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客人的博客

能源预测与能源表现

蓝鹭生态屋第一年的能源使用分析

能量建模是一回事,但住在房子里并测量能源表现是另一回事。一位建筑博客的作者回顾了这座加拿大超级隔热房屋入住的第一年。
图片来源:Kent Earle

编者按:肯特·厄尔和他的妻子达西在一篇名为《加拿大大草原》的博客上记录了他们建造超级隔热房子的过程Blue Heron EcoHaus.GBA发表了许多这样的帖子在一个系列中去年就结束了。最近,肯特写信说他一直在监控房子的能源使用情况,并提供了以下跟进。

我们花了很多时间来规划和设计一座节能、美观和具有成本效益的房子。这是一个很好的平衡。然而,这真的是一个很大的猜谜游戏,直到你真正生活在这个空间并跟踪它的表现。你可以运行你想运行的所有电脑程序,但在你搬进去,过上正常的生活之前,你真的不知道事情会如何发展。

我们在房子上安装了光伏电池板,以弥补我们的一些能源消耗,希望有一天我们可以朝着零能源的家庭努力。但这似乎也是对它的表现的一个很大的猜测。

在房子的规划和设计阶段,我们在房子上运行了几个不同的能源模型。第一种叫做HOT2000程序。这是一个用于低层住宅建筑的能源模拟和设计工具。该软件在加拿大广泛使用,以支持项目、政策和法规的开发和实施。HOT2000由加拿大自然资源能源效率办公室(NRCAN)开发和管理。它最初是为R2000能源效率计划而设计的,该计划是加拿大绿色住宅建筑的早期推动者。

后来我们使用了被动式房屋规划包(PHPP),这是目前在全球范围内广泛使用的建造高效节能房屋的软件程序。

我写这篇文章的目的是报告这两个项目的不同预测,以及我们对太阳能发电的预测,并展示我们在2016年的实际能源使用情况——我们在新房子里的第一个完整年份。我还将报告一些考虑因素和未来可能的选择。

建造前能源建模

当我们在计划房子的早期阶段时,我对此非常好奇。我读到的大多数文章都预测了不同家庭的能源使用情况,但我只遇到过一所房子真正跟踪并报告了它的能源使用情况——艾伯塔省埃德蒙顿的米尔溪净零屋。尽管它消耗的能源非常少,但它没有达到净零目标。话虽如此,还是很接近的。

我完全没想到我们的家会接近零能耗,但我们希望在接下来的几年里,我们可以逐步建造我们的太阳能电池板阵列(随着成本的下降),最终达到我们的目标。

好吧,让我们来看看数字:

HOT2000预测:

全年空间供暖能耗7159千瓦时。

年生活热水能耗:3409千瓦时。

全年电器能耗:8,760千瓦时。

总计= 19,328千瓦时/年。

PHPP预测:

全年供热能耗7584千瓦时。

全年DHW能耗:3974千瓦时。

全年电器耗电量:11,310度。

总计= 22,868千瓦时/年。

PV阵列预测(6.2 kW)

PHPP估算:7321千瓦时/年。

太阳能安装商估计:9300千瓦时/年。

所以很明显HOT2000和PHPP之间有差异。虽然他们对热量和DHW的预测非常接近,但令人惊讶的是,电器的使用有显著差异。同样,令人惊讶的是,太阳预测的差异——我对2000千瓦时/年的巨大差异感到有点不安!

为了便于比较,根据加拿大统计局网站2011年最新的家庭能源使用数据,萨斯喀彻温省的家庭平均消耗30,555千瓦时/年(110吉j),其中电器使用的电力为8,889千瓦时/年(32吉j)。

请敲鼓

实际上,首先有一些澄清。我所拥有的是我们实际的整体能源消耗。不幸的是,我不能把暖气、DHW和电器分开,尽管这很有趣。以下信息来自太阳能电池板的发电和电表。我跟踪每个月,并记录在下面。

好了,现在鼓声。

实际能耗和光伏发电量

1月:太阳能发电= 315千瓦时vs.能源使用= 3323千瓦时。

呵!我看到这个的时候很担心。也就是说,一月份非常寒冷,白天很短,很黑暗(大多数日子是-20°到-30°摄氏度,或-4°到-22°F,我们把房子保持在71°F左右)。

2月:太阳能发电= 553千瓦时vs.能源使用= 2,706千瓦时。

二月总是一个寒冷的月份。虽然你可以看到,随着白天的延长,太阳得到了更多的阳光。

3月:太阳能发电= 603千瓦时vs.能源使用= 1716千瓦时。

这还好了一点。我把房子的温度降低到69华氏度。外面越来越暖和,我们得到了更多的太阳能。

4月:太阳能发电= 979千瓦时vs.能源使用= 1385千瓦时。

四月天气温暖晴朗。春天天气不错。开始在白天完全不需要打开地板内的暖气,但在晚上仍然运行。

阿美:太阳能发电= 960千瓦时vs.能源使用= 1029千瓦时。

这个月几乎是零。这是一个非常美好的月份。我们经常开着水泵给新长出来的草浇水,我认为这大大增加了能源消耗。

6月:太阳能发电= 1434千瓦时vs.能源使用= 989千瓦时。

净收益是很大的。美丽的月。显然是一年中白天最长的。

7月:太阳能发电= 956千瓦时vs.能源使用= 511千瓦时。

7月的前两周多云多雨,这在7月是不寻常的。

八月:太阳能发电= 950千瓦时vs.能源使用= 645千瓦时

这个月也下了很多雨,这也是不正常的。八月通常很热。

9月:太阳能发电= 778千瓦时vs.能源使用= 611千瓦时。

凉爽多云。我重新种上了草种,又开始大量地使用抽水器。

10月:太阳能发电= 315千瓦时vs.能源使用= 1478千瓦时。

10月吸!315千瓦时和一月份一样!十月四日下雪了。我们不得不重新打开暖气。整个月只有两三天是晴天。

11月:太阳能发电= 390千瓦时vs.能源使用= 1750千瓦时

这个月多云,但月中有一些温和的日子,温度在零度以上。尽管如此,我们11月的太阳能发电量还是超过了10月,这是不应该发生的。

12月:太阳能发电= 229千瓦时vs.能源使用= 2857千瓦时

全年白昼最短,极冷(零下40华氏度)。你想要什么?

实际总额:

实际太阳能光伏发电= 8,189千瓦时。

实际家庭能源消耗= 19000千瓦时。

实际总净能耗(消耗- PV) = 10,811千瓦时。

能源消耗低于预期

我对这些数字非常满意!我已经等了两年半,想知道我们实际的能源消耗是多少。

加拿大肯特和达西·厄尔夫妇的超级绝缘住宅中6.2千瓦太阳能电池板的年产量接近预测,总体而言,提供了总能源使用量的45%左右。

实际上,我们使用的总能量比HOT2000(19328千瓦时/年,尽管很接近)和a预测的要少很多低于PHPP的预测(22,868 kWh/年),这令人惊讶。这让我想知道,考虑到我们的实际能耗比预计的少3868千瓦时,我们离被动式房屋的标准还有多远……嗯。也许我们应该尝试达到0.6 ach50的气密性目标。哦。

尽管如此,19,000千瓦时的总能耗还是非常不错的(这也是一个不错的整数!)在我们的行为方面,我们没有做任何不同的事情,除了聪明和不浪费。我仍然每个周末都烤面包,我们像往常一样使用更大的电器。我们家里有两台冰箱和两台冰柜。所有的灯都是led的。我们试图把衣服挂起来晾干。我们偶尔会用柴火炉,可能每周两三次,但主要是为了营造气氛,偶尔在极冷的日子里使用。

话虽如此,根据预测的数字,供暖能源可能占我们总能源消耗的50%左右。这也让我想知道,如果我们更经常地烧木头,我们能做得更好吗?

PV估计接近

至于实际的太阳能光伏发电量(8,189千瓦时),安装商预测的9,300千瓦时/年和PHPP预测的7,321千瓦时/年之间的差距很大。我认为过去的一年肯定是阴云密布的一年。我们在春天下了很多雨,秋天下得更多,这很不寻常。随后是一场极早的降雪,严重影响了我们的光伏发电(参见10月-残酷)。这可能更接近于安装人员对一个典型年份的预测。(我们要看看2017年会发生什么。)

尽管如此,根据实际数据,我们的太阳能电池板确实覆盖了2016年我们总能源使用量的近45%。然而,我们需要将太阳能电池板的数量增加一倍(再增加一个6.2 kw的阵列),才能持续实现净零排放。谁知道呢,也许在未来几年,成本会下降得更多,也许政府的激励措施会增加。我们可以期待。

将我们的房子与萨斯喀彻温省30,555千瓦时的平均家用电量相比,我们做得非常好。我们比一般家庭少用了37%的能源。当你考虑到产生的太阳能时,我们的能量进一步下降,比普通房屋的能量少65% !甜味。

考虑到我们完全依靠电能,使房子尽可能节能是有意义的。我们的电力成本为0.12224美元/千瓦时(而天然气电力的成本约为0.04美元/千瓦时当量),计算出电费为1,321.54美元/年(10,811千瓦时x 0.12224)。

然而,我们必须每月支付32.61美元的基本服务费(即使我们一个月的净收益为正),这很糟糕,然后还要缴纳5%的税。这使得我们一年的绝对成本达到1,798.50美元/年或149.88美元/月,这大约是我们以前家庭电费和电费的一半。

我可以接受。

6个评论

  1. Dana1||# 1

    早期光伏产量较高。
    在最初的几年里,硅光伏阵列通常会比面板额定功率多出5-10%,并且随着时间的推移会慢慢退化。退化的速度和程度因供应商和技术而异。所以在其他条件都相同的情况下(其实不是——天气和日照变化很大),产量超过简单模型预测也就不足为奇了。

  2. 用户- 1119494||#2

    谢谢你的数字!
    很高兴看到现实和预测的对比。

    我想,如果有人试图脱离电网或更好地匹配输出需求,他会把面板倾斜得更高(60度?70度?)和三倍或四倍的面板…现在继续每月支付连接费可能会更好!

  3. 专家成员
    马尔科姆·泰勒||# 3

    肯特
    谢谢你的最新消息。能看到房子的标准是多少真是太好了。一旦建筑博客的最后一期发布,这里所介绍的许多项目就会消失殆尽。

    我认为Hotcan和PHPP的预测都足够接近你最终使用的东西,让你对基于它们做出的决定感到放心。它们不是准确的,但任何可以接近的程序都非常有用。

    你住的房子不错啊。没有太多的妥协来实现节能。看来你达到目标了。做得很好。

  4. 用户- 4053553||# 4

    谢谢你的数字,他们
    谢谢这些数字,它们很有趣。

  5. StollerB||# 5

    干得好,肯特!谢谢你

    干得好,肯特!谢谢分享这么有价值的信息。它特别帮助您提供了模型值和实际值之间的比较,看到Hot2000和PHPP之间的差异非常有趣。令人着迷的是,即使有令人难以置信的详细输入,PHPP仍然严重高估了你的年能耗,而且似乎是在一个异常多云和凉爽的秋天。如果这是一次更典型的坠落,你通过窗户获得的热量和减少的建筑装配损失将进一步降低你的供暖能耗。由于你跨越了室内温度(21摄氏度)的标准PHPP输入,你的加热能量应该更准确。或许,半常规的木质火炉的使用确实超出了人们的预期?正如马克·罗森鲍姆(Marc Rosenbaum)(或其他一些在他之前不被承认的人!)所说:“没有零排放房屋,只有零排放家庭!”

    由于漏风会对热能产生很大的影响,我很好奇你是否对房子进行了鼓风机门测试,以及这个结果与你在PHPP和HOT2000模型中使用的渗透率相比如何。

    无论如何,这篇文章很棒,再次感谢分享!

  6. 大卫·村上春木||# 6

    迷人的
    谢谢你,肯特。我们一直在关注你的项目,因为我们在安大略省的沃尔夫岛开始了自己的项目。出于财务上的需要,我们最初无法安装光伏,并决定将其作为我们的长期优势,使用第一个无面板年和一点作为基线,以达到比模型更准确的评估。当然,我们有一个优势,那就是我们的位置更靠南一点,气温永远不会像你们所在的地方那么低。我想问您是否考虑过用小型风力涡轮机来补充您的光伏阵列?我们当然一直在考虑这个问题。我们非常感谢你所有的帖子。http://wolfeislandpassivehouse.wordpress.com

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