我们全可再生能源的未来

这就是为什么被动屋标准的彻底改革导致了两个新的认证级别，Plus和Premium

通过布朗温巴里|10月17日

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为什么网站“零”不是来源“净零”。传输和发电损失计入源“零”。
图片来源:图片#1，#2和#3:布朗温·巴里可再生能源采用PER因子激励。[PHI标志经许可使用。由作者原创插图。高大和阴凉的建筑不受PER计算的惩罚。 PER需求和生成结果表显示认证分类。[摘自PHPPv。9 -版权归被动屋研究所所有。
图片来源:图片#4、#5和#6:被动式房屋研究所 PER因素因城市而异。PER系数的计算基于燃料来源和特定地点的负荷分布。因此，PER因素在每个城市都不一样。[摘自PHPPv。9 -版权被动屋研究所] 能源存储的选择越来越多。不断发展的技术将使可再生能源在短期和长期的基础上更容易储存。[资料来源:被动式房屋研究所]

一次能源可再生因素及其工作原理

所有新的被动式房屋标准现在都使用一次可再生能源(PER)因素来计算一次能源。这些旨在鼓励使用可再生能源，并为在被动式房屋建筑中安装各种类型的机械设备创造奖励或阻碍。例如，在旧金山，使用热泵热水器生产热水将比使用燃气罐热水器产生更低的一次能源需求数字，从而更容易达到认证目标。(热泵热水器的PER系数为1.25，而燃气热水器的PER系数为1.75。)

PER因素的计算不仅基于燃料来源，还基于按小时计算的特定站点负载分布。通过这种方式，当地气候和地区的区域公用电网源能源和典型的一天使用时间分布(影响可再生能源的可用性以满足公用事业的负荷)的变化被考虑到这些计算中。

因此，在加州，PER因素会因城市而异(见下图4)。例如，在萨克拉门托，通过热泵供暖需求的每因子电力为1.80。这个相对较高的PER因子刺激了冬季可再生能源供应较低时减少供暖需求。在圣地亚哥，可比的PER系数设置为1.30，那里气候温和，冷却通常是更大的峰值负荷问题。

公平地信任可再生能源

传统上，净零的计算取决于建筑物的年度能源需求和年度现场可再生能源产量之间的差额。这些计算对屋顶面积小的高层建筑，没有太阳能接入的建筑，或者选择将屋顶面积用作绿色空间或活跃生活空间的建筑不利。

PHI与传统的建筑可再生能源供应方法有很大的不同，因为它认识到在这方面并非所有场地都是平等的(见下图2)。PHI的方法使用以下原则:

1)可再生碳排放量是根据预计建筑足迹(PBF)的函数计算的，而不是总建筑面积。PBF与可用屋顶面积的比例大于与总建筑面积的比例，这意味着多层建筑可以达到Plus和Premium标准。

2)现场没有太阳能接入的建筑物可以购买场外可再生能源设施，以获得Plus或Premium认证。

3) PH值“经典”建筑，没有现场或场外可再生能源供应，仍然优化效率第一和未来所有可再生能源的电网供应。

生物燃料、微电网和电池存储

虽然生物燃料被认为是一种可再生能源，但取代粮食生产是有代价的。燃烧生物燃料还会产生既不健康又会排放碳的颗粒物。由于这些原因，生物燃料的使用是允许的，但已被限制。

关于实现100%可再生能源的未来，目前最吸引人的创新领域是发展我们储存可再生能源的能力(见下图5)。我们很高兴看到加州在开发技术方面做出的贡献，这些技术正在为我们的新能源未来做出贡献。现有的水力发电计划的存储能力现在正被越来越多的价格合理的短期和长期电池存储选择所加入。将可再生能源转化为甲烷气体是另一项快速发展的技术，通过允许我们更长时间地储存可再生能源，可以提高可再生能源的可行性。

值得注意的是，这些选项目前都得到了主要能源可再生计算的支持，这些计算嵌入了Plus、Premium和被动式房屋经典标准中。事实上，作为所有这些标准核心的经典标准仍然是最公平地支持全可再生能源未来的基础。经典标准确保这些建筑被优化为电池本身:它们已被证明可以在消除峰值负荷的同时保持前所未有的热舒适水平。

这种优化确保了即使没有添加有源功率，它们的被动容量也确实是在做繁重的工作。这些建筑使居住者能够在没有任何主动能量输入的情况下在足够舒适的环境中生存很长一段时间。这种质量为可再生能源存储系统的公用事业和微电网设计提供了经济效益，远远超出了舒适的范围。想象一下，如果我们不需要那么多的可再生能源来简单地运行建筑物，我们可以做些什么?可能性是无限的。

Bronwyn Barry是一名认证的被动式房屋设计师，也是北美被动式房屋网络的联合总裁。本文首次发表于被动式房屋建筑:加州能源的未来．还有其他文章和加利福尼亚项目示例在免费电子书和PDF中在这里。

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23日评论

专家成员

Dana多赛特|2016年10月17日下午02:17|# 1

是时候了!
之前对一次能源使用的完全没有细微差别、没有非常本地化的粗略估计是令人厌恶的!现在他们似乎把它带到了另一个极端，城市规模的本地电网和使用时间都反映在方法(?)

在比较不同城市的PER因素或热泵热水器相对于燃气燃烧器的因素时，我想通过一个具体的例子来阅读更多关于计算这些因素的方法。

此外，更新之间的时间间隔需要相当短——最坏情况下一年或两年，考虑到网格源的高速率(和加速)演变，以及网格和负载的控制方式。电网感知电热水器投标进入聚合需求响应市场可以对电网效率有更多的净效益，并减少“过剩”可再生能源的限制。在许多情况下，这将是低碳水化合物比热泵热水器运行在典型的一天的使用概况。

“经典标准确保这些建筑被优化为电池本身:它们已被证明可以在消除峰值负荷的同时保持前所未有的热舒适水平。”

真的吗?数数吧!任何高质量的房屋都可以消除供热和制冷负荷的峰值，但峰值负荷并不是加州大多数房屋的供热或制冷负荷峰值。

被动式房屋的峰值负荷通常是热水加热，但这也是加州大多数代码最小的房屋的真实情况，除非被动式房屋的居民固有地使用电力，而不是典型的一天中的使用配置文件，峰值负荷的大小与代码最小的房子没有太大的不同。如果一个人利用热泵热水器的水加热峰值，热水器的峰值负荷可能与典型CA房屋的加热/冷却峰值相当，但也可以使用热泵来利用空间加热和冷却负荷。

移动峰值的时间从电网中提取，以支持这些负荷更好地与间歇性可再生能源的可用性相关，与负荷的原始量级竞争。通过更智能的负荷和更好的电力市场和费率设计，即使没有高r，这也是可以做到的(并且正在做到)。

管理负载以更好地匹配可再生能源输出的时间比任何储能方案都要便宜得多。但在存储方面，智能热水器比任何电池技术或高r房屋都要便宜得多，并且无论白天或晚上什么时候都可以缓冲大量的可再生能源输出。
Jon_R|2016年10月17日下午04:45|＃2

我预测会有
我预测，一旦大量用户采用强制性使用时间定价，峰值减少/负载转移将取得快速进展。
布朗温巴里|2016年10月18日上午01:17|# 3

对达纳的回应
谢谢你的评论，丹娜。

我已经要求斯科特·吉布森在我最初的帖子中添加了一些额外的图片和表格。它们可能有助于澄清应用于六个加州城市的PER因素的计算。同时，你可以在这里阅读它们，也可以找到我的原始参考资料:http://www.passivehousecal.org/news/californias-all-renewable-energy-future．

我也感谢你的指正。你说得对，被动式房屋项目并不能消除峰值负荷。我应该把我的文章改成“减少”，而不是“消除”。被动式房屋实际上消除了供热和制冷负荷的峰值，因此我把它们称为热储能电池。从我们在One Sky Homes项目中捕获的3个监测数据来看，我可以确认内部温度几乎保持不变。今年夏天，我很喜欢带游客进入我们最新项目的阁楼，享受那里的凉爽温度，尽管外面创纪录的夏季高温，尽管机械系统还没有安装。(随着工程的完成，我们随后安装了一个管道热泵。)

最后，关于可再生能源和负荷的时间管理，你也是正确的。不幸的是，我们还没有找到一个负担得起的存储系统和微电网控制器来管理流动方向。我毫不怀疑这些都将到来。在此期间，我们的重点应该是最大限度地提供被动的舒适服务(因为这样才有销路)，以及最大限度地减少碳排放(因为这样才能拯救我们)。幸运的是，两者都与被动屋和新的PER计算相吻合。
Dana1|2016年10月18日上午08:52|# 4

在夏威夷，更好的房屋负荷控制正在发生
根据最近修订的太阳能网络计量/补偿方案，在变电站馈线上反馈的新太阳能客户将不被允许连接到电网，除非它被设置为自用。为了应对法规的变化，太阳城修改了他们为澳大利亚市场开发的一个系统，在澳大利亚，太阳能出口的补偿是极低的(除了早期的关税补偿之外)。I由一个电网感知热水器、特斯拉电池和一个智能逆变器组成，用于管理光伏、电网、电池和热水器之间的接口，以及一个可以远程调节的Wi-Fi恒温器，或在逆变器软件的控制下。直到法规/市场发生变化，房主将获得电网服务的补偿，这一切都在房主的控制之下，但如果公用事业公司可以直接使用电池和热水器来稳定电网，电网将会有更多的价值(而且对所有纳税人来说都更便宜)。它移动得非常快。

http://www.solarcity.com/newsroom/press/solarcity-launches-smart-energy-home-hawaii

以夏威夷居民零售价格计算，如果这些系统能以4%的价格融资25年，他们仍然可以超过电网零售，而且成本下降只是时间问题，以加州电价与电网竞争。

在澳大利亚，有几家公司(包括Solar City和Tesla)在推销家用储能。但就像在夏威夷一样，为20世纪电网模式打造的电力市场还没有充分重组，无法充分发挥那些分布在电表后的资产的全部价值。

不同负载和位置的PERs表并没有真正说明它们是从哪个模型推导出来的。这是一个从网格模型中得到的答案的表格，但模型背后的数学和日期仍然不清楚。

我仍然不相信电池的类比真的适用于被动式房屋。从存储容量的角度来看，在如此低的HVAC负荷水平下，它更像是一个AAA级电池，旁边的普锐斯电池代表一个热水加热器。是热水器，而不是暖通空调，同时驱动峰值和平均负荷，这对于最低标准的房子也是如此。
Jon_R|2016年10月18日08:26|# 5

的使用情况
高峰时段的使用情况分析表明，这比“这是热水器”要复杂得多。但与“容易改变的东西”相比，这几乎是无关紧要的。暖通空调和水暖很匹配。
布朗温巴里|2016年10月19日上午01:56|# 6

源信息
Dana -你可能想直接从我博客主题的来源信息进一步阅读。这是链接:https://passipedia.org/basics/passive_house_-_assuring_a_sustainable_energy_supply/passive_house_the_next_decade．一定要点击阅读其他文章。
exeric|2016年10月19日上午05:29|# 7

非常有趣的
我不得不说，在看了巴里女士提供的链接后，我在想用热水器来治疗鸭子曲线是一种非常浪费和短期的解决方案。正如这一联系所暗示的那样，也许转向电解或甲烷生产来储存能量会更好。缺点是创建和存储它所需的基础设施将是昂贵的。而且转换效率也不等于电池。但它的优点是无限的耐用性，不像电池需要更换，而且如果你有足够的可再生能源来供应春夏秋季的能源，它的长期存储能力可以持续整个冬天。

我真的很喜欢这个主意。我在想，由于转换和存储容量的基础设施将是昂贵的，因此资助它的自然场所将是电力公用事业。进行存储和转换的物理设施可以位于实际的发电厂旁边。他们将拥有并经营它，利用他们的规模经济来提高效率。他们将从提供服务的顾客那里获得合理的收入。在我看来，这很有效。不用说，没有必要改变目前在私人住宅和商业场所使用单独光伏电池板的计划，并与这些实体使用电网连接协议。它甚至可能为公用事业提供生存所需的生命线。
布朗温巴里|2016年10月20日凌晨02:30|# 8

埃里克搞定了!
埃里克，完全正确。这种计算巧妙地为我们能源基础设施的每个参与者提供了机会，以高效和公平的方式发挥适当的作用。我们的公用事业确实需要修改它们的“存在理由”。这种PER结构使它们可以作为可再生能源发电机、聚合器和存储设施，这比需要每个人购买第二台热水器的系统更有效地利用资源。(这适用于农村的单户家庭，但我们这些住在城市小房子里的人将被从衣柜里挤出来!)
Jon_R|2016年10月20日上午11:18|# 9

当问题
我同意丹娜的看法。在非高峰和日照时间集中用电的建筑比典型的使用剖面更环保。但显然，鼓励这种设计的措施很少。甚至在某种程度上，它们很容易实现(例如，各种设备上的计时器)。
布朗温巴里|2016年10月21日下午02:21|# 10

幻想与现实
我想我们都同意将使用时间转移到非高峰时段的建筑是更环保的建筑。然而，做到这一点需要:
1.训练有素，高度敬业的居住者
2.复杂的控制系统监控并将使用转移到非高峰时段

这两种选择都有很大的问题。从我所看到的各种研究(其中一项是在我设计的房子上做的)来看，居住者很难被训练使用像‘全部关闭’开关这样的简单工具。”高度自动化的系统有一个习惯，要么失败，要么被建筑物的居住者干扰。这意味着这两种选择可能无法更广泛地实施。

我们需要关注可行的现实。最大限度地提高被动式系统的效率水平，然后用小型、简单的机械系统补充剩余的能量需求，这是一条更加现实的道路，并且已多次证明效果良好。

PER首先鼓励优化效率，然后将能源发电的机会扩展到单个建筑之外。建筑能源使用融入到更大的基础设施环境中。在加州，60%的住宅建筑是独栋独立住宅，12%的碳排放来自单人车辆，为了诚实地计算排放，我们需要将车辆的能源消耗与房屋计算在内。这对加州的许多家庭来说是完全可能的，但不是所有家庭，这再次表明了对集成能源网络的需求。正如Eric所指出的，这是实用程序的角色，并且它受到了PER演算的鼓励。

我真正喜欢这个系统的地方在于，它确实体现了一个我们可以共享东西的建筑环境，比如来自太阳和风的免费能源。显然，两者都有无穷无尽的供应，而且有足够的供应。我们只需要支付储存和配送的费用。
exeric|2016年10月21日下午04:45|# 11

是的
布朗温，显然我们在很多事情上意见一致。
专家成员

Dana多赛特|2016年10月21日下午05:07|# 12

不要把长期和短期问题混为一谈。
鸭子曲线是非常短期的。季节性存储问题与此问题无关。

“训练有素、高度敬业的住户”和“监控并将使用转移到非高峰时段的复杂控制系统”并不是真正的问题——这是电力市场设计的问题。在聚合商被允许竞标辅助服务和容量市场的地方，Wi-Fi恒温器和Wi-Fi热水器控制器现在都得到了很好的利用，今天，除了说服他们接受一些现金以换取公用事业公司或聚合商调整设定值(在指定的范围内)以管理电网负荷外，对使用者的培训实际上为零。

在PJM地区，像Mosaic Power (http://mosaicpower.com/)将每年向房主支付100美元，以使他们能够将热水器从120华氏度(或房主喜欢的任何温度)和~200华氏度的高温限制(或制造商指定的任何温度)提高到能够提供这些服务。加州和其他地方的公用事业公司和聚合商已经在使用Wi-Fi恒温器和“高峰时段奖励”类型的宣传。

而且这些都是便宜的东西:一个Wi-Fi恒温器的零售价为几百美元，一个用于热水器的翻新Wi-Fi控制器不到200美元，数量为1，并且作为一个功能被内置到新的热水器中(附加费通常由公用事业公司补贴)。

居住者教育和奉献要求:在线注册，让技术人员安装控制，获得现金回馈。一次。

控制的复杂性:低-所有的智能都在公用事业或聚合器方面(如果目标是管理电网，那么它属于这些方面)，房子里的复杂性很少。

这是可行的，有能力管理鸭子，这是现在的现实。特区地方法院对FERC第745号命令的裁决推迟了实施，但这一裁决已被最高法院推翻。现在的问题是调整电力市场规则，以适应新项目的推出。

即将推出:智能电动汽车充电控制器，包括单向和双向功率流。电动汽车将迎来指数式增长，因为根据两年前的预测，大多数行业分析师都没有预料到，电池成本在2030年之前就已经大幅下降。从2025年开始，内燃机汽车和轻型卡车将在两个欧洲国家非法销售，印度将从2030年开始。洛杉矶空军基地已经有一批电动汽车和双向流电动汽车充电器参与了几年的辅助服务市场的竞标(并且每年都在每辆车上赚钱!)这比你想象的来得快。

到2025年，将有大量的二手电动汽车电池不再适合在汽车中使用，但有足够的容量用于“第二次生命”作为电网电池(在仪表的两侧)。幻想?不是真的。日产已经在欧洲销售基于二手Leaf电池的打包可扩展存储系统，以及适用于公用事业或微电网控制的双向流智能电动汽车充电器。现在并不是超级便宜，但到2025年就会变得非常便宜:

http://www.dezeen.com/2016/05/12/vehicle-to-grid-v2g-trial-nissan-battery-system-for-the-home/

https://electrek.co/2016/05/11/nissan-vehicle-to-grid-enel-uk/

有了Wi-Fi恒温器和热水器(很快还会有智能电动汽车充电器)，这只鸭子在真正成为加州的问题之前就已经死了。智能电动汽车充电也解决了交通碳排放问题(一石两鸟?: -))

把所有复杂的东西都放在房子里，试图控制每一个负载，而只是控制和时间转移两个(或电动汽车，三个)最大的负载，这只是一个脑死亡的方法，这就是为什么人们不真正这样做。做得好很难，大部分的好处都可以从管理少数最大的公司中获得。被动式房屋的冷热负荷如此之小，当考虑峰值负荷时几乎无法计算。

在大多数加州气候条件下，即使Y2020 code-min房屋的季节性负荷(=净零能量)也小到几乎无关紧要，因为它比热水加热负荷小得多。加州最近建造的住宅的季节性能源使用已经比热水负荷小了一些，而2020年建造的住宅的季节性能源使用将会更多。
exeric|2016年10月21日下午05:31|# 13

回复Dana
我认为你可能仍然没有理解这里最近几篇文章的要点。我不知道为什么。没有一种电池可以在不补充的情况下一次储存几个月的能量。在美国的大多数地方，冬天辐射性可再生能源都比较少，除了CA，在这些地方整个冬天都能提供足够的可再生能源储存。这基本上就像松鼠为冬天储存坚果一样。电池或热水器都做不到。

但是一旦你安装了一个可以长期储存能量的系统，无论你怎么做，它完全消除了所有挑剔的自动化系统在可再生能源供应不足时减少能源消耗的大部分原因。当你有这样一个系统，让它在共享的基础上集中运行也是有意义的，因为电力发电的基本基础设施已经到位，存储系统可以使用它。

当然，今天不在，现在也不在。但是，当这样一个系统最终投入使用时，人们怎么能说热水器或二手车电池会是一个改进呢?
Jon_Lawrence|2016年10月21日下午06:08|# 14

丹娜,
我同意电动汽车
丹娜,

我同意电动汽车电池将在负载转移中发挥作用，但我认为人们低估了电动汽车电池的寿命。最近有一个故事是关于一家公司用特斯拉在洛杉矶和拉斯维加斯之间提供交通服务。在两年的时间里，他们在电池组上行驶了20万英里，并且总是进行超级充电，并进行了大量的全容量充电，根据特斯拉的说法，这是你对电池做的最糟糕的事情。在行驶20万英里后，电池组的总容量损失只有可怜的6%。这并没有考虑到使用年限超过2年的情况，但即使使用年限对电池寿命有很大影响，那么将其重新用于电网存储是有意义的。我记得在你最近链接到的一篇PJM文章中，他们只需要总容量的3%左右就可以通过存储来实现90%或100%的无碳，使用太阳能和水电作为发电机。特斯拉目前有大约15万辆汽车，平均每个电池组的功率为85千瓦时。我相信Bolt将配备60千瓦时的电池组，Model 3也是如此。因此，到2025年，将有大量已使用或仍在使用的大容量电池组。除此之外，还将有大量带有电池存储和公用事业组合太阳能/电池农场的商业安装。

这些大型车辆电池组的问题在于，它们是为实现长途旅行而设计的。我每天用掉大约25%的电池容量。为什么不应该用背包让我帮忙转移负载。我看到未来人们会开着电动汽车去上班，充电，充满太阳能电力，回家后再插上电源，为房子供电，直到第二天太阳再次升起。对我来说，使用我汽车的过剩容量比增加一堆powerwall更有意义。特斯拉还可以通过向车主收取充电费，让他们可以双向使用汽车电池，以此打造一种商业模式。

与我的情况有关的负荷转移的一个大问题是，我的当地公用事业公司鼓励我将负荷转移到“非高峰”时段，目前定义为晚上8点至早上8点。在我看来，在鸭子出现的州，非高峰期应该改为上午9点至下午6点。你可以让电网用他们可以控制的智能设备来管理负荷，或者你可以激励人们自己来控制。就我个人而言，我不喜欢让第三方管理我的使用。我宁愿自己做，通过切换到分时学期，我每年可以节省100多美元。我认为，任何拥有Nest的人都愿意花几分钟时间对其进行编程，以便在白天享受更低的费率。

这实际上取决于供求关系。白天供应过多，降低价格，需求就会转移。人们会购买wemo和Nest，并转移他们的负载。人们开车，多开30英里确实能省几美分的汽油。他们可以通过转移负荷来节省更多的能源，而现有的技术可以帮助他们做到这一点。问题是他们(我)通过将工作量转移到夜间来节省时间。
专家成员

Dana多赛特|2016年10月21日下午06:34|# 15

冬季和夏季可再生能源的可用性。
夏季和冬季辐射能的差异并不像人们想象的那么大。尽管在冬至只有大约40%的日照比夏至，在新英格兰，平均每周可用的光伏千瓦时在夏季和冬季之间变化约30%，每周输出的峰值通常在冬末(而不是夏季)，当时仍然有供暖负荷。产生这种不直观结果的原因是，较低的温度比标准化面板测试条件下产生更高的转换效率，地面上的雪增加了可测量的面板日照，而在夏季，较高的面板温度产生的转换效率低于规范效率。唯一一次太阳能输出完全偏离轨道是在被雪覆盖的时候，但这是一个可以控制的问题。能够覆盖电池板的降雪通常发生在温暖的冬季，而峰值加热负荷发生在晴朗的天气，此时白天日照较高。这个问题并不像乍一看那么严重。

在某个价格点上，过度建设光伏发电和减少过剩光伏发电比存储更便宜，电池存储的价格确实接近这个价格点(尽管两者的成本都在竞相下降)，但现有热水器的热存储还没有达到这个价格点。

新英格兰地区的风力发电在冬季比夏季更容易获得。这在整个地区都是如此，但举个例子:在波士顿的海平面上，冬季地面的平均风速约为12.6英里/小时，但只有10.33英里/小时。在50或80米(典型涡轮机的轮毂高度)风速更高，但成比例。功率输出是速度立方的函数，因此冬季的平均功率约为(12.6^3)/(10.33^3)，约为2000 /1100，几乎是总功率的2倍。这种可用性的季节性差异也决定了管理季节性热负荷需要多少存储，以及与管理建造何种类型的可再生能源的数量(以及在哪里建造)相比，是否或多少季节性存储(如果有的话)更有意义。

你必须储存足够的夏季坚果来满足冬季的供暖负荷，这种想法是不正确的，除非你看到的可再生能源选择范围非常狭窄，而且可再生能源产量的模型也很简单。

马塞诸塞州州长贝克(右)提出的海上风力开采计划非常清楚季节性输出差异，马塞诸塞州能源部长比顿(右)http://www.mass.gov/eea/biowelcome-matthew-a-beaton.html他知道被动式房屋的成本和价值——他就住在自己公司建造的被动式房屋里。但是管理高峰负荷而不是季节性负荷仍然是最近能源法案中储能任务和太阳能开拓的主要焦点。该储能系统将能够更好地管理所有电网资产，而不仅仅是太阳能和风能，它将为纳税人节省成本。

https://insideclimatenews.org/news/02082016/massachusetts-ambitious-clean-energy-bill-jolts-offshore-wind-prospects

http://www.utilitydive.com/news/bay-state-storage-new-law-could-give-massachusetts-3rd-us-energy-storage-m/424060/

但也要注意:新英格兰的一座净零能耗房屋用于热水的总能量明显高于用于空间空调的总能量，并且将其一直用于建筑围护结构上的被动式房屋，只解决了较小的空间供暖负荷。简而言之:

如果要限制峰值负荷，那就是热水。

如果你试图限制平均负荷，它仍然是关于热水，一旦你的房子达到净零。

在住宅层面，它实际上是热水，热质量可以进一步更好地用于管理和降低集体电网资产的碳足迹，而不仅仅是用于洗澡等。
exeric|2016年10月21日下午06:39|# 16

也……
还有一点很重要，如果不是很明显的话。如果你有一个系统，可以长期存储可再生能源，它不再是一个问题，如果你有更多的光伏发电超过一个可能的使用。你只是把它储存起来过冬。没有理由需要一个热水器来消除供应过剩。我并不是说热水器的功耗在这段时间内不重要。很有可能在光伏发电供过于求，而集中生产氢气或甲烷的新系统尚未到位的时期，将需要使用它们。
exeric|2016年10月21日晚上07:08|# 17

我想我们只能求同存异了
丹娜，我觉得你还是忽略了数以百万计的家庭远没有达到被动屋或零碳排放的水平。你和我都是绿色建筑迷。让我们面对现实吧。这个国家绝大多数的家庭在水加热方面并不比其他用途消耗更多的能源。我的家也在其中。但我正在努力改变现状。

所以我要用不同的方式再问一次。你认为什么会更容易:

1.让美国所有的家庭都拥有超级隔热和空气密封，这样热水器就成为能源使用的主要来源。或

2.在全国范围内做一个曼哈顿式的项目，涉及所有的区域公用事业。这类似于30年代田纳西山谷的项目，在当地建立电解工厂，并提供给这些公用事业。

其中一项将涉及数以百万计的个人，并一次说服他们以极高的成本升级他们的房屋。另一种可能涉及到一两个已经看到不祥之兆的公用事业公司。你认为为什么这么多公用事业公司被驱使着拼命避免电网连接协议?在这个方向上，他们看不到自己可行的财务前景。有一个他们可以参与绿色发电电网的计划，这也是现有光伏和其他可再生能源的最有效利用，是一个非常有吸引力的选择。拥有自己的中央长期存储系统的不同之处在于，他们比个人消费者更有能力做到这一点。

基本上，这可以归结为放牧数百万只不想被放牧的猫，还是放牧那些已经倾向于向安全方向发展的牛。你认为在现实生活中哪一个最容易做到?
exeric|2016年10月22日12:41|# 18

哦，这里混合了比喻
应该说"你想做什么，放牧猫还是用坚果放牧松鼠"松鼠吃坚果肯定更有趣。只要确保坚果已经放在你想让松鼠搬去的地方。创造一个一致的隐喻绝对是一项艰巨的工作。: -)
AndyKosick|2016年10月24日晚10:10|# 19

行业
首先，我的想法是，电网的未来很可能是一个复杂的、计算机控制的、平衡的行为，它将包括所有可以想象到的东西，而不是长期存储的问题。我的想法是，我们最终会有过剩的可再生能源，以确保满足需求，而各行各业将在门口排队，以最低价格吸收任何过剩的电力，只要有可用的。
exeric|2016年10月25日凌晨03:22|# 20

一个问题
我想我的基本前提与马丁所说的他自己远离电网的经历有关。在冬季，它可能是阴天很长一段时间和PV不会充电的电解电池。电池会完全放电，3天后他的家就不温暖了。更不用说，大多数电解电池要想使用寿命长，它们的电量不应该低于50%。基本上同样的事情也适用于任何热设备，无论它的绝缘有多好，包括一个非常绝缘的家庭。

巴里女士的这篇文章是关于一个完全可再生能源的电网。在冬天，整个地区的阴天往往长达一周。你所需要了解的是，如果一个地区的公用事业公司主要依赖可再生能源，那么这个地区的阴天将出现光伏能源赤字。这种情况甚至发生在我每年冬天至少住一两次的加州。如果你有风能来弥补，那么你可能会收支平衡，但这是一个偶然的事情，不是完全可预测的。

我非常尊重戴娜，因为他在很多事情上比我懂得多。我认为他在这一点上是不对的。为了在未来建立一个只依赖可再生能源的故障安全电网，就像这篇文章所说的那样，在大多数州，冬天都需要某种形式的长期能源储存。区域计算机算法可能会在这个比例上有所帮助。但似乎仍需要长期储存。许多人提倡的另一种选择是高度过度建设的基础设施，在夏季存在绝对巨大的可再生能源盈余，然后相应增加基础设施来吸收多余的能源。这不是解决问题的明智方式。你通常没有选择，只能等到夏天才能使用廉价能源。
exeric|2016年10月25日凌晨03:56|# 21

NREL日照图
我认为这里的对比应该具有启发性。

八月:
http://www.nrel.gov/gis/images/map_pv_us_august_dec2008.jpg

12月:
http://www.nrel.gov/gis/images/map_pv_us_december_dec2008.jpg
布朗温巴里|2016年10月25日晚09:30|# 22

松鼠坚果vs热水器
埃里克，我还在为你的疯狂比喻发笑，从现在开始，我将称自己的客户为“带坚果的松鼠”。谢谢!

你的比喻所传达的存储概念是非常合适的，不幸的是，在许多“净零”计算中，能量边界条件被画在属性线上(站点净零)。这方便地忽略了季节性使用/发电差异，以及发电和传输损失。公用事业公司必须慷慨地提供赤字。至少，我们需要一个更诚实的能源使用核算，以包括源能源的使用。

然而，我希望像PER这样的想法能够激发/激励我们的产业去扩展他们的视野，超越短期的解决方案和基于机甲的快速修复。PER提供了一个有远见的长期解决方案。它将建筑物置于适当的社区和区域(效用规模)中，并模糊它们之间的边界，以鼓励公平分配免费资源。(太阳能和风能对所有人都是免费的——我们只支付转换、分配和储存的成本。为什么不应该分享?)PER还允许建筑成为更大的基础设施解决方案的一部分，必须包括交通和制造能源生产。正如我在文章中提到的，机会是无限的。(也许我应该说“无边界”?)

Dana -我对你的热水器电池概念很感兴趣，不要怀疑它可能有用。它与PER的愿景并不冲突，PER实际上可以增强它，因为它激励热泵热水器而不是燃气热水器或锅炉。热泵更容易直接由可再生能源提供动力，并为许多可以利用该选项的小型项目优化您的解决方案。

我想我们需要使用多种途径来实现全可再生能源的未来。但是，正如埃里克和被动式房屋研究所所认识到的那样，这样做的框架将需要某种形式的可再生能源的长期储存。松鼠已经明白了这一点。“坚果”存储——无论以何种形式——似乎都是解决方案。(你能听到那些模仿生物的人高兴地尖叫吗?:)“坚果”的完美设计和味道仍有待创新，这是更大规模的技术/机械解决方案的地方，而不是在每个建筑的层面上。

顺便说一句，我们将在明年10月4日至8日在奥克兰举行的NAPHN17会议和博览会上报道所有这些内容。http://naphnetwork.org/conference/
girwin|2016年11月7日下午06:27|# 23

是热存储
丹娜,

你提出了一些有趣的观点，但我有不同的看法。

首先，PER计算是基于PHI的假设，即在某个特定位置，最终100%可再生能源的电网组合是什么样子的(有点像这个预测)http://www.nationalgeographic.com/climate-change/carbon-free-power-grid/#technologies/)，以及不同建筑负荷对混合的影响。因此，一个日照季节波动较大(且严重依赖太阳能)的地区，其供暖能源的“成本”会比变化不大的地区更高。热水、照明和其他随季节变化而变平的东西，全年的变化就会小一些。随着时间的推移，这些计算可能需要改进，但并不打算根据当前的网格组合每年更新，它们是长远的，试图指导未来长寿建筑的设计。

至于“任何大质量的房子都可以消除峰值冷热负荷……”这是不正确的。具有较长热时间常数的建筑物可以减轻供热和制冷负荷峰值，热时间常数是热质量除以建筑物的电导。例如，一座英国城堡虽然质量很大，但由于电导(由于渗透)过高，风呼啸而过，因此无法减轻热负荷。在某种程度上，质量可能是一个有用的策略，但电导通常是一个更可行的途径，正如20世纪70年代“被动太阳能vs.超级绝缘”之争所示。

正如你所建议的那样，长建筑时间常数只在短期内有用，但它们现在(主要用于转移冷却峰值负荷)和将来(用于冷却和加热)非常有用，因为它们将允许居住者在效率最高和/或可再生能源可用性最大的时候运行热泵。在加州，目前的电网负荷峰值无疑是由冷却(夏末的下午)驱动的，未来有人会试图仅用电池vs.效率来解决这个问题，我预计比被动屋的成本更高。

当加热和水加热被添加到电网中时，即使是通过良好的热泵，我预计加州的峰值负荷可能会转移到冬季，因为我们现在使用大量的天然气来满足这些负荷。此外，即使是很小的加热负荷也会产生巨大的整体影响，因为它们发生在太阳能利用率低的时候。这使得用太阳能为建筑供暖变得困难，而PHI目前的预期是，在许多地方将需要用可再生能源来提供天然气、抽水水电等电力。电转气的能量产量约为30%，因此，如果在特定位置大量使用这种燃料，空间供暖的PER就很高。

一旦外壳得到控制，水加热肯定是最大的单一负荷，但这比加热更容易处理，而且全年都更均匀，所以它倾向于基本负荷，而不是峰值，至少在季节性的基础上。因为水有很好的热质量，所以把每天的水加热时间调整到最佳时间是相对容易的。效率提高，排水热回收等，再加上某种太阳能系统可以带走大量的水加热，尽管深冬仍然是一个问题。

你提到的新英格兰夏季和冬季的太阳能利用率，对我来说，这并不是说冬季的阳光充足(否则，你会在那里种植棕榈树和芒果)，而是说夏天也不是那么充足，就像这张地图所显示的那样(https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/8e/NREL_USA_PV_map_lo-res_2008.jpg)．我的回忆是，新英格兰的冬天非常寒冷，这进一步证实了我的结论，因为这与日照密切相关。我对你的假设持怀疑态度，即额外的光伏电池板将以有效的方式完成大量加热。如果是这样的话，这就意味着额外的南方玻璃可以做得更好，不是吗，因为被动太阳能加热比光伏生产效率高4倍吗?风能是一个很难概括的能源，因为它由很多因素决定，但它也不太可能是一个逐个建筑的解决方案。

当电网转向全可再生能源时，当前的峰值负荷(由需求驱动)将与“供应驱动”的峰值相互作用，我预计我们会发现空间供暖将是最大的挑战。

最近，我一直在讲被动式房屋中未开发的储热价值潜力，我预计，一旦电网转向使用时间定价系统(至少在加州，2019年，这一点已经写在了墙上和政策上)，这一点(以及其他储能系统的价值)就会实现。我把被动式房屋比喻为“热电池”，无论是短期(日常时间常数效应)，还是更恰当地描述为季节性供暖的“需求减少”。被动房屋绝缘、气密性和内部收益的热回收是减少供暖需求的极好方法，一旦“电力”而不是“能源”的真正成本被传递给大众，我们已经消除了目前通过煤堆、天然气和核燃料实现的电网“存储”，这比用存储和/或可再生能源满足需求更具成本效益。这是我讲座的最新在线版本，欢迎大家多多思考。http://www.phnw.org/assets/Conference16/presentations/getting%20real%20about%20renewables.pdf

问候,
格雷厄姆