обновления, направленные на достижение нулевой энергоэффективности, являются значительными, согласно анализу, проведенному экономистом NIST Джошуа Кнайфелем.В целом, по оценке Кнайфеля, включение всех энергетических технологий NZERTF и повышение эффективности строительных улучшений добавит около 162 700 долларов к цене аналогичного дома, построенного в соответствии со строительными нормами штата Мэриленд.
Запланированные в NZERTF исследования, связанные с измерениями, дадут знания и инструменты, которые помогут сократить эту разницу в стоимости. Результаты также будут полезны для определения доступных мер, которые будут наиболее эффективными для снижения энергопотребления. А исследования будут способствовать разработке тестов и стандартов, которые являются надежными эталонами энергоэффективности и экологических показателей в целом, предоставляя информацию, полезную для строителей, покупателей жилья, регулирующих органов и других лиц.
Посмотрите видео на YouTube по адресу https://www.youtube.com/watch?v=iJZrOhPk4kg.* Электромобиль проезжает 2,94 мили на киловатт-час, согласно данным Агентства по охране окружающей среды (2012).