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一个能源迷的更多思考
在美国的北半部，甚至是南部的大部分地区，都在安装住宅太阳能热水系统这说不通啊。现在是时候重新考虑安装太阳能热水系统的传统建议了，因为现在用太阳能热水器加热水更便宜光伏(PV)阵列而不是太阳能集热器。
简而言之，除非你在建造自助洗衣店或大学宿舍，否则太阳能热能已经过时了。
这个想法已经流传了六年
在光伏发电的早期，当光伏设备比现在贵得多的时候，拥有光伏系统的房主(尤其是离网的房主)得到了指导不用电加热毕竟，由于电力是宝贵而昂贵的，而且光伏发电通常比电网发电成本更高，因此节省电力用于制冷、照明和家庭娱乐是有道理的。
几十年来，我们都认为最环保的加热家庭热水的方法是使用太阳能热系统。但后来发生了两件事:光伏设备变得更便宜了，而且热泵热水器变得广泛可用。
2006年初，俄勒冈州能源部的政策分析师查理·斯蒂芬斯(Charlie Stephens)首次向我解释了使用光伏系统加热水的逻辑。我在2006年5月发表的一篇文章“用PV加热水”中报道了那次谈话的细节能源设计更新．
斯蒂芬斯告诉我:“如果你想用太阳能加热水和太阳能加热空间，太阳能热仍然太昂贵。”“它不像使用空气源热泵与光伏阵列相结合那样具有成本效益。在我们的气候条件下，一个适当大小的太阳能热系统可以在夏天提供100%的热水，但在冬天就不行了。所以你付了…
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143条评论
一些想法
-实际上，很多房子都没有一个合适的位置来安装HPWH -它们需要足够的热源和体积才能正常工作。我真的不知道下限是多少，我认为它会根据DHW的使用量而变化，地下室的绝缘程度，如果是地下室的应用，以及你选择的实际HPWH。
-在一些地方，他们使用劣质化石燃料加热器(例如，未绝缘的管道或管道)产生的废热，在其他地方，他们从你通过其他方式提供的热量中窃取热量(地下室没有热量，所以热量通过地下室的地板传递)。
-如果一个房子的气候足够温暖，可以将HPWH放在车库里，这可能是一个很好的应用程序，或者在房子本身非常温暖的气候中，提供可以使用的冷却。这将使机组的噪音水平更加关键。
-随着可再生电力的普及，人们将更加重视太阳能热的现场特性，无需考虑进出口电网问题。
-排水系统，如果安装得当，只要定期更换泵或控制器，就可以使用25-30年。PV/HPWH系统的可替换部件——逆变器和HPWH本身——成本更高。如果能看到具有终身保修油箱和易于更换的系统组件(鼓风机、压缩机、控制器)的高效率高压水泵，那就太好了。
- PV的论点假设你已经在安装PV，这意味着PV成本是一个边际成本，比每瓦的总成本要小。
对Marc Rosenbaum的回应
马克,
非常感谢你的想法，这些想法都很中肯。
1.你是对的:一些寒冷气候的家庭没有安装热泵热水器的好地方。然而，我开始考虑一种可能性，即我之前对高温高温高压在寒冷气候下的适用性的怀疑是草率的。最近，Steven Winter Associates的罗布•奥尔德里奇(Robb Aldrich)在NESEA会议上就新英格兰的一个HPWH试点项目做了演讲。我希望将来能写一篇关于他的演讲的文章，但我只想说，大多数新英格兰的家庭都有地下室，而且大多数地下室足够大，足够温暖，可以容纳HPWH，没有任何舒适或性能问题。另一个发现是:当你购买高压水轮机时，你想要一个大油箱。这意味着明智的做法是避免使用ge的型号，而最好是购买Stiebel Eltron的型号。在前期研究中，测得的Steibel Eltron HPWHs的COP为2.35。
2.是的，HPWHs在冬天掠夺空间的热量来制造热水。然而，在许多家庭中，地下室温度的变化不会导致任何问题。
3.是的，车库是一个很好的地方，为HPWH。在炎热的气候下，你可能想在客厅里放一个——但前提是制造商能让它们更安静，正如你所指出的那样。
4.在美国，我们还需要很多年才能担心光伏发电过多的问题。(令人担忧的是，电网将无法在晴天处理所有的电力生产。)当我们不得不面对这个问题时，我会唱“哈利路亚”，改变我对太阳能热系统的建议。
5.排水式太阳能热系统可能可以使用30年，但光伏系统也可以。
6.杰西·汤普森在博客中写道，安装一个光伏系统的价格为每瓦4.10美元(一个9千瓦系统的承包商提供的价格)，光伏系统已经变得非常便宜)，则需要安装一个相当大的系统。1.2千瓦的系统每瓦的成本更高。然而，价格仍在继续下降，因此小型光伏系统的经济效益在未来只会越来越好。
太早
马丁,
我不想反对你的观点，但现在宣布太阳能热已经消亡可能还为时过早。除了你自己的“但是但是但是”的评论，我想补充一些其他的:
1.大型泵制造商(Bell&Gossett, Taco和Grundfos)正在生产非常高效的变速智能小型循环器，并结合了热水太阳能。竞争将降低成本。
2.太阳能热水系统的许多问题是因为与太阳能制造商合作的“绿色”承包商正在安装这些系统。许多人没有接受过选择、安装和调试供暖系统的培训。随着越来越多知识渊博的供暖承包商和工程师的参与，出现的问题就会越来越少。我与一家欧洲太阳能制造商/安装商打交道的有限经验是残酷的。他们对如何选择泵、交换器或如何防止系统中的空气问题缺乏基本的了解。
3.在北方气候条件下，家庭供暖/家庭供暖/太阳能供暖联合系统可以大大提高太阳能供暖系统的效率。这可能会使平衡回到太阳能热。
4.在南方气候，太阳能加热系统的游泳池加热器应该是一个伟大的投资。
ASHRAE杂志2月号有一篇关于太阳能/空间/家庭联合供暖系统和控制的好文章。如果有人可以访问ASHRAE期刊(你必须是会员)，我强烈建议他们阅读这篇文章。本文详细介绍了如何安装和控制一个简单、优雅、经济有效的系统。如果ASHRAE允许你转载，这将是一篇很棒的GBA文章。
对弗朗西斯·罗伯逊的回应
弗朗西斯,
我对你的观点表示怀疑，即新的水泵将比当前一代的水泵更便宜，更怀疑的是，水泵价格的变化是否足以显著影响太阳能热系统的经济性。泵的成本只占太阳能热系统成本的一小部分，而且一般来说，效率更高的泵的制造成本要高于效率较低的泵。
增加太阳能热系统的尺寸，以便它可以提供一部分家庭空间的供暖需求，只会使系统更加昂贵。它既没有提高成本效益，也没有提高太阳能热系统的回报。如果有的话，太阳能热生产时间和空间供暖需求之间的脱节甚至比太阳能热生产时间和家庭热水需求之间的脱节更糟糕——因此，增加对太阳能空间供暖设备的投资通常会使系统的经济性更差而不是更好。
太阳能热能定价过高
马丁,
我绝对同意，在单户住宅上花费1万美元安装太阳能热水(SHW)系统比1万美元的光伏投资更糟糕。
NREL同意这一观点，并决定SHW的成本必须在1000- 3000美元之间，才能在这个“1230亿美元”的市场上站稳脚跟。
使SHW成本过高的恼人问题是防冻。过温问题已经通过“蒸汽倒流”廉价地解决了。
到目前为止，NREL一直无法引起主要热水器制造商的注意，以开发低成本系统。
我一直在测试一些安装成本在2000美元以下的系统。低成本的秘诀在于简单。这些系统使用了2004年的一项研究证明的概念，即热管真空管太阳能集热器可以通过简单的再循环策略进行冷冻保护:
http://www.thermomax.com/Downloads/Reciculation.pdf
这些系统使用收集能量的2%-5%在夜间和寒冷多云天气时进行冷冻保护。
这些系统直接安装在房主现有的热水器上，所以没有水箱成本。太阳能将水加热到化石燃料设定值以上，因此它在110华氏度到170华氏度之间运行。为了安全起见，安装了混合阀。
值得注意的是没有的东西:
1.只有一个泵
2.无热交换器
3.除非家里有防回流阀，否则不要安装膨胀罐
4.没有热量溢出
5.没有防冻剂
6.没有110v接线
7.即使在停电时，防冻装置也能起作用。
8.极低功率泵意味着100+ COP
9.无预热柜
所以我的主要观点是，保持开放的心态，不要轻易消灭SHW。
回应凯文·迪克森
凯文,
美国能源部和NREL长期以来一直低估太阳能承包商安装太阳能热系统的价格。当NREL说，“它将花费2000美元”时，我将其理解为“你当地的承包商将收取你6500美元”。
单罐系统的问题是这些系统效率低。效率取决于δ - t——当进入集热器的水量低时，效率高;当进入集热器的水量高时，效率低。
因此，任何将110度到170度的水送到集热器的系统，其效率都远远低于一个具有良好热分层的独立太阳能水箱的系统。
排水热回收
嗨，马丁:非常有趣的评论。在一些安装中，排水热回收DWHR可以很好地补充您建议的热泵/PV想法。例如，一根R3-78动力管的交付成本不到1000美元，额定热量回收率为60.4%(尽管公平地说，大多数研究减去了淋浴喷头和淋浴排水管之间产生的约10%的额外热量损失)。http://www.renewability.com/order_powerpipe_online.html当然，污水处理厂要求淋浴水闸S型疏水阀与主污水渠出口水闸之间有足够的垂直落差，因此有些装置(例如单层牧场屋，在平地上设有楼板)无法安装。然而，有很多北部的两层住宅有楼上的浴室、淋浴和地下室，这可能是合适的，特别是在新建筑中。作为一种被动设备，DWHR的寿命通常与管道系统一样长，基本上无需维护。DWHR设备应该允许您缩小热泵和PV足够节省超过DWHR成本。DWHR还应显著减少热泵在冬季从寒冷的地下室移走的btu数量。
对Jan Juran的回应
1月,
我同意你的建议。多年来，我一直提倡使用排水热回收装置(至少对于喜欢淋浴而不是浴缸的家庭)。
最近，我在我的上一篇关于热水器的博客中列出了“你可以做的七件事来减少家用热水的能源使用量”的建议:热水器简介．
热力学定律
Holladay re: Rosenbaum—“是的，HPWHs在冬天掠夺空间热量来制造热水。然而，在许多家庭中，地下室温度的变化不会导致任何问题。”
能量守恒定律倾向于反驳这个前提。如果你从地下室移走热量，要么空气温度会下降，要么热量会从邻近的热源替换。也许在一个未完工的泥土地窖里，热量可以被认为部分/大部分来自土墙，因此不被认为是一个重大的有形成本，或者至少部分被地球的热量缓冲。即使这样，上面的地板也会感觉很冷，这是不可取的。
但在现代住宅中，地下室的墙壁很可能是隔热的，在许多情况下，地下室是部分或全部完工和/或被占用的。然后，HPWH吸收的热量必须完全替换，而替换的来源是正在燃烧的天然气或石油来加热房屋。更糟糕的是，压缩机需要消耗电力来将热量传递给水。
如前所述，这不是一个问题，在气候条件下，HPWH可以在车库，即马里兰州南部，或多或少。事实上，对于这些地方来说，PV+HPWH的建议是一个我从未想过的奇妙的建议(从新罕布什尔州的这里开始)。但在冬季地区，你所做的数学计算是行不通的。热量必须来自某个地方。
公平地说，这是你的文章没有提出的一点，HPWH在工作的同时也有效地提供了空调。在主要是非冬季气候中，这种安排在冷却季节成为一种三赢系统。
还有很多其他的项目我也持怀疑态度:
我真的不能理解你的前提，即ST系统在冬季几乎不提供任何服务，但光伏系统仍然在线并工作。太阳以同样的方式照射它们。与此相关的是，真空管的出现使ST在寒冷的气候中相当有效。我的系统在冬季提供了大约50%的电力，我的油锅炉弥补了差额，尽管我的太阳能系统无可否认地进行了一些优化，以利用较低的太阳能产量。
在真空管的问题上，它们也有明显的优势，即总是与太阳“垂直”，这在很大程度上否定了PV板可以“跟踪”而ST板不能的假设。更重要的是，这些电子管本身就是这样做的，而跟踪系统既昂贵又复杂，而且需要大量的维护。如果被雪或冰污染，你听到的声音是齿轮被剥离的声音。
认为ST容量在一年中最长的日子里被“浪费”的想法是主观的，并且在很大程度上取决于应用程序的细节。如前所述，过剩产能可以分流到其他用途。更确切地说，增加储罐容量可以在收集能量和需要能量之间提供缓冲。热水在接近200度的温度下储存，一个80加仑的水箱可以储存大量的能量，与一个50加仑的水箱相比，成本上的溢价是微不足道的。
美国制造的高压水轮机用不了12年，可能也用不了8年。压缩机的质量是最重要的因素，美国制造商通常不倾向于制造使用寿命超过行业标准的设备。这与他们的销售量背道而驰。这些东西基本上是一个电动油箱，顶部有一个窗户空调。即使是一个基本的电阻箱通常也不会持续那么长时间，而且它的复杂程度要低一个数量级。
如果应用得当，我非常喜欢PV+WSHP的想法，但我认为ST在寒冷的北方仍然是非常可行的，如果安装成本(目前在我看来是令人震惊的)降低的话，效果会更好。
一如既往，你的里程可能会有所不同!杰森
对Jason Chenard的回应
杰森,
多年来，我写了很多关于热泵热水器的文章，我很清楚它们有冷却和除湿的作用，在炎热的气候下，这是一个有用的特性，在寒冷的气候下，这是一个潜在的问题。
当HPWH安装在典型的地下室时，它往往会使地下室降温几度。根据几项试点研究，如果地下室没有完工，而是用于放置机械设备和储存，降低的温度不会导致居民对舒适的抱怨。
当然热力学定律也适用。热量来自地下室的空气。然而，大多数房主并不真正关心他们的地下室温度是55度还是60度。
你写道，“我真的无法理解你的假设，即太阳能热系统在冬天几乎没有提供任何电力，但光伏系统仍然在线并在工作。”年度性能的差异与冬季照射在面板上的阳光的差异无关;它只是比较两种系统的年度表现的函数。正如我所写的，太阳能热水系统中测量到的太阳能比例约为63%。这可以与PV阵列的年太阳能输出进行比较。在这两种情况下——太阳能热或光伏——大部分能量是在春季、夏季和秋季收集的，冬季收集的能量很少。
你写道，“认为太阳能热容量在一年中最长的日子里被浪费的想法是主观的。”相反，这是一个事实，这是太阳能热系统和并网光伏系统的根本区别。这就是为什么许多太阳能热系统有特殊的阀门，需要在夏天的“度假模式”下翻转，以防止房主离开去看望奶奶一周时过热，以及为什么有些系统有一个“转储循环”。如果拥有并网光伏阵列的房主去度假，就不会有过热的风险，也不需要启动转储循环;家人不在的时候，电表就会倒转。
在某种程度上，这些都是对的
作为一个廉价的美国人，尽管是佛朗哥的后裔，我决定放弃热力学的深奥知识，转而研究经济数学。
以2000千瓦时的价格计算(就像我们在这里说的那样)，加上我们为电力支付的不合理的17美分，PV每年给你340美元的回报，不管你是用它还是把它送到电网，不管你是用它来热水还是用它来买等离子电视，就这件事而言。
如果ST的运行效率为60%，燃油费用为3.75美元，锅炉效率为78%，那么ST每年可为您节省约300美元。这比任何浪费的容量都少，我可以对此吹毛求疵，但可以肯定的是，它总是一个适度的分数。
你的概念还有夏季免费空调的福利。而且，你的2.0 COP对HPWH来说是微不足道的，所以至少在天气变暖的时候，这对你来说是一个相当大的额外节省。这两点在某种程度上是一样的。
因此，如果1.7千瓦的光伏发电和典型的2面板/120加仑ST热发电的成本真的相等，那么它就不接近了:你的建议要好得多。
但是，这是我在文章末尾关于ST安装成本的观点，ST真的应该花费更少。如果ST是6000美元，PV是1万美元，那么生命周期成本将倾向于ST(我自己安装了60个ST管，价格远低于5000美元)。
总的来说，在千瓦时成本比这里低的地方(我认为实际上到处都是)，光伏发电的理由变得越来越弱。但是，如果将ST的优势与使用天然气的成本进行权衡，情况就更加真实了:ST甚至不能接近合理。后者比前者更常见。仍然优势PV-HPWH。
我同意你的观点。PV-HPWH在绝大多数情况下会更好。
此外，充分披露:我大约两周前开始研究/购买HPWH。
现在是下午5点，华氏70度，阳光明媚。我想这对我来说已经足够了。很棒的文章，我明白了。
对Jason Chenard的回应
杰森,
看来我们最终还是达成了一致。正如我在文章中所指出的，“在接受本文给出的建议之前，请使用特定地点的能源生产数据和当地设备成本和安装成本，比较太阳能热系统和光伏系统的成本和能源生产数据。”
我尽力做到数学上公平。但如果你想更接近这条线——假设每年2140千瓦时而不是2000千瓦时，COP是2.35而不是2.0，每天的热水需求是44加仑而不是64加仑……人们很快就会发现，数学上对PV的支持是多么强烈——如果你家里的某个地方有一个HPWH，如果你不害怕HPWH在冬天偷走你家的热量，如果你不担心HPWH设备过早故障。
考虑到光伏相对于太阳能热的维护问题更少，甚至可以提出一个论点，即光伏+电阻水加热比太阳能热系统更有意义——特别是如果你住在太阳能承包商对安装太阳能热系统收取高额费用的地方。
抵抗是徒劳的吗?
考虑到目前的趋势，PV+ER的数字要多久才能真正有意义?它有KISS原则。还有分贝……
光伏+电阻式热水器
马丁，你刚从我嘴里偷走了问题。如果你把额外的3000美元(你最初的1万美元)花在更多的PV上，而其他一切都保持不变呢?很明显，你会输掉COP，但在奶奶家，计价器会转得更快。
为这些放弃一篇好文章
这是一篇很好的文章，对于我们这些试图决定走哪条路的人来说。我必须为我们这些真正在北方的人调查一下这个问题。谢谢。
Thorsten Chlupp有什么要说的??
Martin，你说的HPWH + PV很有吸引力。我得为渥太华计算一下!
我想听听托斯滕·克洛普对这个问题的看法。他自己的房子是被动式的，有12个太阳能集热器，这些集热器输入一个5000加仑的两层水箱，提供他100%的DHW和几乎所有的空间供暖(一个砖石加热器用作备用)。这一切都发生在阿拉斯加，那里有两个月没有太阳!
尽管除了他必须定制的1000美元的油箱外，几乎没有关于这样一个系统的总成本的信息。
太阳能热能还没有消亡
“在北部各州，一个典型的住宅太阳能热系统包括两个4英尺× 8英尺的集热器和一个120加仑的太阳能储罐;这种系统的安装成本约为1万美元。”
你说的是北部各州，所以我不能说这个数字，但我在南部安装，特别是亚特兰大，你提到的典型安装将在5000美元附近。扣除30%的联邦税收抵免和35%的州税收抵免后，你的自付费用不到2000美元。所以我不会反驳你在你的地区所提出的报价，但在我们的实际情况下，1万美元的数字是完全不成比例的。
我查了DSIRE网站，发现除了30%的联邦税收抵免外，马萨诸塞州。和威斯康辛州除了大量的公用事业补贴外还有州补贴。(你文章中提到的两个州)
http://www.dsireusa.org/summarytables/finre.cfm
你给出的1万美元是在奖励之前还是之后?
乔治亚州并不是一个特别支持可再生能源的州，我知道北方的几个州，即新泽西州和纽约州，在SHW上提供的激励措施比我们这里的要好得多。所以我认为在东北部的一些地区，一个住宅安装的成本远低于1万美元是非常合理的。
您没有具体说明SHW需要哪种类型的维护。真的很少。如果安装得当，乙二醇大约每十年需要更换一次。排水系统根本没有这个问题。格兰富水泵在服役20年后依然运转良好，这并不罕见。藏家一般都有12年以上的保修期，至少可以使用30年。我拆下更多的系统是因为房子需要新屋顶，而不是因为系统故障。
你确实在最后对你的陈述进行了修饰，说根据你的地理位置，这可能更有意义。一些评论提到了真空管技术，它比平板更适合寒冷的气候。你所引用的冬季效率是否考虑到了这一点?在我所在的纬度，即使在冬天，一个小水暖也能满足大约50%的热水需求。对于大多数应用来说，提供100%的需求，无论是光伏还是SHW，都不是很现实。
(我很欣赏这个照相插头)
“当然是定律
“当然，热力学定律也适用。热量来自地下室的空气。然而，大多数房主并不真正关心他们的地下室温度是55度还是60度。”在重新阅读之后，我觉得这并不是一个可行的论点，就像一开始看起来的那样。当房间温度降至55华氏度时会发生什么?下一个循环不是要把温度提高到华氏50度吗?迟早，你的锅炉或其他热源会起作用，或者你的地下室会降到土壤温度，不是吗?那么，免费供暖的控制因素不就是土壤温度吗?按理说，如果这个装置在有条件的空间里，它迟早需要帮助。我错过什么了吗? I do like this concept, however, and will be chatting w/ those involved w/ this up here.
太阳热能DHW在阳光充足的地方效果更好
这是很明显的，但说真的，我不会很快在西雅图或缅因州开一家太阳能热生意。
马丁,
1.这些简化系统的2000美元是我实际的零售安装价格，而不是NREL的猜测。自1979年以来，我一直在设计和安装SHW系统。我同意NREL在过去的成本估算中常常过于乐观。
2.我们正在测试的低损耗集热器在较高的单箱温度下损失不到10%。https://securedb.fsec.ucf.edu/srcc/coll_detail?srcc_id=2009004C
3.Bradford White在太阳能领域工作了35年之后，终于做出了一种带有计时器的燃气单罐解决方案。这将大大减少10%的惩罚:http://greenbuildingindenver.blogspot.com/2011/08/important-new-solar-tank-from-bradford.html
4.我的梦想泵最近推出:http://sun-pump.com/pumps.htm
它消耗的能源和成本仅为常见品牌Laing、El Cid、Wilo、Grundfos和Taco的五分之一。这个泵比我的逆变器安静得多，所以分贝不是问题。它的额定使用时间是3万小时。
5.在2000美元的水平上，光伏价格必须下降约三倍才能与SHW竞争。不过，我预计它最终可能会实现。这对我来说没什么，因为我宁愿屋顶上只有一个太阳系。
6.HPWHs在寒冷的气候条件下不会有很大的市场渗透，除非他们制造一个分裂的系统。然后热量会从房子外面被带走。这将增加1000美元的大部分劳动力，而一个独立的HPWH已经非常昂贵，价格在1400- 1600美元之间。
7.如果有人仍然对SHW感兴趣，并且您想更好地了解所涉及的成本，请阅读以下内容:http://www.builditsolar.com/Experimental/PEXColDHW/Overview.htm
Gary Reysa，波音公司的退休工程师，已经为你揭开了所有的谜团。
对肖恩·赫伯特的回应
肖恩,
你关于使用电阻热水器的问题提得很好。这是你要求的数学:如果你在光伏系统上投资1万美元，每瓦支付4.54美元，你将获得2.2千瓦的系统。该系统将在波士顿每年产生2736千瓦时的电力。利用电阻热，将一加仑50度的水加热到120度需要0.171千瓦时，所以你每年将得到16000加仑的热水，或者每天44加仑。根据最近的两项研究，这几乎正是美国和加拿大家庭的平均用水量。
假设一个家庭拥有价值1万美元的太阳能热系统，每天使用44加仑，太阳能比例为63%，这意味着他们的太阳能热系统每天只加热大约28加仑。即使使用电阻加热器，PV选项也能多产生37%的热水，而且麻烦少得多。
每天生产28加仑——相当于太阳能热系统的输出量——你只需要一个1.4千瓦的光伏系统(在波士顿)，成本约为6300美元，而不是1万美元。
谢谢你提供这些计算。我决定在我的文章中加入他们。
莱斯·戴尔和凯文·迪克森的出价
因此，莱斯戴尔提出以5000美元的价格在一栋现有房屋上安装太阳能热系统，凯文·迪克森提出以低于莱斯戴尔的价格，以2000美元的价格安装一个太阳能热系统。我能对你们说的就是——在马萨诸塞州开一家加盟店。用不了多久你们中的一个就会掌控整个州的生意。
然而，莱斯，正如我最近的数学计算所显示的，在马萨诸塞州，一个价值6300美元的光伏阵列产生的热水和你价值5000美元的使用电阻热水器的太阳能热系统产生的热水一样多，并且有可能使用热泵热水器产生两倍的热水。
对Stephen Magneron的回应
斯蒂芬,
我不知道Thorsten Chlupp为他的太阳能热系统花了多少钱，但我很乐意做一些粗略的计算来估计复制他的系统需要多少钱。一个4英寸× 8英寸的平板太阳能热收集器的成本约为900至1,000美元(加上运费);在费尔班克斯，我们设它为每只1100美元，或者12只13200美元。
我找不到5000加仑油箱的价格，但是这是爱达荷州一家名为swift的公司会以14448美元的价格卖给你一个1570加仑的非加压不锈钢油箱。我们设它是16000美元，包括运费，我们买3个。(假设承包商可以花1000美元安装一个5000加仑的储水箱，这是非常不现实的，这是托尔斯滕报告的成本。)
所以，加上12个太阳能收集器，我们总共花了61200美元。
在我们买了管道、泵、控制器和储罐绝缘材料之后，我想我们在材料上要花7万美元。我让你估算一下人工费。
对莱斯·戴尔的回应
莱斯,
当然，你是对的，联邦退税和地方激励计划降低了大多数房主的太阳能热系统成本。然而，同样的激励措施也适用于光伏系统。所以如果你想用激励后的净成本，数学上降低了等式两边的成本，PV仍然是领先的。
对约翰·克林格尔的回应
约翰,
如果你担心高温高压制冷机可能会降低地下室的温度，从而影响地下室的性能或舒适度，你是对的——这是有可能的。
只有当你有一个好地方放它的时候，你才会想要安装一个HPWH。把它放在一个小而冷的房间或一个小壁橱里是一个糟糕的地方。放置它的好地方是一个大地下室，至少有一个加热设备(通常是炉子或锅炉)共用一个空间。
以下是研究人员的发现:只要地下室温度不低于55度，这些HPWHs就能很好地工作。许多地下室的温度都不会低于60华氏度，即使整个冬天都有暖通空调。在这种情况下，计算炉子或锅炉工作的难度是复杂的，答案可能从“一点点”到“不多”不等。
最后，正如我在另一条评论中指出的那样，PV +电阻热水器的计算结果相当不错。因此，即使你不想购买HPWH，与太阳能热系统相比，PV系统的优势也值得考虑。
马丁:明白了。谢谢。我是
马丁:明白了。谢谢。我今天要问一下我们选的公用事业公司(家庭展)关于PV的规格等问题，还有一家公司去年给我报价“大约8000美元”，购买了一个“最先进的”SHW系统。而且，托斯滕绝对不会花一千块装一辆党卫军坦克，除非有人在卖的时候喝醉了。一个化粪池的价格远不止这些。我想印刷的价格中遗漏了一个零，因为如果我没记错的话，那个油箱里面不是空的。我今天也会记得问问托斯滕。非常好的博客，对我来说非常及时。谢谢。
干杯,马丁
马丁，谢谢你的好文章。在过去的几年里，我一直在告诉我的客户……结果好坏参半。在最近的一个项目中，客户不顾我的建议，选择了一个价值8000美元的真空管系统(30根管子，80加仑的存储空间)，它将提供他们每年50-60%的热水需求，并留下大约2000千瓦时的电阻热来满足剩余的需求。只需不到3000美元，他们就可以安装Steibel Eltron HPWH (EF=2.5)，以获得大致相同的能源消耗。
我也期待着不久的将来，分体式热泵热水器变得司空见惯。在我的气候(中央VA)，我希望我们的年度COP在3.0到4.0之间，有更好的热水回收和更少的噪音(比HPWH的)…只要再多一点钱。
对John Klingel和John Semmelhack的回应
约翰和约翰，
听你们两位提到，在你们的地区，太阳能热水系统的典型报价是8000美元，这很有趣。
在昨晚的一个社交活动中，一位朋友告诉我，他正在参加一个家庭展览/能源博览会，并与一个太阳能热能承包商交谈，他对太阳能热水系统的报价大致相同——8000美元。当然，我不知道那是一个单收集器还是两个收集器的系统——是一个水箱还是两个水箱的系统——也不知道这个水箱是大还是小。
在大多数情况下，这些“家庭秀”的出价往往低于在工作结束时收到的发票。
不记得
马丁:我是一年前投标的，来自ABS阿拉斯加，907-452-2002，他们在这里安装了很多装置。我不记得细节了，因为我更感兴趣的是知道我们的网站是否适合太阳能热利用，并且知道价格在2年内会发生变化。我只是告诉技术人员:“这是地点，在南。3个卧室，2个浴室，4或5个人。”估计几百美元就可以了。”通过这个链接，我不得不猜测一下，如果有的话，这位技术人员的脑子里装的是什么产品。http://www.absak.com/catalog/index.php/cPath/216_230他们的重点是家庭热水，因为我们在最需要热量的时候得不到很多阳光。我不知道我们当时讨论的是什么系统，但不管它是什么，它都是八千美元安装的。随着我们接近建造时间，我将不得不重新检查所有这些。同时，如果有人对我需要什么、这个系统的质量等有任何意见，我将洗耳恭听。ABS在知识渊博和诚实方面享有良好声誉;我对他们就知道这么多。谢谢。顺便说一句:在家用展上，ABS的观点是光伏变得非常有竞争力，面板甚至可能变得更便宜。在不久的将来，太阳能热发电的价格将维持在这个水平。电力公司说:“计算一下你的数字，但你可能会在几年后为光伏支付费用。” (Define "several"??) That is all I know so far. And, yes, home show prices from at least some places may have a little bit of "angle" in them.....
阴谋
Semmelhack和我在发布前做了一些价格调整
大油罐费用
完全同意这篇文章，尽管大型坦克的成本比你想象的要便宜得多。我安装了两个5000加仑的油箱，每加仑1美元，包括运费。这些是混凝土的，而不是不锈钢的，因为里面的水是用来储存热量的，从来没有被用来饮用，淋浴等。我们走这条路是有道理的，因为这些是我们县消防局长为灭火目的所要求的。我们只是重新要求他们储存热水以备冬季使用(它在地下，用12英寸的EPS包裹，内部有定制的弯曲热交换器)
坚持热理论
作为一个没有车库来安置HPWH的北方人(不仅是一个坏主意，而且我没有车库!)，我觉得“HPWH依赖的热量来自哪里?”这个问题还没有得到充分的回答。霍拉迪先生，你写道:
你似乎对每件事都了如指掌，但却无法计算出熔炉的运行强度有多大?如果HPWH吸收熔炉产生的空间热量，看起来确实会有很多系统效率低下的问题。即使空间的热量在地下室，它也能缓冲生活空间受到地面温度的影响——地下室空气温度下降5华氏度可能不会让家里的人抱怨地板明显变冷，但这并不意味着炉子没有燃烧足够的多余油来抵消光伏热水系统的效率。
Secusol电器怎么样
在马萨诸塞州，我得到一个太阳能热水的报价是1.2万美元以上，我认为这并不经济，但后来我和一家只安装德国制造的Secusol家电的公司谈了谈，这是一种预先配置的系统，最初是为寒冷气候设计的。这可以安装约7000美元和州和联邦回扣带来的成本为3500美元。
该网站称Secusol系统的效率已经得到了马萨诸塞州清洁能源中心的验证。公司的总裁确实来看过我们的安装位置，所以这一切看起来都是合法的。
有人用过Secusol吗?
我也是，但我把它扔了
乔纳森·泰:我完全明白马丁的意思，在这件事上我和你立场一致。我只是不想把这个话题拖得太久，也许我还有更多的物理知识要温习。我一直在阅读有关惠普的报告，现在事情开始变得有意义了。热泵并不产生能量，它们只是移动能量。因此，无论它们将热量从空调空气转移到水中，都需要更换，这将需要您的其他热源(例如锅炉)。据我所知，我不认为这一事实是有争议的。与标准电热水器相比，HPWH的优点在于效率高。从http://www.energysavers.gov/your_home/water_heating/index.cfm/mytopic=12840当前位置热泵热水器利用电将热量从一个地方转移到另一个地方，而不是直接产生热量。因此，它们的能源效率是传统电阻热水器的两到三倍。”说了这么多，我仍然不知道用锅炉加热空气，然后把它转移到水箱里，是否比直接用锅炉加热水更有效。我看不出还有什么办法能更有效率。我的直觉告诉我，锅炉直接加热水的效率要高得多。我认为惠普的超级之处在于它使用温暖的外部空气来加热水。此外，如果水箱中的加热元件连接到光伏系统，那么太阳实际上直接加热水(减去逆变器的损耗，如果在有条件的空间，可能会增加房屋所需的btu，所以至少在部分时间内没有损耗)。所以，在我得到不同的教育之前，看起来在我的情况下使用PV发电将是一个非常有用的函数。电热器可以用来照明或加热水。我还有更多的跑腿工作要做，但这是我现在的想法。 BTW: AK does not yet give gov't rebates on this stuff, but if the Feds still do it when I need a system, great.
对Jonathan Teller-Elsberg的回应
乔纳森,
你写道，“我觉得这个问题是，HPWH所依赖的热量来自哪里?的问题还没有得到充分的回答。”简短的答案很清楚——“环境空气”——但长一点的答案是，“这很复杂。”我完全同意你的观点，目前缺乏数据和清晰度是不幸的。
我本可以公布一些计算结果，就好像这个问题已经简单解决了一样——但事实并非如此。我很想看到一些进行监测研究的研究人员的数据，我觉得最终我们会有更多的数据——但即便如此，这样的监测研究将是复杂的，很难建立。这不是一个简单的问题。
假装这个问题很简单，已经解决了，这很诱人，但并不准确。我邀请任何有好的数据的人在这里分享。
马克·罗森鲍姆(Marc Rosenbaum)在《科学》杂志上发表的一篇文章中出色地回答了这个问题2012年3月的问答专栏JLC，甚至连马克(如果有数字专家的话)也笼统地回答了这个问题:“这可能是一个很好的[HPWP]应用程序……(尽管)这不是一个好的选择。”
显然，HPWH从周围空气中传递热量，并利用这些热量提高水箱中水的温度。在一些房屋和一些安装地点，这意味着HPWH没有多大意义。在其他房屋和其他安装位置，HPWH可能是一个很好的选择。
要考虑的因素包括:安装热水器的房间的大小，房间的温度，房间是否在有条件的空间，房间温度下降是否会引起任何舒适问题，以及燃料的类型和用于供应空间热量的设备的效率。
请注意，我的文章还包括计算表明，即使是使用电阻元件生产家庭热水的房主也可能认为使用PV系统比使用太阳能热系统更明智。
对Rich Cowen的回应
有钱了,
我没有任何使用Secusol设备的直接经验，但Alex Wilson最近写了一篇关于GBA设备的博客评论。你可以在这里阅读他的评论:德国太阳能热水创新．
很多关于热泵热水器的模糊数学
根据EF测试，高压水轮机的效率是在~65-70F的近槽环境下。如果你说的是在50-55华氏度的地下室里运行，EF就不会那么乐观了，原因有两个。
答:(和一次)，水箱水和周围空气之间的δ t现在比试验状态高10-15F，这降低了热泵的运行效率。
B:水箱(和水箱附近管道)的备用损耗现在至少增加了20-25%(假设设定点为120华氏度)
在50-55华氏度的非条件空间中运行将导致比有条件空间的房间体积问题对效率造成更严重的影响。如图7所示:
http://www.advancedenergy.org/ci/services/testing/files/GE%20Heat%20Pump%20Water%20Heater%20Final%20Test%20Report%20%28Sealed%29.pdf
如果在50-55华氏度的地下室里，它的原位EF值真的超过1.5，我会很震惊的，这比标签上的值要低得多。
另一个模糊因素是表达的概念，即当地下室温度从55华氏度降低到50华氏度时，对舒适性没有影响与对空间热负荷没有影响是一样的。在典型的新英格兰地下室中，地下室和一楼之间几乎没有有效的隔热或空气密封，即使地下室平均温度降低5华氏度，也会显著增加平均热负荷，即使它不会改变房子里任何地方的舒适度。即使分隔层的整体R为R10 (U0.1)，上层房间的地板高度只有65华氏度，在一楼的1000英尺处，将δ t从10华氏度(地下室55华氏度)提高到15华氏度(地下室50华氏度)，通过地板到地下室的热量损失从1000英热单位/小时增加到1500英热单位/小时，增加了500英热单位/小时。在2000小时的采暖季节，这仍然是1百万英热单位或10热。在典型的R1非绝缘地板中，温度约为100热。
显然，我们需要更好的模式，但免费午餐几乎从来不是真正免费的。当小型分体式热水器出现时，它只从室外空气中吸收热量，建模变得简单得多，但delta- t在美国气候带5及以上也可能相当高，与3或更低的气候带相比，平均效率大大降低。
对Dana Dorsett的回应
丹娜,
这不是模糊的数学;它是监控数据。
Robb Aldrich在NESEA的报告中讨论了为国家电网、NSTAR和Cape Light Compact安装的14个HPWHs的评估。它们被安装在地下室。
通用电气热水器的平均COP为1.82，主要是因为它们的水箱很小。A.O.史密斯热水器的平均COP为2.13。Stiebel Eltron热水器的平均COP为2.35。
寒冷地下室的cop低于温暖地下室。然而，没有地下室一年四季都是寒冷的。夏季地下室温度高于冬季地下室温度。
所以我想我很惊讶……(回复mholladay)
．．．现场监测到的cop在低温地下室运行时竟然有这么高!?!这是严格的COP，还是有效的EF(包括备用和/或分配损失)?
他们是否(或如何)测量了与地下室热水器运行相关的空间热负荷效应?如果没有房屋真正的净能源使用，任何简单的(甚至是监控的)COP仍然处于模糊区域，因为它本身不是一个孤立的系统，无论热量是从房屋的热包络内的任何地方吸取的。衡量这一点可能会很困难或尴尬，但这并不意味着它可以被轻视或忽视，因为它没有导致舒适问题。(我非常赞同Marc Rosenbaum在jlline的文章中所写的观点。)
罗伯·奥尔德里奇的NESEA演讲(或其背后的数据)是否可以在网上找到?
HPHW在北方是坚果
HPWH在北方气候下很疯狂，原因有很多。
你们这些家伙和你们倾斜的研究都不喝汤了。
对Dana Dorsett的回应
丹娜,
据我所知，Robb Aldrich在他的研究中通过监测热水器的热水吸收率和热水器的用电量，以及进水温度和出水温度来测量HPWHs的COP。因此，计算中包括备用损耗而不包括配电系统损耗。
Q。“他们是否(或如何)测量了与所述热水器地下室运行相关的空间热负荷效应?”
答:据我所知，他们没有。罗布的一张幻灯片指出，“很难预测对空间供暖的具体影响。”
Q。“如果没有房屋真正的净能源使用，任何简单的(甚至是监控的)COP仍然处于模糊区域，因为它本身并不是一个孤立的系统，无论热量是从房屋的热包络内的任何地方吸取的。”
a:我同意!让我们希望未来能有更多的数据出现。与此同时，北方各州的水电怀疑论者仍然可以采用光伏+电阻热水器的方式。
对AJ Builder的回应
A.J。
再来一次……如果你不想安装，你可以不安装。尽管如此，我还是强烈建议您在决定花费数千美元购买太阳能热系统之前考虑PV +电阻热水器。
再保险
我不知道用化石燃料代替地下室的热量损失是否比用电阻电加热地下室更疯狂，这是你在地下室使用电热水器时通常会发生的事情。人们认为从水箱和管道中释放出来的热量到底去了哪里?
由于在目前的电子产品状态下，我无法让像咖啡机、烤面包机或数码相机这样简单的东西使用超过一年，我怀疑目前的pv(或HPWH)客户是否会像马丁那样拥有惊人的好运。
我看到这些人卖的系统看起来还算合理:
http://www.dudadiesel.com/solar.php
对Keith Gustafson的回应
基思,
在20世纪80年代初，我并不是唯一一个购买光伏组件的人。相信我，我自己的经历并不罕见。我有几个朋友都在我之后不久买了光伏组件(我们中的一群人住在离网的佛蒙特州北部)，我的朋友中没有一个人有过光伏组件故障。我的第一台逆变器(Trace型号)使用了20年。
在你链接的页面上，便宜的太阳能热系统都有非常小的水箱。油箱大小合理的系统起价为3,350美元(105加仑油箱)或3,875美元(132加仑油箱)。
再加上几百美元的运费。然后将材料成本翻倍，包括人工和安装费;加上利润和管理费用。这听起来不错——安装费用为8000或9000美元。
再保险
我不是想暗示你的经历很不寻常，我有七八十年代的设备，现在还能用。我只是大声地想知道，这种经历是否会在未来重演
太阳热能仍然有一个脉冲
我不得不同意你的大部分逻辑，但是……我想我可以从俄勒冈州的市场中借鉴一些观点。
俄勒冈州的市场就是见证。2011年，该州安装的太阳能热水器不到100台，而光伏系统则超过1200台(平均尺寸约3.6千瓦，平均成本约6美元/瓦)。但是，“非能源”经济对光伏非常有利。在俄勒冈州，该州的税收抵免和公用事业项目为光伏发电提供的财政激励是同等发电量的太阳能热系统的四倍。其结果是，许多房主用光伏技术铺设屋顶。
我就是其中之一，但我有一些买家的悔恨。我能够在我普通的屋顶上安装2.8千瓦的光伏，每年发电约3100千瓦时。如果我能省下64平方英尺的热能，我的总收集量就能增加60%以上。我将拥有一个2.3千瓦的光伏系统和一个太阳能热水系统，每年总共将产生大约5000千瓦时的电力。像许多人一样，我有一个燃气热水器和一个新生婴儿(负荷很大……)。
移动部件/可靠性:我会把我的钱放在一个好的青铜循环器上，而不是大多数逆变器和所有的热泵热水器。
成本:我不想赘述，但每瓦4.10美元可能是“中国在倾销”的价格，我们可能不会继续看到光伏成本的稳步下降。
PV / HPWH是一个令人兴奋的前景，具有潜在的引人注目的经济效益，但从长远来看，可能不是最好的社会解决方案。太阳能热目前太贵了，但在屋顶空间有限的情况下，我们需要将除颤器应用于太阳能热市场，以降低成本，并节省一些屋顶空间，因为这种技术的能量密度是光伏的两倍。毕竟，在世界上很多地方，安装太阳能热水系统只需要1000美元甚至更少。
对Robert Del Mar的回应
罗伯特,
我也喜欢青铜循环器，但它们并不便宜，而且它们最终会失效。令人惊讶的是，光伏组件是多么坚固和长寿。
与太阳能集热器相比，你似乎更关心光伏模块所需的屋顶面积，所以我做了计算。实际上，所需的面积是完全相同的。在波士顿，一个带有两个4'x8'集热器(64平方英尺)的太阳能热系统产生了一个家庭使用热水的63%(家庭每天使用44加仑中的平均28加仑)。要用COP为2的HPWH制造那么多热水，你需要一个额定功率为0.7 kW的光伏系统。由于波士顿的光伏阵列产生0.037千瓦时/平方英尺/天，这样的光伏阵列将测量64.5平方英尺-几乎与太阳能集热器完全相同的大小。
如果你使用电阻热水器，你当然需要一个更大的光伏阵列——一个129平方英尺的。
关于你所说的“在世界上很多地方，用1000美元或更少的钱就可以安装太阳能热水器”，我可能会回答:“那又怎样?”如果你说的是非洲和印度，那里的气温永远不会降到冰点以下，劳动力也很便宜，你很可能是对的。
但你的说法与委内瑞拉汽油每加仑12美分的观察结果相似。这倒是真的，但在佛蒙特州也没用。
光伏成本
我很想知道如何以4.54美元/瓦的价格获得一个好的光伏系统。也许如果你是一个经销商或安装商，你可以买到这么便宜的。我所看到的建议并不那么便宜。也许如果你买中国的模块。我不喜欢。
当你热的时候....
嗨,马丁,
你确实知道如何获得评论。
我不得不说在某种程度上我同意你的看法。
事实上，光伏基本上是一种电子技术，这使得它们在某种程度上容易受到摩尔定律的影响，尽管中国花了很多年的时间才把价格降到了这个门槛。
一美元一瓦的光伏是一个游戏规则的改变者。没有什么伟大的见解!
我猜想，随着时间的推移，我们将看到热泵与光伏系统在所有气候条件下的整合。并网系统的简单性不容忽视。
作为一个经历过泄密和失败的人，考虑建立简单的系统是很有吸引力的。
不过，我认为现在说太阳能热已经消亡还为时过早。将会有人销售低成本的消费系统，这种系统将出现在大众营销人员的商店里。它可能只是一个Fafco系统，但这并没有错。当然，Fafco系统的成本有点高，但这将会改变。
多年来，我们在低成本系统上搞砸了很多。我的感觉是，我们将有一个非常低成本的聚合物系统，它将在寒冷的气候中以低廉的价格运行。
我们一直在和加里在builditsolar.com一起研究低成本的热系统。太阳能热不需要中国公司制造集热器。如果它是黑色的，在阳光下，它通常是有效的。制作一个黑色的东西放在阳光下也很便宜。我们都知道这一点。
任何太阳能加热系统(以及任何PV/HP系统)都必须在低能耗建筑中工作。
就我自己来说，我住在缅因州海岸一个1100平方英尺的古董科德角的房子里基本上是R-65热壳这是可行的。当我们使用油时，我们的用油量是250g用于加热和热水。
我们现在使用1-2绳的木材在木材锅炉与存储系统和DHW在我们短暂的夏天HP。
我猜是200平方英尺。如果每隔一天天气晴朗的话，我们每年就能得到10英尺的太阳能集热器提供的热量和热水。这是一个便宜的系统。
我的感觉是，在这一点上，如果我在做另一个房子，它将是类似的3-5kw电网捆绑，以及一个1吨的分割系统作为木材/太阳能系统的备份。(过去三年里，我一直用不到一箱油的八分之一作为备用。)
我怀疑(希望和祈祷，因为我们制造储热系统!)，一个与寒冷气候空气源热泵“锅炉”相连的储热系统
这当然是可行的，也是公用事业公司的需求侧管理计划所喜欢的。
在缅因州的奈尔系统有几个空气源冷气候装置在等待。
至少我还在造坦克!
汤姆Gocze
美国Solartechnics
关于太阳能热系统还有一点
关于太阳能热水系统，我不得不补充另一点:它们中的许多比房主想象的要差得多(而光伏系统通常提供的能量和预期的一样多)。
我在读一本卡尔·麦克丹尼尔写的《踪迹魔法》他讲述了俄亥俄州一座零能耗房屋的设计和建造故事。他有一个能源顾问和一个LEED顾问——他需要的每个人都能帮助他做出正确的决定。房子包括一个真空管太阳能热系统。
值得赞扬的是，麦克丹尼尔花了六个月的时间监测系统的性能。这就是他的发现:“提供热水的能源中只有7%来自阳光(28千瓦时或2.8美元). ...在太阳能热水系统中泵送液体使用大量的电力，每年200千瓦时. ...两年后，我们拆除了真空管系统。”
3的想法
-我有一个70年代的老式排水太阳能热水系统;它仍然运行良好(尽管多年来一直在维护)。我住在旧金山湾区，它基本上满足了我们所有的需求(三个孩子，我妻子和我)，备用加热器每年大约需要100千瓦时的电量，我是这样做的。
-我在考虑在夏天使用吸收式制冷机来处理多余的热量-问题是它们不适用于单户住宅，而且价格昂贵。也许答案是不用担心，只要安装足够的光伏来运行高效的传统交流。
-即使你的数字差了一点，但事实是数字非常接近。光伏价格正在下降，而太阳能光热价格则有些停滞不前。现在我有一个两难的问题，如果我今天安装一个光伏系统，在我付账单之前，一个更新更好更便宜的版本就会出现。
真正引起我注意的是一篇文章，它认为“晾衣绳已经死了”，因为不把20美元花在晾衣绳、衣夹和两个挂钩上，而是把这20美元花在光伏上，就能产生足够的电力来运行我的烘干机一整年。
我最后的想法
这些数字是有效的，因为你可以用电网储存多余的电力。今天在美国的大多数地方都是如此。但这种情况很可能在未来的某个时候发生变化，因为公用事业公司指出，他们为你提供的是一项你没有付费的服务。到目前为止，光伏装置的数量还很小，这不是问题，但随着这个数字的上升，“净计量”很可能会被能源关税所取代。
今天，净计量使储存多余的电力很容易，可以储存6个月左右，但如果要收费，谁知道收费的结构，它可能会改变平衡，给太阳能热水带来好处，因为你可以很容易地储存一两天的热水。
在ME没有供暖的地下室中使用HPHW就可以了
第一。谢谢你的文章。
我们考虑过太阳能和/或风能，但我们的场地和位置并不理想。地形和房子都不容易安装，而且太阳能热水似乎也不会有什么效果。1万美元对于一个在冬天可能无法产生足够的热量来解冻的系统来说是一大笔钱。
其次，我想用自己的个人经历来补充一下，一位读者发表了一篇文章，说HPHW永远不应该在北方的气候中使用，等等。
去年春天，我们把传统的热水器换成了热泵混合热水器，总的来说，电费更低了。它位于公用事业地下室，只从热风管道工作和锅炉中获得辐射热。与外部的绝缘是最小的，上面的房间和空间没有绝缘，混凝土下面是花岗岩壁架。HPHW对我们的供暖状况没有任何明显的影响。地下室已经55了。50岁，最近是47岁。
我确实很明显地注意到，在冬天回收热水的时间比夏天要长，但就我们而言，它仍然应该比传统的加热器更有效。即使它只是部分提高了效率(1.25?? ?)Vs 2.0)，那就这样吧。
我无法量化今年冬天的节省，因为
A)我们的仪表有一个80倍的倍率，所以我们每个月都不能得到准确的读数。我们的仪表需要转80次才能算1，或者以80次的速度运行(不管他们怎么做)，所以有时我们的使用不会加到1，或者下一次跳过2。
b)热水的使用和其他大消耗设备(烤箱、热水浴缸等)取决于入住率，并且每个月、每年都有所不同。
C)我们有一个明显温暖的冬天，这意味着我们可以使用更多的木材取暖，使用更少的石油……大约是去年的一半…这意味着更少的热量进入地下室等等。
总的来说，我认为混合热水器是一个好东西…我同意，就寿命/耐用性而言，这可能是一场赌博。
它确实有很好的除湿副作用。地下室通常会从中受益。所以你不需要经常使用除湿机。
我建议不要把它安装在生活空间，因为当热泵运行时，它是相当响亮的。它也需要最小的平方/立方英尺来呼吸，所以你可以把它锁在壁橱里。至少它必须有一对百叶窗，我认为声音只会在一个小空间里被放大。而且，我怀疑你是否能很好地抵御它。声音控制并不像安装隔音装置那么简单。
我认为在南方气候下，HPHW可能是一个理想的车库，在那里它不需要把水加热那么多，有无限的热量可以提取，可以对抗湿度。
光伏价格、中国组件和电网
昨天，我的公用事业公司在我家安装了“智能电表”(而不是以前的“智能”电表)，这样我就可以打开6.2千瓦的光伏系统，这将给我的家庭带来一点点“额外的能源”(每年一次)。该系统的价格为4.32美元/瓦。这些电池板是由Q-Cells公司生产的，该公司在德国和马来西亚都有制造厂。不知道我的是从哪里来的。此外，我的教堂目前正在安装一个14.6千瓦的系统，该系统由夏普公司在美国制造。价格是每瓦4.60美元。光伏不需要中国公司来制造电池板。
关于电网，弗兰克·弗林写道:“这些数字之所以有效，是因为你可以把电网用作多余电力的存储。今天在美国的大多数地方都是如此。但这种情况很可能在未来的某个时候发生变化，因为公用事业公司指出，他们为你提供的是一项你没有付费的服务。”是的，我不支付公用事业公司使用电网作为存储。而且，我的公用事业公司也不会为我在他们最需要的时候送去电网的宝贵能源支付额外费用。公用事业公司认为目前的设置是一个公平的交易，这证明了它是多么的不公平。
为Lo Tech Solar欢呼
我总是从设置稻草人来说明观点中得到乐趣——比如比较昂贵的光伏热水和昂贵的太阳能热水。还有另一种方法——经典的水箱式(面包箱)太阳能热水器。1983年我在家里装了一个。我自己建造它将花费大约350美元，而不是马丁文章中引用的“当前”管式收集器系统的10,000美元。(它包括一个类似于热水器内部的水箱，一个绝缘的玻璃盒子，支撑到适当的太阳能角度，以及连接我的燃气热水器的管道。)加热器实际上是一个预热器，但它在夏天将水加热到滚烫，在寒冷的天气可以断开并排干。即使它只将50度的水加热到80度，这也是从太阳那里捕获的大量btu，这是免费的，而需要从天然气或电力中获取的热量要少得多。在安装这东西的29年里，我只修过一次——一个有故障的PTR阀滴了一点水，我花了大约5美元自己换了一个。没有活动的部分，没有消耗的能量超出了它所蕴含的能量。这些加热器在20世纪早期非常普遍——相比于在炉子上烧开水洗澡或在厨房里用可怕的“锅炉”烤每个人来说，这是一个很大的进步。 Then cheap natural gas caused the market for them to collapse. This totally passive solar water heating technology is still great -- but I guess it's not high-tech enough to attract much attention from today's techie greens.
安装物流青睐光伏，WREN即将到来
大约三年前，我写过同样的主题:
http://greenbuildingindenver.blogspot.com/2009/08/heat-pump-hot-water-heater.html
亮点:
1.运行SHW的管道通常比PV的布线更困难，对于更小更轻的PV板来说，为面板找到合适的位置更容易。
2.正如Martin刚才提到的，实际的现场SHW表现往往令人失望。
3.一个带有周边保温板的两车车库是一个与HPWH匹配良好的地热能源
然而，所有这些都是在我在评论19中提到的潜在的SHW成本突破之前。
“房间里最聪明的人”即将在丹佛召开的世界可再生能源论坛上开会:
可再生能源技术进步，2012年5月14日下午4:15 - 5:30
论坛-从根本上降低太阳能热水器的成本
杰伊•伯奇
美国NREL
对理查德·施密特的回应
理查德,
我不是一个“技术绿人”。在我的房子没有热水器之前，夏天我经常在室外洗澡，用花园水管的水在阳光下加热。我喜欢低技术含量的解决方案，我很高兴听到你在面包盒太阳能热水器上取得的成功。
在新英格兰，承包商在现有房屋中安装太阳能热水系统的费用为8,000至12,000美元。虽然你以为我说的是疏散管系统，但承包商对带有两个平板收集器的系统收取的价格大致相同。
面包箱加热器在寒冷的气候下不能工作。在佛罗里达州，这是一个很好的解决方案，但大多数房主没有时间、纪律或知识来关注温度计，并在系统冻结之前季节性地排水。我有朋友在他们的屋顶上安装了一个平板收集器，希望使用“记住在它冻结之前将其排干”的防冻方法。不用说，他们毁了收藏者。
低技术含量的解决方案适用于合适的房主。但是，作为政策问题，提倡需要季节性排水和密切关注温度计的解决方案是不现实的。
事实上，与太阳能热系统相比，光伏系统的问题更少，能源性能也更可靠。我希望这不是真的，因为我是一个老嬉皮士，记得“买一个55加仑的桶，把它涂成黑色”的日子——但它是真的。
对John Semmelhack的回应
约翰,
感谢你分享你的光伏系统的价格(4.32美元/瓦)——在不断增长的低于4.50美元/瓦的光伏系统列表中又增加了一项工作。
对弗兰克·弗林的回应
弗兰克,
你提出了一个新的担忧:即，今天的净计量安排可能在未来发生变化。当然，你是对的——他们可能会。但各种经济因素都可能发生变化;这并不妨碍我们根据当前情况做出明智的决定。
在未来，我们可能会看到全球水资源短缺、油价急剧上涨、天然气价格下跌、铜短缺——或者与所有这些预测相反。
就目前而言，我预计净计量合同将至少履行10年，也可能是20年——这是大多数热水器决策所使用的类型期限。当然，我也可能是错的。但我不建议任何人在做出经济决策时假设与当前形势相反的因素——如果我们这样做，生活就会变得太复杂。此外，我们的预测很容易出错。
有趣的因素
我不太确定它能带来多少价值，但我可以告诉你，太阳能热系统比光伏系统有趣好几倍。PV太无聊了。
如果HPWHs上有更多的传感器，显示更多的数据，那么对于机械工程师来说，HPWHs可能会变得更有趣。
太阳能热能已死
我用的热水是Stiebel Eltron Tempra Plus 24，这是一款几乎100%高效的按需电热水器。我的密封信封里不需要通风。此外，我还通过一个5.4千瓦的光伏系统生产自己的电力。在我那1300平方英尺的平房里，已经没有地方放一个1500加仑的油箱了。相比之下，SHWS似乎没有必要那么复杂和昂贵。
回应凯文·迪克森
凯文,
“PV太无聊了”?显然，您需要为PV系统购买更多的电表。在客厅的墙上放几个数字和模拟表——包括电流表和电压表。它们看起来很有趣。
如果您需要更多的乐趣，可以连接一些蜂鸣器或铃声，使其在数组输出的高端响起，以便铃声只在异常高产的日子响起——例如，在凉爽的三月天，有一些积云。更多的乐趣!检查仪表!哦,男孩!
或者你应该在户外的电能表上安装一个远程摄像机——这样你就可以在客厅的电视上看到电能表向后旋转。
哇……在你得出这个结论之前，先看看自己的处境
ST当然面临着一些挑战，其中最重要的是可再生能源补贴结构的不公平。然而，NREL本身已经证实，该国某些地区是改善SHW系统经济效益的理想地点。科罗拉多州就是这样一个地方，那里有充足的阳光和寒冷的地下水，这使得ST成为该州最经济的供暖方案之一。对于某些类型的商业应用(如文章中所指出的)以及目前使用电力或丙烷供暖的住宅和企业来说，这一点尤其正确。在这些情况下，系统可以看到6年的投资回收期和可观的投资回报率，更不用说不依赖于不稳定的燃料成本。
此外，NREL的研究人员正在积极追求2000 - 3000美元的系统成本目标，预计在未来五年内，这个价格范围内的系统将上市。最后，我们都知道天然气价格最终会上涨。即使在美国中部的大型项目取得成功，也将建设基础设施，将其输送到价格高昂的沿海市场，从而降低成本，从而提高科罗拉多州等州的成本。随着这些价格的上涨，ST系统价格的下降，对于像我这样有热水和家庭热水需求的人来说，追求ST就更有意义了。
所以，在这个国家的某些地方，ST可能处于停滞状态，但在科罗拉多州，它对我们25-30%的居民有很好的经济意义。查看科罗拉多州太阳能热路线图，了解更多关于这一观点的细节:http://bit.ly/AjAtIE
我不明白
也许我遗漏了什么，但我看不出这背后的物理原理:
1)光伏vs太阳能热输出
光伏(对阳光充足的北加州的乐观估计):1500千瓦时/千瓦/年/ 100平方英尺/千瓦= 15千瓦时/平方英尺/年
太阳能热:1000 BTU/ft2/天/ 3413 BTU/kWh × 365天/年= 107 kWh/ft2/年
即使考虑到热泵的COP和太阳能热输出不能100%被利用等因素，这也是一个很大的效率差距。此外，太阳热能受云层、次优定向等影响较小。在上面关于“适当大小”的太阳能系统的引用中，“适当大小”的描述是有争议的——我认为这是指一个加压的乙二醇系统，它的大小是为了100%的夏季输入而故意避免液体过热。使用标准的排水系统(更简单，更便宜，维护成本更低，防冻和过热保护，效率更高)，我们可以看到每年70%的DHW负荷，使用另一个面板(+ 1500美元)，我们可以在被动式房屋项目中获得90%的DHW和空间供暖。这是加州北部，当然，但这需要更多的光伏。与我交谈过的欧洲人认为，太阳能热在美国定价过高，主要是因为市场渗透率低，而且每个系统基本上都是定制的，而不是在现场“安装”。当你降低整体供暖需求时，所需的太阳能热系统的尺寸减小，同时可用的部分增加。对于可再生能源系统来说，效率是伟大的!
热泵热水器
空气体积热容量(25ºC/77ºF): 0.001297 J/cm3/K
水的体积热容量(100ºC/212ºF): 4.216 J/cm3/K
4.216/0.001297 = 3251，所以你必须冷却3251 ×空气的体积来提高等量的水
有7.48加仑/平方英尺，一个2000平方英尺的房子将有大约2000 x 0.75 x 8 = 12000平方英尺的空气，所以我可以加热12000 /3251 x 7.48 = 28加仑的水1º通过冷却整个房子1º。
如果我们假设这个2000平方英尺的家庭每天使用28加仑120华氏度的水(保守)，而水进入60华氏度(乐观)，我们需要每天将房子冷却60华氏度来提供DHW。这在夏天可能很棒，但在冬天却相当粗糙。
在大多数情况下，我们的社会必须朝着更多地依赖可再生能源、更少依赖化石燃料的能源基础设施发展。因此，我们应该努力制定与此兼容的策略，并强调通过发电减少负载而不是仅仅转移负载。在可再生能源发电程度很高的欧洲国家，他们已经遇到了这个问题。如果经济补贴将人们引向不合理的方向，那么这些钱就是不明智的浪费。
回复莱斯利·贝尔
莱斯利,
对不起，我不信。与佛蒙特州相比，科罗拉多州等阳光充足的地区也受益于更高的光伏输出，而不仅仅是更高的太阳能热输出。我不在乎NREL多少次提到它的目标是找到一个神秘的承包商，愿意为安装的太阳能热系统收取2000到3000美元的费用——一遍又一遍地重复这个目标并不能使它成为现实。
对格雷厄姆·欧文的回应
格雷厄姆,
你最大的错误是你假设太阳能集热器收集的所有热能都是可用的。它不是。这与光伏系统截然相反，因为光伏系统的所有电力输出都是可用的。
很少有房主或太阳能热安装人员对太阳能热系统进行了整整一年的监测，准确监测的就更少了。要做到这一点，需要在热水箱上安装水表;传感器记录进水和流出热水的温度;在备用热水器上安装燃气表或电表。那些做过这个练习的人发现，大多数太阳能热设备安装人员夸大了设备提供的太阳能比例，低估了备用热水器使用的燃料。
此外，许多房主在进行这些计算时忘记包括运行太阳能热泵所需的寄生能源使用。
什么错误?
我说:“即使考虑到热泵的COP和太阳能不能100%被利用的事实，这也是一个很大的效率差距。”
我所报道的太阳组分是基于LBNL的监测。
在你的分析中，你似乎忽略了冬季运行HPWH的寄生热负荷。对此有何看法?
负荷减少vs.负荷转移
我一直是PV /热泵热水器的忠实粉丝，但想到带有电阻的PV现在可能具有经济意义，我大吃一惊。多么了不起的想法!绝对让我大吃一惊。我同意，但我发现了两个潜在问题:
1.对于那些偏执的防空洞类型来说，他们宁愿有一个太阳能热系统，当电网中断时，它仍然可以(潜在地)提供热水(水泵可以由电池驱动)。
2.正如格雷厄姆所暗示的那样，德国的问题是光伏发电太多了，例如:
http://theenergycollective.com/geoffrey-styles/46058/german-solar-too-much-good-thing
“…(太阳能)容量在晚上不产生任何电力，但在晴朗的夏日中午仍向电网输送1兆瓦的电力……这种差异会影响到电网必须有多少备用容量，同样也会影响到随着太阳能产量的逐日和季节性增长，有多少其他容量必须脱机。”
遗憾的是，在美国，我们离这个问题还有很长的路要走，但在基础设施层面上，我们需要考虑这个问题。也许下一个要补贴的是电池?
http://www.futureoftech.msnbc.msn.com/technology/futureoftech/solar-cells-batteries-could-go-viral-295634
http://blogs.discovermagazine.com/80beats/2008/08/01/new-oxygen-hydrogen-battery-could-be-key-to-storing-solar-energy/
谢谢你的新话题——它确实激发了很棒的讨论!
致格雷厄姆·欧文:关于你的错误
格雷厄姆,
你的错误在于你大大高估了太阳能热水系统的有用太阳能热输出，因为你的热计算是基于集热器的理论最大输出，而不是监测数据。
您估计北加州的太阳能热系统将产生107千瓦时/平方英尺/年的热能(面积指的是太阳能集热器的面积)。这可能是对的，但据我所知，没有一项监测研究得出一个家庭在住宅装置中实际使用的热水的数字。
以下是我所知道的两项监测研究的数据:
1.来自Steven Winter Associates的Robb Aldrich和Gayathri Vijayakumar分析了两个住宅太阳能热系统的数据:一个在马萨诸塞州的哈德利，另一个在威斯康星州的麦迪逊。Aldrich和Vijayakumar在2006年7月12日在科罗拉多州丹佛市举行的美国太阳能学会会议Solar 2006上发表了一篇题为“寒冷气候家庭中太阳能热水的成本、设计和性能”的论文，报告了他们的发现。
他们的结果是:两个系统(家庭使用的太阳能)的平均输出为36千瓦时/平方英尺/年。
2.我所知道的第二项监测研究是由NREL的保罗·诺顿(Paul Norton)和克雷格·克里斯滕森(Craig Christensen)进行的“经济适用的零能耗住宅的低温气候案例研究的性能结果”。该论文于2008年1月在纽约市举行的ASHRAE冬季会议上发表。诺顿和克里斯滕森报告了科罗拉多州麦岭市“人类家园”零能耗住宅一年的性能数据。
他们的结果是:系统的输出(家庭使用的太阳能)为6.7千瓦时/平方英尺/年。如果你从太阳能热输出中减去水泵使用的寄生能量，输出下降到只有5.7千瓦时/平方英尺/年。
[关于这个话题的更多信息，请看我回复凯蒂·霍尔巴赫后的评论中的表格。]
对凯蒂·霍尔巴赫的回应
凯蒂,
1.你建议“偏执的防空洞类型”坚持使用太阳能热系统。我也写了类似的东西:“太阳能热系统对于离网家庭来说仍然是有意义的。”
2.你写道:“遗憾的是，在美国，我们离这个问题(安装了如此多的光伏，以至于电网难以处理)还有很长的路要走。”我同意——我们离这个问题还有很长的路要走。
每平方英尺能量输出
Robert Del Mar和Graham Irwin都提出了关于每平方英尺集热器的能量输出的问题，主要的一点是(他们声称)如果你的屋顶面积有限，你每年可以从给定面积的太阳能集热器中获得比光伏组件更多的btu。
这是一个有趣的问题，但坦率地说，对大多数美国人来说并不那么重要。然而，如果你的南屋顶面积很小，就值得做一下计算。
通常情况下，使用太阳能集热器每平方英尺可以获得更多的btu，但并非总是如此。有几个重要的因素需要记住:
1.如果你用你的电力生产来运行一个COP为2.0的高压水轮机，在比较这两种技术时，你可以将光伏发电的千瓦时数字翻一番。
2.太阳能热系统产生的有用能量变化很大。两个最重要的因素是气候(晴天比阴天产生更多)和家庭使用热水的加仑数。高用电量的家庭比节约热水的家庭从太阳能热系统中获得更多的可用能源。
下表总结了讨论中的数据。参考研究报告如下:
1.Robb Aldrich和Gayathri Vijayakumar，“寒冷气候家庭中太阳能热水的成本、设计和性能”，于2006年7月12日在科罗拉多州丹佛市举行的美国太阳能协会会议Solar 2006上发表。
2.保罗·诺顿和克雷格·克里斯滕森在2008年1月于纽约举行的ASHRAE冬季会议上发表了《经济适用的零能耗住宅的低温气候案例研究的性能结果》。
点击下面的图片放大表格。
对罗伯特·德尔玛的回应
嗨,马丁,
同意了。大多数光伏组件使用寿命很长。我把我的青铜循环器放在HPWH上，而不是光伏模块上。我认识一个两年内打了第三场比赛的HPWH球迷。但我不想用具体的失败例子来推翻高压水处理系统，我相信这对许多家庭来说是一项很有前途的可行技术。太阳能热水系统也是如此。
减少的光伏空间要求适用于屋顶采光空间有限的家庭。如果一个房主只有70平方英尺的采光屋顶，我怀疑他们能以不到5000美元的价格安装一个0.7千瓦的系统。这种HPWH解决方案的成本与具有相同数量活动部件的太阳能热水器大致相同。
我相信，从世界其他地区的低成本系统中吸取的教训，将为美国市场提供低于5000美元的耐冻SWH系统。
没有错误!
马丁,
在我看来，这个讨论(至少)有四个方面:1)物理方面，2)工程方面，3)经济方面，4)常识。我自己倾向于先看物理，从工程学的角度看什么是可能的，从经济学的角度看什么是合理的。当我评估一个提案时，我会寻找所有四个方面的一致性。如果没有，我需要回过头来检查各个方面可能出现分歧或冲突的地方。
物理学上说，每平方英尺的太阳能热集热器比光伏集热器能提供更多的能量，而且两者的输出在夏季都比冬季高得多。从经济学角度来看，太阳能集热器每平方英尺的成本也比光伏便宜得多。
工程问题是如何利用现有的能源。对于光伏发电来说，最好的选择是并网发电，这样夏天的剩余电力就可以用在其他地方，而且可以抵消冬天的化石燃料成本。对于太阳能热，如果没有大型的季节性存储(对于极端气候以外的许多情况，如费尔班克斯，AK，这是一个昂贵的解决方案)，除了接受低于100%的可用能源利用率，别无选择。在有乙二醇用于冷冻保护的太阳能热系统中，典型的方法是为100%的夏季太阳能馏分调整集热器的尺寸，这样乙二醇就不会过热。物理学告诉我们，这意味着冬季的产量要比这低得多，正如你文章开头所暗示的那样。一个系统的规模为50%的夏季太阳能部分将有更低的年输出，依此类推。正如我在最初的“错误”帖子中所描述的那样，我们不会将这种类型的系统描述为“设计良好”，这就是为什么我们设计排水系统，它没有过热问题。这使我们能够对每年的太阳能馏分而不是乙二醇过热的太阳能集热器阵列进行成本优化。当这与高效建筑(如被动式房屋)相结合时，结果比你提到的报告要好得多。由于我们的目标是高性能，低能耗的项目，我们发现太阳能热为我们的DHW是一个好主意，并且在一个更大的集热器阵列上分摊水箱，泵等的成本，也提供了大量的空间加热，这在经济上是有意义的，即使光伏也包括在项目中。 Thermodynamics tells us that the least complicated system is best, meaning that the energy is transformed the fewest times, ie sun to water directly.
不管怎样，回到你的提议上来。即使我接受这样一个前提，即在北方气候的人们整个冬天在地下室里开空调来加热热水，然后净扣除运行热泵的电费和夏季光伏生产的额外加热燃料，这对我来说从物理学的角度来看是没有意义的，从常识的角度来看也是如此。
你的观点可能不是说这是个好主意，而是目前对光伏的激励措施正在产生逻辑上反常的结果。从你的文章中看不清楚这一点，所以有人让我回复。正如我在第一篇文章的末尾所说，如果有补贴可以使这种方法在经济上可行，那么在我看来，这是浪费金钱，而且会对社会造成危害。
对格雷厄姆·欧文的回应
格雷厄姆,
你没有提供任何与我所说的相矛盾的信息。不管纸面上的理论计算如何，在现实世界中，在没有任何补贴的情况下，用PV加热家庭热水的成本比用太阳能热系统要低。这是因为光伏设备对于同等的能量输出来说更便宜。到目前为止，光伏系统的维护问题也更少。此外，设计糟糕的太阳能热系统远比设计糟糕的光伏系统更常见(尽管我两者都见过)。
如果你不能使用太阳能集热器的能量，如果你负担不起一个隔热罐来储存它以备冬季使用，那么关于太阳能集热器的夏季能量生产的纸面计算是无关紧要的。要确定太阳能热系统中有多少热水是实际可用的，唯一相关的数据是来自已安装系统的监测数据。
多么精彩的讨论啊!
这篇文章确实引起了我的思考。这使得我想要自掏腰包来监测一堆太阳能热水系统的实际太阳能分数，并监测一些热水器热泵，以确定由于使用而增加的家庭供暖系统的燃料使用!马丁，你真是选对了人。
我偶尔会在佛蒙特州安装太阳能热系统，据我所知价格非常公道，而且我也同意，安装一个标准的双罐预热、封闭循环SHW系统，在屋顶上安装集热器，而现有的水加热系统在地下室，通常需要8000美元左右。大部分成本是设备，而不是劳动力。我听说我们州的其他“交钥匙”系统价格接近1万美元。因此，我对你的评价很感兴趣。如果时间允许，我打算自己在电子表格中运行一些数字。谁会想到呢?
这其中有一个令人不安的方面，我觉得它仍然被掩盖了。我住在佛蒙特州，离你不远。如果我在地下室安装一个空气-水热泵，COP为2.0，我知道热量从哪里来。我从10月1日到5月1日为家里供暖，一年有七个月。在这七个月里，我换掉了一些热量，比如，通过墙壁传导的热量，从开着的窗户流失的热量，从我的排气通风系统中吸出来的热量，或者通过空气-水热泵“转移”到我的热水系统中。都是一样的。其热力学。
空调包络内空气-水热泵COP的经济意义与包络外热泵COP的经济意义是不一样的。从热力学上或经济上讲，COP不是一个总能量方程。它是BTU(或kWh)的收益除以运行热泵的电力“成本”的比率。如果我是，就像我在家里一样，移动我已经用我的供暖系统产生的热量(即:支付的热量)，我需要在我的方程中包括用于产生(或替代)热量的燃料。在这种情况下，热泵实际上是低效的，因为我可以直接将热量转移到热水系统，而不需要首先加热空气，然后使用电热泵从我的加热空间“回收”它。
太阳能热能和热泵的区别在于太阳能热能是从太阳收集的热量。如果我们量化太阳能热循环器相对于我们收集的热量的电力需求，我们也可以为太阳能分配一个COP。PV-HP组合从太阳获得泵电，但其热量来自外壳内部，热量将在采暖季节被替换。这不是一个安慰性的问题。如果我们在经济学上比较苹果和苹果，就不会。热力学仍然需要25,656 BTU“移动”到热水器中，以便将44加仑的热水从50度加热到120度，这将使我从地下室到二楼的整个21000平方英尺的房子冷却(0.028 BTU/ft3/ F度)，相当于44度。在7个月的时间里，我的供暖系统产生了25,656 BTU的热量，通过空气“移动”到热水系统中。除了泵的能量外，每天还多出7.5千瓦时。这似乎已经脱离了经济平衡。我既找不到燃料成本，也找不到提供7.5千瓦时热水的设备的资本成本，因为我们是在比较设备。
我同意未来的分裂系统会带来很大的不同。如果热量实际上是由外壳外的热泵收集的，那就不一样了。否则就得有人来计算另外的7.5千瓦时/天。它不会奇迹般地实现。公平地说，我会把210天的7.5千瓦时的电量加到光伏系统中。
对Michael Horowitz的回应
迈克尔,
谢谢你核实了太阳能热水系统在佛蒙特州的价格是8000到10000美元。
我很高兴你有足够的兴趣来监控佛蒙特州太阳能热系统的性能。如果你发现双集热器系统的太阳能比例高于63%，我会很惊讶的。这里是一个简单的投资回收期的粗略计算，假设我们将它与使用每千瓦时14美分电力的电阻热水器进行比较:
-这个家庭每天使用43.8加仑热水，每年使用16000加仑。
—加热每加仑水需要消耗0.171千瓦时，如果全部使用电阻式热水器，每年需要消耗2736千瓦时。电费是383美元。
-如果你能用太阳能热水系统取代63%的费用，你每年将节省241美元。这个价值8000美元的系统的简单回收期是33年。(当然，如果这个家庭使用天然气而不是电阻元件来加热他们的家庭热水，投资回收期将比33年长得多。)
正如我已经多次指出的那样，在冬季运行时，HPWHs显然会从家中窃取空间热量，除非它们被放置在车库中。如果这让你感到困扰，那就用电阻热水器吧——这个数字还是相当不错的。
此外，如果HPWH被放在一个不用于生活空间的大地下室里，它不一定会偷走足够的空间热量，从而对你的空间供暖成本产生很大的影响——它只会降低你地下室的温度，你可能不会在那里闲逛。
如果你算上由于暖水机组的运作而增加的空间取暖燃料的成本或能源价值(对某些家庭来说)，热水器的COP(按年计算)就会从2.0下降到另一个数字。但它不会降到1.0。
问题在于细节，而不是结论
马丁,
不讨论你的主要观点。我过去和现在都相信你，在某些情况下，甚至在大多数情况下，安装4.50美元/瓦的光伏系统可以比成本为8000美元的SHW系统更便宜，太阳能比例为2/3(我相信大多数安装人员估计平均4口之家约60加仑，以63%为基础)。正如我所说，我会做一些电子表格工作来获得更精细的数学细节，如待机损耗、每千瓦时成本、太阳能比例与实际体积、光伏/ SHW成本达到平价等。本能地，我确实有一个红旗在挥舞，表明还有更多的问题，正如我看到其他人一样，但我相信你，这至少是一个主要的考虑因素，并对SHW的媒介悬空状态产生了怀疑。事实上，由于你发人深省的文章，我现在正在考虑将我正在设计的光伏- shw组合系统转换为所有光伏。
我所评论的是分析HPWH作为一种利用COP作为经济考虑来加热水的机制。HPHW的市场营销部门也在进行这项工作。试图夸大其好处的做法有点像障眼法。这些机器既昂贵又复杂，而且还能转移热量。COP的根源在于外部的自由热源，如水井、池塘和地面温度，而不是内部的高价值热源。
我没有冒犯的意思，但你对加热热水所需的千瓦时的数量有一点动摇，把从地下室或公用设施空间取出的热量刷掉，作为一个舒适的问题，“它只会降低你地下室的温度，你可能不会在那里闲逛。”是的，我知道你已经承认如果是生活空间，它会影响到你，但请把我的号码和HPHW联系起来:
每加仑水加热1度需要约8.33 BTU。42加仑(房子里有十几岁的女儿吗?)加热70度需要24,500 BTU或7.2kWh。这并非无关紧要，需要将价值的热度添加到HPHW经济学中。一个人是否能感觉到它与他是否为它付钱是分开的。仅使用COP是将该成本外部化。热力学计算要求我们看到邻近楼层的热量传递，能量守恒说24,500 BTU不能直接出现，而是必须在采暖季节添加到围护结构内以弥补它。这只会使地下室的温度降低几度，因为地下室与一个温暖的空间相邻。如前所述，24,500 BTU将地下室的空气温度降低到100度以上，如果在一个小时内移除它而不增加热量。实际上，这种情况不会发生，因为增加T会增加从任何较热的相邻表面，比如楼上的地板上传递的速率。问题不在于它是否发生了，所以没有人能感觉到。 If the heat pump moves heat that you have made from another source, it cannot be externalized. 24,500 BTU x 7 months = 5.1MMBTU or 1508kWh. When added to the economics this simply reduces the shiny patina of the HPHW, which I believe was overly optimistic. That $240 worth of electricity or $200 of oil in a year changes the ROI of the HPHW.
在有冷负荷的区域，或者在需要除湿的地方，需要考虑这些。当热是一种麻烦时，我的论点是毫无根据的。
另外，没有人说过，如果我在屋顶上安装光伏来补偿热水元件或HPHW，我也可能“生产过剩”。虽然它不会导致经济过热，但它可能会导致经济的变化。我要猜PV能覆盖100%的负载。热水需求随着孩子的成长和离开而变化。在许多州和情况下，我们只能从电网供电的光伏发电中获得上网平价的报酬，我们无法收回生产过剩的价值。在这种情况下，光伏发电超过平价的成本无法收回，因此投资回报率降低。这是效率难题。用的越少，省的就越少。显然，同样的问题也适用于SHW。同样，不是反对主要论点，而是指出PV的局限性。
对Michael Horowitz的回应
迈克尔,
当HPWH位于房屋的条件围护结构内时，它会从房屋中窃取空间热量，我对此没有异议。这将使年平均COP从2.0降低到一个更低的数字，但这个数字总是高于1.0。如果你不喜欢数学，买一个电阻热水器。
你对“PV太多”的问题想得太多了。看在上帝的份上，电网是几乎所有地方获得电力的最便宜的方式;它通常比光伏便宜。而且，如果你没有天然气，电网发电是一种比太阳能热系统更便宜的制造热水的方法。你的屋顶不需要任何嵌板!只要从当地公用事业公司买电就行了。我要指出的是，光伏比太阳能热更便宜，不是因为我们都应该去买光伏模块，而是为了显示投资太阳能热系统是多么愚蠢，甚至光伏系统(一种相当昂贵的东西)都比太阳能热系统便宜。
地源热泵与条件空间
非常有趣的讨论。就我个人而言，我很高兴不用在屋顶上安装两种不同类型的太阳能系统。然而，我想知道，为什么每个人都认为人们不把地下室用作生活空间?另外，为什么没有讨论将地源/水源热泵作为一种选择?从室内环境中提取热量的问题就变成了一个悬而未决的问题。我们正在明尼苏达州建厂。玛丽·弗洛伦斯·布林克
对Mary Florence Brink的回应
玛丽,
Q。“然而，我想知道，为什么每个人都认为人们没有把地下室用作生活空间?”
答:我没有这样的假设。我说的是，如果你有一个大的地下室，你不使用生活空间，它可能是一个很好的地方，把一个HPWH。
Q。“为什么不讨论将地源热泵/水源热泵作为一种选择?”
答:我没有提到地源热泵(GSHPs)的原因是它们的安装费用非常昂贵。这篇文章的重点是寻找一种比太阳能热系统投资更小的方式来加热家庭热水;在大多数情况下，地源热泵的成本甚至比太阳能热系统还要高。
HPWH讨论会分散注意力吗?
虽然我不愿意在已经很长的评论列表上再加什么，因为几乎所有的东西都已经说过了，但我还是很感动地提出了这样一个观点，即HPWH辩论与马丁在这篇文章中提供的核心见解并不重要。它们显然不适合所有可能的装置，即使在南方，也经常没有一个安放它们的好地方。关于未加热的北方气候地下室的讨论也许是一个有趣的未解决的问题，也许在不久的将来某个时候值得单独讨论。
作为针对站点管理员的辅助想法，为什么我必须滚动到两页评论的底部(顶部是主要文章的重复)才能阅读对非常有信息量的正在进行的讨论的最新贡献?是否有技术上的原因导致我们不能在问答讨论中加入“最新优先”选项?
对詹姆斯·摩根的回应
詹姆斯,
1.是的，我现在正在写一篇关于热泵热水器和放在哪里的文章。赶快找吧!
2.我同意——太阳能热系统的长期投资回收期，加上光伏价格的下降，使得这篇博客的话题变得相关，即使我们不考虑围绕HPWHs的争议。
3.我不知道你在博客上要求“最新评论优先”的选项在技术上是否困难，但我们会把它添加到我们不断增长的期望网站改进列表中。不幸的是，我们的程序员团队最近遇到了令人生畏的障碍，许多网站的改进被证明是难以实现的。每一次改进似乎都会带来一个新的网站崩溃问题——但我们正在努力克服所有这些障碍。谢谢你的建议和耐心。
优秀的文章和评论
马丁，你真的击中了一个伟大的话题，每个评论这里的人都很欣赏，只有一小部分或读者实际上添加了评论。
我可以说我对我的GE HPWH很满意。在过去的14个月里，我在一个不绝缘的地下室(60-62华氏度)，进水温度为60华氏度，输出温度为120华氏度，平均使用45加仑/天，我的水加热用电量减少到恰好1/3(800千瓦时/年)。
当我在SHW和HPHW之间做出选择时，我对SHW系统有同样的反对意见，即使我需要在9-10年内更换热泵，而SHW系统需要20多年。一个重要的决定因素是，在夏季，我将“失去”由SHW系统产生的多余热水，而在冬季，我仍然需要使用电阻加热来获得大部分热水。
此外，HPWH的噪音与我使用了几年的地下室除湿机差不多，我现在只是偶尔运行，因为热水器中的热泵具有相同的功能。
附注:另一个网站的愿望是将评论从灰色改为黑色，以提高对比度和可读性。
对Bob Z的回应
鲍勃Z,
感谢分享你的数据。你每年只需要800千瓦时就可以生产生活热水，这太棒了。
我不知道你住在哪里，但如果你住在波士顿，你只需要一个650瓦的光伏系统就能提供这么多电力。如果你能以每瓦4.5美元的价格买到这样一个系统，那么光伏系统只需要花费大约3000美元。真便宜!
空气源HP和PV
马丁,
我确实住在波士顿郊区，但自从去年我安装了2个空气对空气热泵后，我想增加PV以减少我的电力购买。我只需要除掉那些挡在我朝南屋顶上的讨厌的树。我想安装最大的光伏，因为我在冬天的总电费预算大约是50千瓦时/天。
我对地源热泵和空气源热泵做了同样的权衡分析，并在低温天使用备用油。长……非常昂贵的地源系统的回报无法与安装的空气源系统竞争。
如果你有石油负担(即天然气不可用或你对碳燃料不利)，空气源解决方案加上光伏是一个很好的答案。
安大略省称太阳能热能为王
我认为家用太阳能热系统的典型价格是7500美元，这个系统可以运行10年，几乎不需要维护，就像光伏系统一样。而7500美元恰好位于博客中提到的最低dshow价格4000美元(预计需要一些维护)和最高价格10,000美元(可能过大)之间。
在某些地方，你可能能够以每瓦4.54美元的价格自行安装一个大型住宅光伏系统(bbb50千瓦)，但对于我所在的安大略省来说，每瓦5美元更为现实。对于一个较小的系统(<2千瓦)，价格将高达每瓦8美元，除非你自己做，并避免结构工程审查。因此，要么投资25,000美元购买5千瓦(加上3,000美元的热泵热水器)，要么投资16,000美元购买2 +水泵。
在热水使用量较低(每天28加仑)的家庭中，使用太阳能热水器可以满足80%以上的家庭热水负荷。
此外，热泵热水器(hpwh)在加拿大的冬天不能很好地工作。冬季地下室通常凉爽干燥，因此将需要热泵热水器中的后备电阻加热器来满足水的加热负荷。hpwh还会使地下室变冷，因为较冷的地板不舒服。
通过定义
请描述一个公平的补贴结构。
对Peter Hastings的回应
彼得,
我假设你的问题是针对莱斯利·贝尔的，这位读者发表了关于这个短语的评论。
我猜Leslie指的是太阳能热设备行业长期以来的抱怨，即在北美的一些地区，光伏系统的财政奖励和回扣比太阳能热系统的奖励和回扣更慷慨。
应该指出的是，该国的一些地区确实有太阳能热系统的激励措施。
对格雷厄姆·欧文的回应
让我们重新计算一下Graham Irwin提供的东北地区的数据(比较太阳能热水收集器和光伏模块每平方英尺的输出)。
太阳能热水:以奥尔德里奇的数字36千瓦时/平方英尺/年。我认为一个设计良好的系统将达到50千瓦时/平方英尺/年。不可能，107。在SRCC测试中，Heliodyne Gobi在晴朗条件下和36 F°∆T下的产量为42,800 BTU/天。在最好的情况下，这和欧文的数很接近。
东北地区17瓦/平方英尺的光伏-太阳能发电为1250千瓦时/千瓦/年，即21千瓦时/平方英尺/年。如果HPWH为2.35 COP，则为49 kWh/sf/年。
嗯- 49对50?
这是假设净计量吗
这是否假设全年都有净计量，这样当电网需要额外电力时(当DHW需求大于HP和PV容量时)，就可以使用存储的光伏电力，而无需支付任何费用?
对Keith Davis的回应
基思,
是的。在美国，绝大多数并网光伏系统都安装在房主与当地公用事业公司有某种形式的净计量安排的地方。具体情况各不相同，但一般来说，多余的光伏产量应归功于客户。
有关净计量的更多信息，请参见光伏系统导论．
大画面时间…
让我们面对现实吧:几乎所有这些想法都比你的标准燃气热水器或电热水器好。人们可以对所有我们想要的变量(例如-电费，室温，回扣，税收抵免等)吹毛求疵，但事实是，直到这些单位被认为是负担得起的和白痴的，它们才会变得普遍，并为这个国家节省数十亿btu / kwh的能力。在西澳州，太阳能发电机组的价格已经接近500美元(1000美元- 500美元的公用事业回扣)，加上安装费用。
ST中的新技术
亲爱的马丁,
写得很好。你知道佛罗里达已经有一家公司申请了光伏热水器产品的专利吗?你可以买这家公司。公司名称是Premium Solar。地点:佛罗里达州塔拉哈西。他们的网站是http://www.presolarnet.com产品名称为“Liberty Box”。如果你去他们的网站查看产品，你会看到一个“自由直流太阳能箱”。他们使用了一种特殊的专利逆变器，该逆变器连接到1.2KW的光伏板和现有电热水器的较低加热元件。没有移动部件，没有昂贵的铜，也没有冻结的问题。实际上，与太阳能热能相反，这种产品在寒冷的气候下提供更热的水，因为光伏板在寒冷的环境下工作效率更高。自2009年以来，他们一直在北佛罗里达的一些低收入家庭中测试这种产品，并声称其效率与常规ST系统相同，而且还有额外的好处。该系统的成本非常低，更不用说它几乎是一个DIY，因为它是一个离网应用程序。这家公司的老板(维克多)告诉我，他们将在即将到来的全国太阳能展上首次展示这种产品。
对Mike S.的回应
迈克,
谢谢你的信息;这很有趣。
对于感兴趣的大湾区读者，这里有一个更好的链接:http://www.presolarnet.com/products/liberty_box.htm
同意
有人给我发了这篇文章，因为我今天向他们暗示太阳能热能是一个死人在走路。85美分/瓦的光伏已经在大多数气候条件下取代了太阳能热。我刚刚卖掉了20个用于空间供暖的集热器，并将用一个12kW的光伏系统取代它们。这两种系统的批发价都将花费我大约2万美元，而光伏的优点(以及缺点)使其处于有利的平衡状态。随着价格的下降，这对其他人来说将更加明显——但你是对的。
回复Colin Dumais
科林,
谢谢你的支持。我同意，随着时间的推移，支持PV(相对于太阳能热)的争论越来越激烈。太阳能热设备不会变得更便宜——这是肯定的。
虽然姗姗来迟，但仍充满好奇
非常有趣的讨论。这里有一个想法:对于北方气候的人来说，也许他们可以把HPWH和冰箱或冰柜放在一起，然后把热量从一个泵到另一个....(如果你需要更多的热水，让冰箱门开着?!)而且，我很惊讶的是，没有人指出，热水的大部分热量最终都流入了排水管，而排水管可能穿过了地下室。所以也许HPWH系统只是把热量抽到水箱里，然后热量从排水管泄漏回地下室。我确实看到了一条关于排热回收的评论，这似乎是一个几十年前就应该出现的想法。我的两分钱价值:案例研究没有显示出巨大的影响，这可能表明，即使有隔热的地下室，也有足够的热量从地面传递到地下室，以帮助供应能源，而不需要用加热器替换所有的热量(例如，想想地下室板的底部——许多与地面密切接触的区域，在老房子里通常不隔热)。当然，如果人们在地下室供暖，这可能就不那么有效了，但即使这样，夏天的一些季节性储热可能会被这样的系统利用。
我刚刚做了一个分析，比较了HPWH和太阳能热系统在几种模式下(太阳能单独，预热水到HPWH，为热泵提供热源，等等)。对于我居住的加州南部地区来说，热泵本身节省了大约70%的费用，与一个3平方米的太阳能系统差不多，但回报速度快了10倍(我特别关注了AirTap A7(零售价699美元，EBay上300美元))。所有的“混合”配置都比单独使用热泵更糟糕，但你可以节省90%的成本，并通过1平方米的太阳能热系统将水预热到热泵，从而获得3倍于单独使用热泵的回报。你有没有听到关于AirTap系统的反馈(可靠性等)?
最后，就其价值而言，我们从不推荐非光伏供电的家用太阳能热水系统。20W的光伏将运行我们所需的循环泵，并且在前期和运维中比将系统插入墙壁更便宜。也许我们将不得不重新设计我们的太阳能棒(TM)来连接热泵，而不是太阳能水系统....
回复罗杰·达文波特
罗杰,
你写到“排热回收…这似乎是一个几十年前就应该出现的想法。”
排水热回收装置至少有二十年的历史了。看看提高和GFX．
真实世界数据
我知道这个帖子已经过时了，但我是从马克·罗森鲍姆(Marc Rosenbaum)的新ZNE课程大纲中的一个链接上看到的。作为一个长期的太阳能热DIY爱好者，我在马克的博客中关注了他的HPWH经验。我知道他曾对自己的选择表达过一些保留意见，但我从未见过后续行动。这个博客基本上从双方的角度出发。
不管怎样，我有一年的真实世界的太阳能热数据，不管它的价值:
提供10398加仑120华氏度的热水
51度加权平均入口温度
1259千瓦时电力。
平均28加仑/天。
专用的热水表将冷量读取到系统中，包括混合的冷量。专用仪表读取到水箱以及泵和控制的功率，以及分配系统中的额外电阻加热(稍后会详细介绍)。最终的结果是0.121千瓦时/加仑被送到水龙头。
输送水中的热能为0.172千瓦时/加仑(平均上升69度)。所以这是1.42的COP。
我的数据考虑了备用热损失、抽水成本、入口温度的季节性变化和分配成本。但是这里给出的一些数据，我想最初的文章也是这样，似乎只讨论了能量的计算，在入口和出口温度之间的T。几乎所有人都在谈论坦克的待机损耗，这取决于你的日常使用情况，随着使用率的下降，这一点变得非常重要。我的是28加仑/天，我想马克的还不到20加仑。
我发现，在某种程度上，关注储存效率(额外的隔热层)和分配问题，可能会比加热方法在年度成本上产生更大的影响。由于我无法控制的原因，我的厨房离水箱超过60英尺，即使有1/2英寸的管道，我们每次清洗管道都会浪费1/2加仑。除去浪费的水，每次新清洗代表我们日常用水量的2%。每天这样做10次或更多，累积起来很快。所以我们的解决方案是在厨房水槽下面放一个超级绝缘的小型电动助推器。在待机损耗和管线闲置后重新加热冷却水之间，它每天的耗电量约为1千瓦时。我的观点是，如果我们只是让水流到热，我们的千瓦时成本/加仑会好得多，至少在夏天，但我们的总HW成本会更高，因为我们会使用更多。这是一种权衡，我很少看到kwh/gal的比较被考虑在内。
我不得不对其他一些数据提出质疑。我发现，所有计算间接(或无罐)锅炉产生的HW成本的尝试几乎总是被严重低估，因为锅炉效率是一个稳态测量。除非你的锅炉直接运行，锅炉备用损失，特别是在淡季，将占主导地位，低使用率。
一个人说他的HPHW加热器使用800KWH，为16,425加仑(平均每天45加仑)，结果是0.049 KWH/gal或COP为3.54，甚至没有考虑他的油箱的备用损耗，这应该在数据中被考虑在内。我不相信。
我不打算讨论我的特殊系统的经济效益，但作为一个DIY的安装，一些回收的组件与新的收集器以交易价格和税收优惠，它对我来说很有效。这是在新罕布什尔州，从秋分到春分的下午1点之后，系统面对着有阴影的ESE。这是一个夏季的亮点和一个冬季的亮点，这放大了北纬地区的主要问题:在冬天，你需要更好的性能，因为你得到的阳光更少，入口温度下降，待机损耗增加，在夏天你把它扔掉。
从一张白纸开始，我可能不会看到ST。
我认为PV/HPHW(或如你所指出的阻力)的关键是有免费的季节性存储。
对鲍勃·勒梅尔的回应
鲍勃,
感谢分享你的数据。因此，要获得0.172千瓦时的“免费”太阳能热，你必须输入0.121千瓦时的电力。
我同意你的结论:“从一张白纸开始，我可能不会考虑太阳能热。我认为PV/HPHW(或者如你所指出的阻力)的关键在于有免费的季节性存储。”
事后诸葛亮
马丁,
是的，差不多是这样。你这么说好像很傻。收集真实的数据是非常有启发性的。我花了2000美元从间接燃烧的石油转换为联邦和城镇的税收抵免，它将在不到十年的时间内还清。我不知道我是什么感觉。当时，我已经研究过奈尔HPWH，但仍对哈洛韦尔(Hallowell)的惊人失败感到痛心。哈洛韦尔是惠普在缅因州的另一家空气源公司，据我所知，它是原始奈洛瑟姆(Nylotherm)的后代。
无论如何，我厨房配电的独特问题增加了0.036千瓦时/加仑的成本。这不会改变HPHW或任何其他中央加热器。通过比较，数字是0.086 vs .172。但季节变化是我的主要观点。如果没有分配固定成本，春夏两季是0.058，秋冬两季则翻倍至0.114。月变化为7月的0.023和1月的0.152。越往北，太阳能热系统在有效利用投资方面就越重要。我认为这些数字在亚利桑那州会更有效。
对我来说，这不是关于HPHW技术，而是光伏/净计量是利用资本利用太阳能的最佳方式，因为它是免费存储的。这个线程不是关于ST空间加热与空气源HP空间加热的唯一原因是ST空间加热的规模和季节性需求放大了它的缺陷，并将其从桌子上拿掉。(向被动式房屋道歉，但我的印象是，这实际上是关于好的信封)。
谢谢你的回复。
太阳能热水重现生机
太阳能热能的价值是成本和效益的函数。用天然气而不是太阳能来加热家庭热水可能更划算。但如果你加热的不仅仅是家庭热水，那么计算结果就会迅速改变。附件是一个简单的排水热水箱的图像，在热虹吸管道与气体备份罐，具有组合系统的能力。这种低成本的系统可以加热地板，融化雪，加热热水浴缸，甚至可以连接到木炉子上。在电力或丙烷被取代的情况下，在单个太阳能热水系统具有多种功能的情况下，太阳能热能是活跃的，健康的。
你的里程可能会有所不同
在加拿大，EnMaxx将以每月60美元的价格租赁给你一个3千瓦的系统，为期15年。在这段时间结束时，你可以以350美元的价格买断。约11000美元。
在我们的气候条件下，一千瓦的装置将产生大约1100千瓦时/年。
我们当地的电价大约是15c/kWh
因此，该系统每年将节省约500美元。因此，简单的投资回收期是22年，比租期长7年。换一种方式来看，每年节省500美元要花费720美元。
这假定系统在整个时间内保持完美的工作状态。实际上，光伏系统每十年退化约10%。
对Sherwood Botsford的回应
舍伍德。
据我所知，你的评论是指光伏系统的投资回收期，而不是太阳能热系统。
虽然PV回报不是这个博客的主题，但你的评论是有趣的，欢迎。光伏投资回收期因地区而异。重要的变量是每年的日照时数，当地电网供电的成本，以及当地补贴、激励和税收减免的可用性。
有关PV回报的更多信息，请参见光伏系统已经变得非常便宜．
舍伍德和马丁:
我是
舍伍德和马丁:
我正要发表一个类似的评论!!
(在一次看完“大多数”评论后…)
我认为光伏系统目前也不适合我们魁北克。
他们的安装价格将不得不降低近一半，这可能不会很快发生。
我们仍然只有0.8美元/千瓦时的相当“清洁”的电力，
从我听到的情况来看，PV的生产通常是1比1
(如1KW阵列=每年生产1000kw /h)
因为我们60%的电费都花在取暖上了
我正在考虑研究先进的太阳能热收集，但不是热水…
白天储存，晚上释放是我认为这里的关键。
虽然，我们在这里没有看到任何/太多的热太阳能系统，它从来没有真正运行过，所以我猜它不会真正死亡
光伏板预热水
我参加这次谈话已经晚了。我有一个想法，可能是愚蠢的，也可能是有用的，我找不到任何这样做的例子。是否可以安装一个小型光伏系统和储水箱来为传统的热水箱或使用热迹和重力回路加热的无罐装置预热水?如果它工作，它应该是小的，容易改造(没有房子电路重新布线，没有双壁热交换器开始)，如果它工作，一个快速的回报。我是一名工程师，但我不会自称对热力学很精通。我住在加拿大，那里的水温会很冷。我真的很想得到一些反馈，如果这可以工作，或者为什么它不能。如果可行，我们会在一些出租房屋上测试这个想法。谢谢!
对Peter Crisp的回应
彼得,
如果你的房子已经并网，你想安装一个小型的光伏系统，那就去吧。所有由光伏系统产生的电力将有助于降低你的电费。
如果你想安装一个电阻热水器来预热你的家庭热水——或者，就此而言，把你的家庭热水加热到你想要的任何温度——那就去吧。你可以自由地这样做。
这两个系统——光伏系统和电阻热水器——是独立的。安装任何一个系统的决定并不依赖于安装另一个系统的决定。
真空管，热水的其他用途
“绿色建筑与太阳能热水系统有着情感上的联系，因为它们代表了一项相当简单的技术，已经存在了100多年。但现在是时候承认，光伏阵列比在屋顶上安装充满液体的太阳能收集器更便宜，也更不麻烦。”
说得好。我承认我不愿意放弃太阳能热能作为每单位能量收集的最佳价值。然而，任何零能源家庭都需要一些电力生产，在大多数情况下，这是光伏。不管确切的经济情况如何，拥有两个系统(光伏和太阳能热)比拥有一个更大的光伏系统要复杂得多。
我对这里的桥牌排列方式有些担心，但这可能不会改变结论。
“一些太阳能热水被浪费了
“毕竟，如果在不需要的一天生产了大量的热水，那么你就不能真正将能源生产计算在你的年度统计中。太阳能热能是不稳定的，在夏季漫长的晴天里，大多数太阳能热系统产生的热水比典型家庭可以使用的要多。”
游泳池或热水浴缸可以利用所有额外的热能。额外的能量恰好出现在一年中的最佳时间。当然，大多数绿色住宅不会有游泳池或热水浴缸。
有人热水喝多了吗?用温水给你的车或狗洗澡。给菜园里的土壤加热，延长生长季节。
在寒冷的月份收集的低温水不能用于热水或空间供暖，可能会用于融雪。
在2006年的一项研究中，Steven Winter Associates的研究人员对两个住宅太阳能热系统进行了一年的监测，一个在威斯康星州，一个在马萨诸塞州。每栋房子都有两个太阳能收集器。这两个系统的太阳能比例分别为63%和61%。”
太阳能装置是平板监测还是真空管监测?
我并不是想挑起平板和真空管的争论。我知道有很多人有很好的理由喜欢平板收集器。然而;真空管系统将产生更高温度的水，每年更多的天数，每天更多的小时。这可以对太阳能部分产生显著影响(添加第二个储罐也可以)。
“与光伏系统相比，太阳能热系统有几个缺点:
“与光伏系统不同，大多数太阳能热系统都有活动部件(泵和电磁阀)。”
没错，但与更换逆变器相比，循环器和电磁阀更便宜。
“虽然安装在杆上的光伏阵列可以包括跟踪机制来跟踪太阳穿过天空的路径，但在跟踪器上安装太阳能集热器实际上是不可能的。”
跟踪器由许多复杂而昂贵的活动部件组成。如果本田不能制造一辆具有可靠自动关闭侧门的小型货车，我无法想象一个组装低产量太阳能跟踪组件的站点可以被认为是免维护的项目。
真空管集热器总是垂直于太阳，没有可移动的部件!
“平均而言，光伏系统可能比太阳能热系统寿命更长。”
逆变器以寿命周期短而闻名。与循环器和电磁阀相比，这些都是昂贵的项目。
光伏面板似乎可以持续很长时间，(但可能会随着时间的推移而遭受轻微的效率损失)。太阳能热板也应该持续很长时间。面板内无活动部件。无论是光伏发电还是太阳能热发电，维修都可能在机械室进行。
(在同一时期，太阳能热系统的销售也受到第三个因素的影响:天然气价格下跌。但这是另一篇文章的主题。”
根据我的经验，太阳能热的销售受到补贴的影响要大得多，这些补贴从根本上倾向于太阳能光伏，而不是太阳能热。(我怀疑光伏行业有更多的钱来游说补贴，因为光伏是更昂贵的项目。)在许多情况下，房主购买3万美元的光伏系统比购买6000美元的太阳能热系统更便宜。
“当然，如果你的家庭每天使用的热水少于64加仑，或者你的热泵热水器的平均COP高于2.0，或者你居住的州每年阳光明媚的日子比马萨诸塞州或威斯康星州多，或者你的冷水平均温度高于50华氏度，那么你的新光伏系统将产生额外的电力，你可以把这些电力用于其他目的。”
当然，如果你住在一个比马萨诸塞州阳光更充足的州，你的太阳能热系统也会产生更多的热水。
“如果一个家庭使用价值1万美元的太阳能热系统，每天使用44加仑，太阳能比例为63%，那么他们的太阳能热系统平均每天加热约28加仑。即使使用电阻加热器，PV选项也能多产生37%的热水，而且麻烦少得多。”
我怀疑SWA研究中63%的太阳能分数是用于平板集热器系统的，而对于真空管集热器系统来说，它会明显更好。然而，如果没有大容量存储，它永远不会是100%的。光伏系统似乎是最受欢迎的。
这场辩论的经济学可能受到以下因素的影响:
1.新建建筑与现有建筑
2.可用的屋顶空间。(我相信在给定的空间内，太阳能热能可以收集更多的能量)。
3.系统的大小。在你们的比较中，太阳能热定价的很大一部分是安装费用。这个数字是非线性的。如果一个房子可以利用更大的太阳能热系统来加热空间/加热游泳池，那么家庭热水生产的成本就会下降。
4.房子里的供暖系统。一个循环辐射系统是一个完美的匹配低温太阳能热。辐射地板系统可以潜在地利用非常低的水温，这使得通过将能量用于空间供暖或家庭热水生产，从给定的集热器中获得更多的能量成为可能。
人们普遍认为，在使用光伏或太阳能热之前，应该专注于改善(或建造)尽可能好的围护结构。如果我们假设一个隔热很好的建筑(接近零能耗)，那么似乎可以合理地假设，基本上所有被室内空气源热泵热水器“泵送”的能量实际上都来自建筑供暖系统。在这种情况下，我认为使用热泵热水器根本没有意义。如果用小型分体式热水器给房子供暖，然后再用室内热泵热水器来转移能量，可能会造成很大的效率损失。
然而，我确实喜欢在冷却季节使用空气源热泵热水器的想法。我认为这个装置可以放在一个壁橱里，壁橱里的空气和一个小风扇交换，为房子提供一些冷却和除湿。
太阳热能，地热空气，空气，太阳能水
“但现在是时候承认，光伏阵列比在屋顶上安装充满液体的太阳能收集器更便宜，也更不麻烦。”
如果水在屋顶上:同意。
但为什么地热坚果
(两种直接流体管没有热泵/以及与…)
看看1980年的Solstar(tm)热水加热系统?
也许今天，名义上的正常到太阳2集热器系统进行6800+ btuh (2kwh)的水加热与空间加热仍然低于5000美元。
空气-太阳能/过滤式闭环空气循环;简单的3路组合风机-空气导流管道;所有柔性管道(经受30年以上不脆化);水-空气热交换器翅片管;80w磁力耦合叶轮泵;1/2”短管至HW罐;简单的卡扣盘和并联冗余安全;一个温差控制器;1个4杆双掷继电器(小冰块式);小型感应继电器转风扇电机; a "relay in box addition if needed; two great roofing-flashing-mounting labor-techs; plumbing is too simple.
当冬季暖气室“满”时，一个或两个管道排放到暖气室供暖转换!
空气收集器的3层窗纱3/4英寸分离的OEM烤木炭灰色的500f。像排水沟管那样的盒子成功的空气太阳能家伙使用(见youtube) 1.1/2英寸的泡沫塑料或等于防止屋顶表面过热。在空气太阳能收集器。
筛网上方聚四氟乙烯层清理~ 3/4";太阳能玻璃(Filon (sp?))在12至14年内被更换，尽管早期已经发黄。专业安装在5000以下，提供空间舒适。
对乔恩皮尔斯的回应
乔恩,
你的写作风格很难理解，但听起来你好像是一个使用太阳能空气收集器来加热空间的粉丝。
这是一个古老的话题。如果你愿意，可以继续构建一些这样的收集器。它们是无害的。但是它们提供的能量并不值得用来收集能量的设备的成本。
太阳能空气系统的基本问题是，储存能量(通常在一个装满岩石的桶里)需要消耗大量的风扇能量，而岩石只能保持几天的温度。任何太阳能空间供暖系统的另一个问题是:当你真正需要热量时，太阳很少照耀;当阳光普照时，你不需要任何空间热量(因为你所需要的只是几个朝南的窗户来保持你的房子温暖，如果你的房子有一个像样的保温外壳)。
有限的空间
我相信一个热收集器比一些光伏板更有效地利用可用空间。这在大多数领域都是一个重要的考虑因素。
对Jeff Auxier的回应
杰夫,
正如我的文章所指出的那样，在北方气候条件下，拥有两个4'x8'集热器的太阳能热系统平均每天产生大约28加仑的热水(年平均产量)。要用一个光伏系统和一个COP为2.0的热泵热水器生产这么多热水，(在北方气候下)需要一个额定功率为763瓦的光伏阵列。由于典型的光伏组件每平方英尺产生12瓦的峰值，这意味着你需要一个64平方英尺的光伏阵列——与两个太阳能集热器的大小完全相同。
所以屋顶太阳能板的面积是完全一样的，不管你是喜欢太阳能热系统还是光伏系统。
太阳能光热vs光伏维护成本?
回顾之前的评论，我注意到太阳能热DHW系统是昂贵的，特别是因为未来的维护问题。不幸的是，我没有看到任何人提到PV系统的逆变器不能永远使用，通常每10年左右需要更换一次!这比一个小的格兰富泵要昂贵得多，格兰富泵可能需要每5年更换一次或用乙二醇重新填充系统。
事实上，排水式太阳能热系统比压力式系统更容易安装，安装速度更快，几乎不需要维护，成本更低。它们不会受到停滞问题的困扰，也不会受到冻结条件的困扰。
作为光伏和太阳能热平板集热器的英国制造商，我们看到了两种技术的好处。到目前为止，考虑到正常的屋顶空间可用性，最适合和可靠的住宅物业系统是平板收集器。
关于光伏板，你没有提到的另一件事是，为了使它们以最高效率有效地工作，你必须确保没有阴影。如果阴影侵蚀到一个面板上，它可以破坏整个字符串，使其完全无力。有多少住宅屋顶可以保证完全没有遮阳-无论是来自树木，烟囱，其他屋顶，其他建筑物等....太阳热能同样不受遮阳的影响。
无论如何，事实是，如果你想的话，你可以将两种技术并排集成在屋顶上!太阳能热能满足您的DHW需求，光伏满足您的电力需求，或者如果您从上网电价中受益，则将其卖回电网。
很高兴看到这篇文章得到了如此多的关注——它清楚地表明美国对住宅太阳能有很大的兴趣——无论它是什么技术。
对乔纳森·米切尔的回应
乔纳森,
很难收集到关于维护成本的客观、量化的数据，所以我们大多数人不得不依靠轶事。以下是我家里的两件轶事:
1.我的第一个逆变器(由Trace制造)使用了18年才需要更换。
2.我哥哥的太阳能热系统的水泵出现了昂贵的维护问题，水箱在使用了14年后开始漏水。
太阳能热能专家也加入进来
马丁,
优秀的文章——这是我自己一直在形成的结论，尽管这大大降低了我来之不易的太阳能热专业知识的价值。
一些诡辩
*你似乎已经从政府/SRCC的64gpd数据的63%平方英尺转移到其他研究的63%，这些研究显示实际数字是44GPD -但SF会在更低的使用量下上升-不是50%(用水量的差异)，而是远远大于零。如果我没有解释清楚，我很抱歉。
(注意，你可以去SRCC查看我的数据，看看纽约和纽约的64平方英尺排水系统的年度SF(我认为考虑到所有讨论的地点，这是一个公平的妥协)-并进一步注意SRCC假设64 GPD)https://secure.solar-rating.org/Certification/Ratings/RatingsSummaryPage.aspx
这是对DHW的一个狡辩——也许PV需要达到太阳热能的150%(你的论点中最坏的情况)。但是太阳能热真正发挥作用的地方(双关语是100%的意思)是在空间供暖方面——在这里，数学意味着朝南的屋顶成为了限制因素——正如我经常告诉我的客户的那样——光伏很好，但你需要两个屋顶来容纳足够的光伏来加热你的房子(使用电阻)。
*太阳能热与低水温相关的曲线更陡峭(PV在较冷的天气中稍微更好;当环境和入口之间的δ T接近于零时，太阳热能得到明显改善)。这意味着当我们离开你指定的设计条件(即北方较冷的水温或南方较暖的空气温度)时，所有这些都被SRCC数据捕获(客观第三方太阳能热评估的黄金标准-但仍然是一个模型)，而不是在基于北方气候的研究中捕获。{这是我提出的第一个小得多的问题}。
我完全同意太阳能热监测的必要性——我在我们所有的主要系统上都这样做，我们不可避免地会找到方法来调整更好的性能，因为我们有实时和汇总的数据——我们可以为我们的客户验证我们正在节省我们出售系统的成本。我认为太阳能热产业在没有监控每一个安装方面确实落后了。
至于可靠性——我发现有很大的可变性——我用20年的旧泵维修过系统，我在一年内更换过系统的泵(格兰富和塔可泵)。我强烈怀疑逆变器的可靠性将得到解决，并或通过保险处理(分担风险)。
好文章!
有趣的文章。最近，在为我的可再生能源系统选择一种方法时，我进行了同样的计算。我正在运行一个4.6KW的Allsun双轴太阳能跟踪系统，年产量约为7600Kwh，我的主热水回路使用GE Geospring热泵热水器。我家在佛蒙特州，去年冬天有几天气温达到零下22华氏度。热泵在我的地下室，我必须说，热泵的一个意想不到的好处是除湿效果，当它运行在热泵模式。我地下室的温度在夏天是50度左右，湿度很低，室外90度，湿度90%的时候非常好。通用电气表示，热泵可以在40度以下的温度下正常运行。Geospring可以在直接热泵、电阻模式或混合模式下运行，它可以决定在高需求的情况下做什么。到目前为止，我对这种安排非常满意，它取代了我的燃油无罐热水系统(因此直接否定了化石燃料的使用)。风扇比旧的燃油系统安静得多，在楼上几乎不明显。 So far, I am very pleased with this approach and am considering an air source heat pump for shoulder season heating when the wood stove is hard to start as I am generating excess kwh off my solar system right now (no reimbursement under net metering rules).
感谢这篇内容丰富的文章!
沉思?
不充分的描述。更确切地说，是一文不值。在这篇文章中发现的这个事实就像沃尔沃汽车上的步枪架一样罕见。这么多不准确的陈述。我可以把他们都骂个精光但时间有限，我就长话短说了。“全年用热泵加热你的热水”。比如，如果你在冬天用暖气加热水，你的屁股会被冻掉。即使是现在的太阳能光伏辅助设备，可靠性也不存在。我花在更换逆变器上的钱可以买3个热系统。然后是电池。 Storage systems for thermal systems dont eat expensive batteries. I have both systems. Wanna know what works best for me? My passive solar 'thermal' greenhouse. It grows citrus year round in North Georgia. Oranges, date palms, lemons, limes, kiwi, avocado, olives, pineapple(My personal favorite). And doubles as a sprouting base for my spring gardens. It has one small fan. Open windows in spring, close them in winter. Air is drawn into the greenhouse (connected to the house) after raising two operating windows on each side of the entry door about 2". Then heated air is brought back into the house via an open transom window above the previously described structures. The material is twinwall tuffex and in the middle of the swamp, it has never been damaged by flying debris or falling limbs and it is insular. I have over 3000 watts of PV. I have four thermal collectors. But the secret to it all is design and insulation. As for the article, forget what you read, chose what will work for you. I have seen my thermal collectors (Dry) in mid winter at 425 degrees F. Diffuse radiation from clouds and snow works wonders on the thermal panels. Making the most heat when you need it most! I dont have a sophisticated delivery system, only copper finned baseboards where the excess heat flows when the set point for the hot bathing water is met. It is totally bulletproof and WILL NOT BE DESTROYED by EMP from the sun or a nuclear blast. I can stay warm and take warm baths while you are sitting there looking at your fried panels and all the control systems that go with it.
回应Seth Maciejowski
赛斯,
我将按你提出的顺序回答你的问题。
1.你质疑热泵热水器的可靠性。我在文章中提到了你的担忧;事实上，我写道，“如果你对热泵热水器的寿命持怀疑态度，你可能更愿意等几年再买，同时坚持使用太阳能热系统。”此外，我还进行了计算，表明在该国的许多地区，电阻热水器(有或没有PV系统)比太阳能热系统更有意义。
2.你质疑光伏设备的可靠性，理由是需要更换逆变器和电池。首先，很少有光伏系统有电池;绝大多数光伏系统都是并网的。拥有电池的房主都是离网的房主。听起来你住在离网的地方。如果你这样认为，你显然错过了我在文章中提出的一个重要观点:“太阳能热系统对于离网家庭仍然是有意义的。”我很遗憾听到你的逆变器出了问题。我的第一台逆变器用了18年;我现在是第二次了。
3.我很高兴你家里有温室。我也是。它们很棒——尤其是如果你喜欢种菜的话。毫无疑问。
4.如果你担心电磁脉冲会在未来的太阳耀斑灾难中损坏你的电子设备，那么搬到一个远离电网的地方自己种植食物是有道理的。祝你好运。
对Andrew Gray的回应
安德鲁,
抛物面槽、12伏电机、齿轮传动、真空管、不锈钢棒、电脑控制的角度调节、配重、液压软管——所有这些都是由一个后院的修理匠拼凑起来的，以确保他的热水器达到150度。
这并不简单或便宜——其最终效果与我的简单2收集器系统相同(其复杂性仅为他的系统的2%)。
我猜这个鲁布·戈德堡装置的回报期是——哦，我不知道——大约200年。
抛物槽
好吧,马丁。明白了。信不信由你，你的观点确实很有帮助。还有一件事。告诉我你的简单的2收集器系统在冬天是如何工作的，为了我的信息。在阳光明媚的时候，你的水箱里的温度是120华氏度，但在外面是35华氏度吗?由于1000000年。
安德鲁·安塞尔·格雷
对Andrew Gray的回应
安德鲁,
很明显，我是轻率的，是为了表达观点而夸大其词。抛物面槽式集热器是一种巧妙而实用的集热器，尤其适用于公用事业规模的太阳能热电厂。我毫不怀疑你的后院发明在冬天制造的热水比我的两个太阳能收集器多得多。我喜欢在后院捣鼓的人——他们为美国经济的强大做出了贡献。
我只是不认为这是一个成本效益高的方法来做热水。
抛物槽
我知道你说的成本效益。我确实设法在现有的电热水器中安装了一个自己设计的热交换器(在热交换器WH上节省了大约1200美元)，而且我有一个EcoSmart无水箱备用，所以对于一个单人家庭来说，没有第二个水箱的能源浪费(前两个淋浴是免费的，而不是第二个和第三个)。此外，这个抛物线系统将安装在我家的北面或东面，为光伏板留下更多的空间(!)(你会喜欢的)。所以我没有移动PV空间。最后，该系统的材料很便宜。需要的是劳动力。我敢打赌，它需要规模经济才能让价格符合你的喜好。再次感谢您的意见。
安德鲁·安塞尔·格雷
抛物面槽式真空室热水器
Martin，我想知道你对George Plhak已经开始的抛物线槽热水器的想法有什么看法:
https://www.youtube.com/watch?v=tlBRpQffIBA
你觉得这个系统怎么样?它在冬天工作，因为真空室，它在夏天有热转储能力，因为整个阵列可以向北旋转(“关闭它”)。
安德鲁·安塞尔·格雷
漂亮的文章
你提供了非常有用的信息。我会继续关注你的帖子。保持下去。
不正确地使用太阳能热能应该是死的
马丁,
我认为你在误导人们关于ST和它的能力。这篇文章应该告诉人们的是，ST行业远远达不到它所能做的，而不是大肆宣传PV。
1)首先，我想谈谈转换效率，这是利用太阳制造热水的最有效方法。就像大多数事情一样，根据条件的不同，物理学可以朝任何一个方向发展。ST在收集太阳能方面的热效率可以从80%到0%不等，这取决于平板与真空管以及部分太阳与全太阳的条件。商用非聚光电池的PV最高可达20%，薄膜电池的PV可低至5%。光伏效率不像ST那样随光强而变化，但如果没有合适的逆变器/双通二极管，遮阳确实会损害光伏。需要注意的重要一点是，PV在高温下的性能较差，而ST在高温下的性能较好(对热水的δ T较低，尤其是平板集热器)。所以，是的，如果你在马萨诸塞州或威斯康星州的平板集热器在一年中的大部分时间里只有15%的效率，并将其与由于寒冷的晴天而接近20%的最大效率的PV阵列进行比较，那么PV更好。然而，如果你看看马克·罗森鲍姆(Marc Rosenbaum)引用的heliodyne gobi与相当高效的面板的测试，很明显，ST的效率大约比PV高2.35，这就是为什么你需要HPWH来弥补这一差异。它已经受到了挑战，如果它在寒冷的地下室里，或者从已经很冷的房子里吸取热量，那么HPWH甚至不会接近这种效率，就像你挑战戈壁无法达到测试输出一样。我认为这两种说法都是绝对正确的，没有真正的数据表明哪一种在现实世界条件下会表现得更好。 My vote is on properly designing a ST system.
2)正如人们已经提到的，光伏并网有免费存储，所以这个问题就解决了(直到公用事业公司开始收取存储费用，我相信他们会在某个时候)。对于ST，存储是必须正确设计的关键因素。这就是人们误解的地方。有2种方式，因此有2个设计参数用于储热:温度和体积。常见的64平方英尺收集80加仑的存储是ST效率不高和名声不好的主要原因，因为这个比例更有利于温度存储，这使得收集器在太阳能资源可用时效率更低，并且没有足够的体积/总btu存储，给定负载持续超过1天。那么人们为什么选择这些比率呢?因为它们是为其他目的大量生产的，因此对承包商来说很便宜。2个40加仑热水器和2个4x8(胶合板和其他托盘运输物品的常见尺寸)通常用于ST应用。这是1.25加仑/平方英尺的比例，这是远远不够的。2:1的比例是最好的，因为存储并不是这些安装的主要成本，所以我会选择3:4:1的比例。 There is a reason dedicated solar tank companies likehttp://www.sunmaxxsolar.com有119加仑和211加仑的车型。从常识的角度来看，你每天需要从一个80加仑的水箱中获得64加仑的热水(75%的体积和至少46%的btu存储，假设最大水箱温度为160度，出口温度为120度，进口温度为50度= 37184 btu/79680btu)除非你所在地区每天都有阳光，当然你只会得到63%的分数。对我来说很明显为什么来自加利福尼亚的帖子说他的系统没有问题。那里的阳光更持久。对于这样的ST系统，你能做的最好的事情就是多花450美元买第三个热水箱，你将获得20-30%的系统效率提高，而资本成本增加了5%。更好的是，买一个真正为ST设计的坦克，你可能会得到很好的性能，可以轻松击败任何你选择的PV+DHW。
3)人们通常会弄错倾斜方向。破坏ST系统性能的最好方法就是把它平放在屋顶上，很多人都是这么做的。为什么倾斜如此重要?因为你一年到头都需要热水!在夏季，室外很热，白天很长，一个ST收集器甚至不用流汗，通常泵会关闭，系统会停滞，产生蒸汽，这会降低面板的寿命。在冬天，天气非常寒冷，可以捕捉能量的日照时间也很短，集热器甚至很难让水变暖。那么，作为设计师，我们能做些什么来帮助我们的收集器*每天*更可靠地加热水呢?答案是让它偏向于冬季生产!http://www.solarpaneltilt.com/如果你看一下“倾斜固定在冬季角度”表，你就会明白我的观点。请注意，即使倾斜60度，佛蒙特州的收集器在夏天也会比冬天多接受30%的日照。虽然日照强度会大大减少，不利于ST的产生，但夏季的高温通常会弥补这一点。你提出了一个令人难以置信的有效观点，即SRCC一年的产量预测几乎毫无意义。我们的目标不是在6月或全年生产最多的热水。这是为了在你全年需要的时候产生足够的热水。
4)我绝对支持数据收集和系统监控。我想更进一步说，如果安装人员要正确地完成工作，那么一个好的ST系统应该用TMY数据进行模拟。除非你把成绩单拿回来，否则任何人都无法知道你做得对或错。不幸的是，你引用的研究实际上只证明了我的观点，即人们没有正确地做ST，它并不表明ST不能收集SRCC测试声称收集器应该收集的所有数据，因为它们都是设计不良的研究。从你的研究中给出的硬数据和稀疏的实验描述中可以明显看出这一点。在威斯康辛州和马萨诸塞州的研究中，他们的储存方法是错误的。从我的第二点可以看到，他们使用典型的80/64比例来分配存储。他们似乎实际上试图将倾斜调整到适当的数量，尽管它似乎没有在60-65度的适当倾斜，但他们在北方气候中使用平板收集器(我假设是单窗格，但没有给出描述)。这是一个错误!双壁聚碳酸酯/双面板平板，或真空管收集器将是适当的选择，为该气候。 Not surprisingly, they had 87% and 93% fraction in the highest month (bet that was summer) and 28% and 19% in the lowest month (bet that was winter where poor tilt and cold temperature got them). The data is vague on energy accounting for pumping as I don't believe the PV pump was included, but the COP for the Wisconsin study is 390 (390 kwh for ever 1 kwh of electricity used). This is not unreasonable for an indirect loop system. The Colorado study made 2 other very important mistakes. While they had the proper storage ratio of almost exactly 2:1, they 1) oversized the system for the load and 2) poorly tilted the collector. For the area of Colorado they experimented, the ballpark year round optimal tilt would be 33.5 degrees. The optimal summer tilt would have been 16 and the optimal winter tilt would be 54 based on the website I shared. They laid the collector flat on the roof at 23 degrees! They didn't even tilt it high enough for year round maximum insolation! So during the hot long sunny hour of summer the panels sat there mostly unused (2.8% energy collected) and again in the winter they did poorly because they were off tilt flat plates either covered in snow or too cold to even circulate. Yet they saw better utilization (7.8%) because they didn't even meet with demand. You can see (not easily) in the energy consumption data that a huge amount of natural gas was burnt in December when the lowest sun angle would have rendered the collector nearly useless. And lastly, they oversized the system 3 fold (20 gallons per day consumption vs 64 gallons per day design parameter) so when you cite 5.7 kwh/sqft/day it is meaningless to the larger point. It should be made clear the system provided 64% of the hot water needs including getting rid of parasitic loses and that's with an incorrect collection angle. Why do you even bring up that study? NREL should be embarrased to even publish it.
你关于寄生泵损失的索赔将成为过去。与许多行业一样，ST系统的泵要么是最坏情况的尺寸，要么是超大尺寸。在大多数应用中，这对效率来说是可怕的，但在st中尤其如此。因为泵不是变速的，无论您接收到什么程度的日照，您都消耗相同的功率。对于排水系统来说，这甚至更糟，因为泵必须有很高的水头要求(即使只需要5分钟，直到排水虹吸管开始工作)。有单速泵的解决方案，如安装一个带有止回阀的增压泵，与一个低功率循环器平行，但我推测大多数ST承包商不会这样做，因为故障点增加或忽视其重要性。所以，是的，如果你使用一个坏的单速泵，你可以期望一个1-20的热COP。但是，由于使用VFD和ECM电机的变速泵，整个HVAC和ST行业即将发生变化。这些泵不仅适用于ST，而且适用于所有具有可变负载的水泵。冷凝锅炉不能以其最高效率运行(一个评论者提到了这一点)，现在将有循环器，可以减缓流量，以确保较低的温度返回，并确保冷凝实际发生。区域阀的使用寿命更长，因为系统的压力可以动态降低。这里有一个很好的解释。https://www.youtube.com/watch?v=H1Z16jt872U
因此，ST具有非常低的寄生泵损耗和20-400的热COP的前景。这就是未来。
6)我认为你的标题和文章本身所暗示的关于ST和PV的经济分析与事实相反。首先，没有比一块聚碳酸酯更便宜的方法来产生一个低于200华氏度的BTU。我们都同意附加的温室是惊人的，这是一个没有大脑!当然，在你的热水箱中收集和储存BTU是有一些成本的，但这个行业已经毫无理由地使这种东西变得过于昂贵。我不怀疑专业安装ST系统需要花费8k，但真的需要那么贵吗?来自builditsolar的Gary (http://www.builditsolar.com/Projects/SpaceHeating/DHWplusSpace/Main.htm)用胶合板、池塘衬里、聚碳酸酯、水管、铝拱架和绝缘材料，花了2000美元建造了一个系统。就是这样。哦，等等，我忘了硅胶填充物和泵。他有99%的太阳能成分，在蒙大拿2月份的一个好日子里，他的SINGLE SPEED泵的COP是63(这些都是数据驱动的数字)。他的劳动力是免费的，所以我不期望系统花费2000美元，但考虑到他基本上是用冰棒棒组装了一个系统，我相信一个拥有变速泵和多年经验的行业可以提供一个可靠的系统，价格为4000美元，提供99%的分数，使用最少的电力。如果客户知道这是可能的，并要求这种产品和性能。
另一方面，光伏发电并没有降低50%成本的承诺。薄膜依赖于许多稀土金属，这些金属很难大量开采，而且毒性很大。硅基太阳能电池的价格下跌主要是由于投机行为。http://www.greentechmedia.com/articles/read/solar-cost-reduction-drivers-in-2017)，而且由于纯粹的物理原因，价格下降是有限度的。像许多金属一样，硅的基础材料需要大量的能量来生产。一个模块近1/3的成本是硅，几乎所有的硅成本都是能源(沙子是相当丰富的)。就像你会看到铜和铝的价格随能源的变化而变化一样，太阳能电池也是如此。
现在很明显，自从你写这篇文章以来，硅电池的价格已经进一步下降到每瓦0.73美元，但安装成本仍然在4.5美元的范围内(根据地区的不同，价格在3美元到7美元之间)。我想我还是宁愿做正确的ST，而不是买一些中国制造的PV。
我期待你的回复，我真的很喜欢这篇文章和评论，尽管我不同意你的观点。
对凯利·利文斯顿的回应
凯利,
我同意你的观点，一些太阳能热系统设计师和安装人员比其他人做得更好。但是，即使我们看一下由顶级设计师和安装人员设计的系统，我的结论也是成立的。
毕竟，光伏系统受到同样的约束:有些设计得很好，有些则不然。然而，平均而言，就每投资1美元节省1美元而言，光伏系统的表现优于太阳能热系统。
效率本身(每平方英尺集热器收集的btu)并不能说明全部问题。正如我在文章中提到的，并非太阳能热系统收集的所有热量都能被利用。
当然，净计量合同的变化有可能改变光伏系统的投资回收期。但光伏系统的成本仍在持续下降……不像太阳能热系统的成本。
巧合的是,上周我哥哥的太阳能热系统膨胀水箱的泄漏,太阳能热承包商援引他900美元修理,而我的太阳热能系统要求所有循环防冻剂的解决方案所取代(由于直流水泵提供动力的太阳能电池板被雪盖住了一天,太阳热能收集器里——这种情况导致收藏家过热液体)。我的系统现在修好了——是我自己修的——但我哥哥仍在考虑这900美元的投资是否值得。
太阳能热能已死的文章
我最近没有看到任何回应。这两年发生了很多变化。光伏发电成本持续下降。电网用电成本持续上升。但从我作为能源顾问和PH顾问的角度来看，更重要的是建筑继续变得更好。
去年夏天，一位客户搬进了密苏里州的第一座被动屋。与现代建筑规范相比，这座房子非常紧凑，具有超强的绝缘性。由于许多原因，都很好，它没有地下室，全电，最大热负荷为~9000Btu/h。我们嘲笑用吹风机加热，但我们可以这样做。
由于上述原因，与家庭热水相关的总热负荷占总热负荷的比例要比“正常”家庭大得多。如果我们要安装一个HPWH，它会使空调空间中的空气变冷。当然，使用一个小型地源热泵，在正常情况下COP非常高，它将花费很少的能量来填补损失到HPWH的热量。然而，GSHP中的降温器将以HPWH的一小部分能源成本提供DHW，既没有HPWH硬件成本，也没有冬季从空气中窃取热量的舒适问题。
因此，加上一个小型光伏阵列和一个较小的ST阵列，该建筑每年产生的电力占总电力的100%以上，占DHW的80%左右。如果需要加注热水，一个线圈可以以非常低的电费输送热水。在冬季，当光伏阵列没有被雪覆盖而吸风时，ST单元可以提供高质量的热量。
所以——我相信这个讨论有两个答案——“看情况而定”，正如我们对圣路易斯的天气经常说的那样，“等等，事情会很快变化的。”
对Gary Steps的回应
加里,
随着光伏价格持续下降，据我所知，太阳能热系统的成本保持不变或上升。因此，在这篇文章撰写后的几个月里，支持光伏发电优于太阳能热发电的争论继续加强。
当然，用太阳能热系统来满足客户的生活热水需求是可能的，甚至是太阳能热系统和光伏的结合。但是只有光伏的路线会更便宜。
我同意，在某些气候条件下，对于一些家庭来说，热泵热水器没有多大意义。所以在这种情况下，安装一个电阻热水器。一旦你做到了这一点，用光伏发电来满足你的家庭热水需求仍然比太阳能热更便宜。
这篇文章漏掉了所有关于太阳热能的信息
我知道这篇文章是几年前写的，但我仍然不同意它。从哪里开始呢?
比较太阳能光热与光伏系统，让我们逐点分析:
-是的，太阳能热能有活动部件，这是没有争议的。它们由一个廉价的乙二醇循环器和一个标准的三通混合阀组成。
当你有一个加压丙二醇系统来防止任何冻结时，冰冻气候就不是问题了。泄回在现代系统中很少使用。
-太阳能热能和光伏都需要维护。但是丙二醇对于一个信誉良好的系统(想想德国，比如菲斯曼)的使用期限是8-10年。所以在一个系统25-30年的使用寿命中，我们说的是2个单日服务电话，包括乙二醇的成本，每个电话可能几百美元。相比之下，10年后更换逆变器只需1000-1500美元
-这篇文章似乎忽略了太阳能热罐的储存能力。ST水箱的额定容水量必须略低于沸点，这意味着，我们可以不断向水箱中泵入太阳能btu，通常负载高达180°。尽管水箱具有超强的绝缘性，但也存在待机损耗，但你仍然可以储存和节省潜在的热水，即使你加热水箱的温度越高，效率就越低。光伏发电可能有净计量回电网，但没有人告诉你，你卖回千瓦时的价格是你购买价格的一半，因为你的公用事业公司拥有输送线路，所以你不会得到输送部分的报酬。
-安装在杆子上的跟踪系统几乎总是贵得令人望而却步。我还没有看到任何数字证明增加的费用是合理的。
-最后一个很棒，“平均而言，光伏系统可能比太阳能热系统使用时间更长。”虽然PV可能没有可移动的部分，但您在两个相关的点上进行了清洗。您的逆变器将在10-12年后失效，导致每次更换成本高昂。最重要的是，用于光伏板的硅晶片会随着时间的推移而退化。行业标准保证是在25年内达到80%。当然，这只是基于实验室的预测，因为这些系统都没有运行超过10年，所以希望能达到80%。相反，太阳能集热器不会降解，自70年代以来一直存在。我见过30岁的老收藏家。
还有一些想法:
-光伏板的效率远不如太阳能热。我们说的是目前能买到的最好的(也是最贵的)SunPower E19模块，效率为19%。通常负担得起的中国收藏家则多出12-14%。与70-80%的高质量ST收集器相比。即使你将PV与一个COP 3.0的高效热泵连接起来，这并不是最糟糕的主意，你也只能获得42-57%的总效率。
不知道为什么这里的统计数据一直引用ST的61%太阳能比例?一个住宅锅炉备用菲斯曼系统有80%的太阳能分数由SRCC额定。
最后费用:
这是最后一点，如果你没有合理的投资回报率那么世界上所有的效率都是无关紧要的。根据你所在的州，除了税收抵免外，可能还会有奖励资金。从纽约州的经验来看，即使有NYSERDA的激励资金、30%的联邦信贷和25%的州太阳能税收抵免，光伏发电的投资回报仍然是10年左右，这还是在再花3000美元买热泵之前。太阳能热也有来自NYSERDA的奖励资金，加上两个积分，如果你使用天然气以外的任何东西，这将使系统的净成本降至2700美元，投资回报率为4-5年。即使没有NYSERDA的4000美元，加上税收抵免，净成本为4500美元，仍然有合理的投资回报率。
-最后我承认，如果没有税收抵免和/或国家激励计划的结合，光伏和ST在目前的价格下都没有多大意义，所以趁它们可用时利用它们。
我欢迎任何人对我的观点提出异议。
对Gabriel Stinson的回应
盖伯瑞尔,
你提供的信息有些是准确的，但有些是完全错误的。
你写道，“光伏发电可能有净计量回电网，但从来没有人告诉你，你卖回千瓦时的价格是你购买的一半。”净计量合同因电力公司而异，但绝大多数净计量合同都是这样描述的——在光伏发电从总用电量中减去后，客户支付净用电量。换句话说，客户被记入电力的全部零售价格。当然，有些公用事业公司不喜欢净计量合同，但这种合同很常见。
我不是光伏阵列跟踪支架的粉丝，我也不提倡在本文中使用它们。
你写道，“这些(光伏)系统都没有运行超过10年。”我的系统已经连续使用了34年，光伏组件工作正常。有关更多信息，请参见测试一个已有30年历史的光伏组件．
你写道:“用于光伏板的硅晶片会随着时间的推移而退化。”但在我30岁测试自己的光伏组件时，情况并非如此;请看上面的链接。
你写道，“光伏板的效率远不如太阳能热。”但效率(每平方英尺产出)无关紧要;重要的是成本效益，而这正是太阳能热能的不足之处。此外，并非太阳能热系统收集的所有能量都是可用的，而光伏系统收集的能量是100%可用的。
你写道，“不知道为什么这里的统计数据一直引用st的61%太阳分数。”来源如下:“寒冷气候家庭太阳能热水的成本、设计和性能”(Steven Winters Associates研究人员的论文)。
关于投资光伏是不是一个好的投资的问题，你的信息已经过时了，而且形势正在快速变化，有利于光伏。在该国的许多地区，光伏投资从第一天起就是正现金流，而且回报情况只会改善。
对Martin Holladay的回应
作为一个曾经在光伏太阳能行业工作过的人，在我回答之前，让我先声明一下，我100%支持光伏，我只是觉得它在加热水方面非常低劣。太阳能热能是很棒的，但是它在加热水方面的效率很高，它主要是一个要么使用要么失去的场景，很明显，如果你需要的话，它不会给你产生任何电。
关于净计量部分你是正确的，我想我误解了你在文章中的说法。净计量基本上使用电网，我们会说你的电池存储。当你生产的电量超过当前使用量时，你的双向电表就会向后旋转，因为它被推入电网。然而，如果你设法在年底赚得比你用的多，我是正确的(至少在纽约)，你从公用事业供应商那里得到的多余千瓦时的年终付款只会支付给你供应而不是交付，所以实际上是成本的一半。这是一种独特的情况，当光伏系统的设计被限制在你的年历史使用量的110%时(同样在纽约州)，这几乎从来没有发生过。我想我的反应是来自于那些穿着制服的人的沮丧，他们认为他们将把他们的千瓦时卖给电网并从中赚钱。
很高兴听到你不喜欢跟踪系统;只是因为你在文章里提到了。
老实说，我不熟悉任何30多年前的住宅申请，这是我的疏忽。你们的太阳能板在34年后仍在运行，这真是太棒了，但我想说，你们是拥有如此独特系统的少数几个国家之一。在某种程度上，也很少有正确安装的ST系统超过30年，我只是认为在后期有更多的例子可以借鉴。既然你主动提供了关于你的34年系统的信息，我真的很好奇你到目前为止换了多少次逆变器?大约多少是一个新的逆变器，什么大小千瓦系统?
我不想打破你的幻想，马丁，但光伏收集器的退化是非常真实的。看看这个研究(http://www.nrel.gov/docs/fy12osti/51664.pdf)进行了超过40年的2000种不同比率的研究，清楚地显示0.5%/年。按照这个速度，自安装以来，你的收集器可能已经减少了17%左右，如果它们已经那么老了，现在运行的最大潜力可能是10-12%的83%。
在效率或每平方英尺的产出方面，当你朝南的屋顶面积有限时，它肯定是相关的。当2-3块太阳能热板可以达到7-8块光伏模块相同的千瓦时输出时，这就是效率的最佳证明。你关于如何“……不all of the energy collected by a solar thermal system is usable, while 100% of the energy collected by a PV system is usable," I'm guessing is referring to the tank storage capacity. Lets be clear, all the potential energy is being collected and utilized, but efficiency drops as the tank gets hotter. Generally a ST systems is set to a delta of 12°, so the collectors need to be 12° hotter than the tank to get the circulator to turn on. Its relatively easy to heat to 120°, but getting to 150°+ is much harder. All the potential energy is being collected, and you're losing >1° an hour due to normal standby loses. Guess that will drop the efficiency slightly. I'll still take 70+% efficient over 14% any day for heating water. It certainly isn't cheaper buying 3 times more modules to produce the same kWh output.
我要指出的是，那篇关于61%太阳成分的文章现在已经13年了。我们继续。同时，我附上了目前的SRCC系统等级锅炉备用菲斯曼系统的太阳能分数等级为96和86。当然，如果你用一个电子元件来备份，它会下降，但如果你想提高效率，你可以做到。
我不认为我的信息是过时的，我离开光伏行业最多可能两年，但它肯定比你链接的那篇13年前的文章更相关。我提到过Sunpower的E19模块，它的效率是19%，但在过去的两年里，他们把效率提高到了21.5%。这些模块的额外费用应该会让你获得15年以上的回报。是的，光伏系统从第一天起就是正现金，太阳能热系统也是如此。不同的是，大多数人不希望等待8-10年光伏系统的回报。我再一次补充说，我完全支持光伏发电(尽管价格还需要降下来才能被更多人采用)，但我认为用它来加热水是个糟糕的主意。
对Gabriel Stinson的回应
盖伯瑞尔,
Q。“我真的很好奇，到目前为止，你换了多少次逆变器?”
答:我在用第二台逆变器。我最近的逆变器花了1100美元;我自己安装的。34年来，逆变器的总成本约为50美元/年。
太阳能热系统工作良好;我家里有一个太阳能热系统。如果您想要这样的系统，请随意安装。
我对没有经验的房主的主要警告——这也是我在文章中论点的基础——是，同样的光伏设备投资将比类似的太阳能热投资产生更多有用的能源。我在文章中介绍了数学。
你的成本可能会有所不同，但所有的迹象都指向与你声称的相反的方向:光伏发电越来越便宜，而太阳能热设备却没有。
所以你自己算算吧。我已经警告过你了。如果你还想要太阳能热系统，这是你的选择。
看起来PV越来越有前途了
两年过去了，你的分析仍然成立。光伏发电现在更便宜了。只有当你自己构建或者无法获得净计量时，ST才有意义。
我在阅读评论时注意到的一件事是，人们认为热泵只是移动热量。这是不正确的-用于运行HP的电力(大部分)也转换为热量。因此，HP既能像电阻加热一样产生热量，又能“移动”热量。评论中的一些计算并没有说明这一点。例如，一个COP为2的HPWH加热10000 BTU的水，只从空气中“移动”大约5000 BTU，其他5000 BTU来自HPWH运行的电力。
也……
我知道这可能是一个禁忌，因为我没有阅读每条评论，可能是重复的信息。在这一点上，我同意马丁的观点，并将补充以下好处:
1.在新的超级绝缘结构中，您可以完全放弃燃气服务。在我住的地方，光是煤气服务一个月就要花10美元。更不用说不安装燃气管道所节省的费用了。我知道很多人喜欢用煤气做饭，但是新的电炉非常好，当我们在生活空间里不燃烧燃料时，室内空气质量就会得到改善。
2.太阳能热能能做的一切，光伏都能做(除了效率)，但反之亦然。PV还有更多的功能——它甚至可以在这个时候给你的车充电。任何想要抵消能源使用的人几乎肯定会想要光伏发电，它的用途更加通用，适应性更强，可以满足他们的需求。太阳能热板只做一件事，提供热水。如前所述，特别是在我居住的炎热的犹他州，它们闲置着，因为它们在夏天一天的头几个小时加热储水箱的水。
3.随着我们有希望转向更多的可再生能源，未来太阳能光伏将与天然气分布相吻合。这意味着有很多方法可以通过电网生产和输送可再生能源;据我所知，没有一个公用事业规模的项目能把可再生天然气带到你家。因此，从长远来看，投资电网及其后续部分更具意义。
4.一个专业人士胜过两个。一个帖子评论说，多年来，他只需要更换一个5美元的SHWS部件，大多数人都需要支付专业人员来做这件事——至少60美元，请人来修理东西。如果你必须找两个专业人士来修理两个5美元的零件……你懂的。我想马丁和我都是在谈论大众市场——而不是我们这些自己动手修理的书呆子。
5.充液系统的附带损害潜力远高于光伏系统。
ST死了?是的，这就是证据
嗨
2年前，我建立了一个电子PCB，可以实时控制光伏生产和家庭消费。这个PCB单元，驱动三个功率继电器激活三个1200W电阻插入200L的铁罐中(我研究了所有细节:液压，机械，电力和电子，安全认证等)，系统完成与锅炉连接的再循环泵的反馈温度和命令。
我的第一次安装是在2013年5月，客户有3个跟踪器(5980 Wp)，到目前为止，所有工作都很好。
我证实马丁的话:
A，跟踪器工作得很好
b) 3个电阻的插入和失活取决于太阳照射和家庭负荷。全部实时工作，当水温升高(60 ~ 65℃)，循环泵平衡锅炉罐和电阻罐温度后，系统进入待机状态。
c)所有用于加热的能量都由PV产生，工作的电阻器以步进方式调制。
d)客户说(他们在锅炉上使用GPL)在一年内降低了40%以上的GPL成本!
e)水热后，剩余能量全部送至分配器。因此业主
可以出售剩余的电力。
f)所有的家用机器(洗衣机、洗碗机等)都不会因为安装了pv-tank而受到影响。他们有优先权。
g)欧盟和弗劳恩霍夫研究所(Fraunhofer institute)正在着手研究一种智能系统，以便在距离最近的家庭配备光伏电站的家庭中使用能源供暖。
h)非常容易安装
i)我很感谢这次讨论，因为两年前我很担心这个项目，我没有对这项新技术的结果进行反馈
我所有的客户都很满意，投资回报率计划在3-4年内
非常感谢
路易吉
SHW成本
这篇文章应该重写，或者至少修改一下，以反映最近降低太阳能热水系统净成本的激励措施。与光伏一样，税收优惠和退税是成本计算的关键组成部分。在马萨诸塞州，一个普通家庭(3个集热器;80加仑的储罐)现在低于2500美元!马萨马州鼓励小型水电技术是有充分理由的——它是一种可获得的、廉价的、高效的、经过验证的可再生技术。查看:http://www.masscec.com/programs/commonwealth-solar-hot-water
利用太阳能加热散热器中的热水?
我和妻子刚搬到纽约州罗切斯特，住在一栋1929年的房子里，房子里有一个旧油箱、燃烧器和循环热水(不是蒸汽)散热器。我们正在为我们的升级探索各种各样的选择，从仅仅放入一个新的燃气锅炉，三菱超热泵和/或太阳能。
一种选择是，是否有可能通过光电产生足够的热量来循环散热器中的热水?(房子面积1400平方英尺;下一层是1000平方英尺，我们可以把楼上的开得很低)。在获得能源审计后，我们还将使我们的房子更加紧凑——谢谢!鲍勃
对罗伯特·伯克曼的回应
罗伯特,
Q。“有没有可能通过光电产生足够的热量来循环散热器中的热水?”
答:作为你的水热系统的一部分，运行循环器所需的电力并不多。但你可能也在考虑找到一种方法，用电来加热你的水加热系统。
最有效的用电方式是使用空气-水热泵，就像大金的Altherma一样。这是可能的，但大金的Altherma系统价格昂贵，通常在2万到3万美元之间。
底线是:如果你决定安装光伏(PV)系统，限制因素通常是你的预算或屋顶面积。如果你买得起一个8千瓦时(例如)的光伏系统，并且你有一个好地方放它，你就有可能产生足够的电力来满足你所有的需求。如果你安装一个较小的系统，你可能只会产生一些电力。但是没有办法确定光伏发电的用途。它只是减少了你需要购买的电量。光伏系统可以降低你的电费，但光伏系统并不关心电的用途。
如果你想用电来加热空间，最经济的方法是购买一个或多个无管道(或管道)微型分体式热泵。
真空管太阳能集热器
[编者注:埃里克·麦金尼受雇于一家销售真空管太阳能集热器的公司。]
鉴于太阳能光伏和热能提供不同类型的能源，比较这两种技术的唯一方法是通过比较每种技术可以提供的应用及其相关的投资回报率。虽然集热器不产生电力，但当在一个设计合理的系统中使用时，由真空热管集热器产生的热量远远超过市场上任何光伏板/系统的投资回报。热能也减少了对电力的依赖，因为它不需要电力来启动一个系统。
一个太阳能真空热管集热器能够每天产生300,000+ BTU(或每年1,095,000,000 BTU)，足以很好地满足一个设计合理的住宅系统，用于空间供暖和生活热水的应用，并且可以这样工作:首先:通过强制空气(电，气，地热)和耗散热量(系统剩余的热量)用于生活热水的空间供暖。
该系统将面向两种应用，以最大限度地利用该收集器产生的热量。该系统的投资回报率将少于3年，而仅针对热水的光伏安装最多将为6-8年，也许更接近10年。
真空热(管)集热器相对于光伏技术的其他优点:
1)太阳能热能会延长机械设备的寿命，这是光伏太阳能技术绝对不能做到的。在将光伏技术与热能技术进行比较时，光伏技术的支持者很容易忽略这一点。
2)真空热(管)集热器利用太阳的紫外线而不是阳光直射，热平板和光伏技术也是如此。一个能够在高峰季节每天产生300,000+的真空集热器每天将产生200,000 BTU，即使在多云的冬季也是如此。
3)热应用提供工业/商业和住宅空间供热，空间冷却和生活热水，其可能性仅受工程师想象力和创造力的限制。
4)易于维修:ETC由管道组成，除了通过歧管的输送流体外，收集器没有其他活动部件。如果管损坏，收集器仍将以非常高的水平运行，而损坏的管很容易更换(在5-10分钟内)。在炎热的天气里，ETC的紫外线收集管用手触摸会感觉就像一个空的可乐瓶放在太阳下(这是收集热量效率的主要指标)。另一方面，光伏电池板需要更多的时间来拆卸/维修，因为它的表面“摸起来很热”(所有太阳能电池板的热损失效率低下的主要原因)。
5)需要在太阳能集热系统中散热。无论耗散是如何发生的，耗散都可以保护和增强系统的性能——要么通过系统的耗散器重定向到另一个应用程序，要么通过系统的耗散器，要么两者都有。
这是光伏和热能的一个很好的比较:印第安纳波利斯国际机场安装了44128块太阳能光伏板，“预计”每年产生1650万千瓦时的电能。见链接http://www.indsolarfarm.com想要更多的信息。这个装置的成本“范围”在3000万到4000万美元之间。虽然BTU和瓦是不同类型的能量，但当将这些16,500,000 Kwh转换为BTU时，只需要685个真空集热器，每个集热器每天峰值产生300,000+ BTU(原始比较的尺寸为每个集热器每天225,000 BTU)，以低于1/12的成本产生相同数量的能量44/128 PV板。那么ROI比较呢?
我对所有人的建议是，在比较热能和光伏时，了解目标应用的期望，真正权衡投资回报率。最重要的是，做好调查。一个能够每天产生300,000+ BTU的真空集热器确实存在并且可用。
你在可持续能源~ EM
太阳热能并没有消亡
你在博客的开头说“安装太阳能热水系统没有任何意义”，我希望你在文章的末尾有一个星号，上面列出了你所有的“但是”。
光伏可能是一种更便宜的安装方式，但许多家庭使用光伏系统的一个限制因素是缺乏屋顶空间。在我居住的新泽西州，大多数家庭都没有足够的屋顶空间来容纳一个光伏系统，而光伏系统可以100%满足他们现有的电力需求，更不用说从天然气/石油/丙烷转换为电力HPWH了。
如果使用OG-300 STHW系统，COP高达0.90，而不是0.63，那么STWH的经济性就会好得多，只需要大约80平方英尺的屋顶空间，而1.7-2.2KW光伏系统需要170-200平方英尺的屋顶空间。当屋顶空间有限时，一个设计和安装得当的STWH将帮助房主节省更多的能源账单。你的数学甚至证明了这一点，但你没有提出这个问题。只有安装了理想倾斜和方向的光伏系统才能产生您在示例中使用的1.2-1.3水平。在新泽西，很少有房子的屋顶有理想的倾斜和朝向。许多新进入该行业的承包商将在任何一年中可以看到阳光的屋顶上安装面板，进一步降低了每年每千瓦装机容量的输出。但大多数STHW系统，由于所需的占地面积小，可以安装到理想的倾斜和方向，大多数家庭有充分的阳光照射。
我质疑这两种情况下系统的63%和61%的太阳能成分。使用了什么系统设计?你怎么能用这么少的样品来证明你的论点呢?我们在STWH设计中使用了一个单独的预热箱，以提供更多的太阳能，而不会与补充燃料热竞争。大多数家庭都有现成的、功能齐全的热水器，所以增加独立的太阳能储水箱会使系统更高效。第二种预热罐系统的成本在我们地区的预估安装成本之内。我的冬季水箱平均温度为华氏80度以上，2月份的室外最高温度为华氏120度。我的屋顶上有2 x 32平方英尺的收集器，已经有30多年的历史了。光伏发电保证在那个年龄产生的发电量是它刚建成时的80%，而且刚建成时太阳能到电力的转换不到16%。
夏季过热和冬季缺乏性能可以通过面板倾斜来调整，有利于一年中场地使用者使用最多热水的时间。回流和基于乙二醇的系统有助于防止过热和冻结损坏。
当系统设计和安装得当时，STHW系统的维护工作量并不大。我们服务的大多数系统都有最大的服务问题，这些系统设计不当，试图加热所有东西(游泳池，水，空间加热)。最可靠的是那些简单地加热生活用水，并在设计中规划防冻和过热保护。我们的服务系统具有原始收集器，泵，控制通常25年以上的历史。当我们需要更换组件时，我们只使用那些在现场被证明可以使用25-30年的组件，而不是来自营销宣传册或实验室测试的组件。
光伏系统在其早期存在着无数的问题。逆变器故障，啮齿动物在系统下筑巢，啃咬电线，导致短路和可能的火灾危险，急救人员和当地政客担心覆盖着面板的屋顶和电气危险。此外，根据屋顶覆盖面板的百分比和损坏的位置，维修人工成本可能会变成天文数字。中央逆变器与微型或带有功率优化器的中央逆变器将对设备故障/维护期间的故障排除和节省损失产生影响。我认为你将30年的太阳能热系统维护历史与几年的光伏系统维护历史进行比较还为时过早。维修费用总是受到初始设计和安装质量的影响，以及房主/系统所有者对系统的关注程度，就像任何电器一样。
这些HPWH何时达到COP 2或更高?我的经验是，就像汽车贴纸上的汽油里程一样，它们从来没有达到现场宣传的效果。承包商的设计和安装质量将对设备的性能产生重大影响。就像任何基于政府的项目一样，包括70年代末的STHW，每个没有工作经验的未充分就业的承包商都去了资金流动的地方。在1985年之后的几年里，我们公司靠修理那些没有经验的承包商安装的可怕的设备为生，大部分的维护成本与技术负相关，而不是承包商的质量。
我们很快就会看到光伏承包商的工作质量或缺乏的后果。我预计您将不得不更新您对光伏的低维护估计，不仅针对设备故障，还针对经验不足的承包商利用政府在光伏市场上制造的泡沫而造成的安装不良造成的财产损失。
看到这篇文章是2009年的，你对PV的维护成本估计有什么更新吗?如果它们没有显著超出您最初撰写本文时的预期，我会感到惊讶。我知道这一点是因为我们正在经历PV系统服务工作请求的显著增加。这些系统中的绝大多数是由已经破产的承包商安装的。历史即将在太阳能领域重演。
对John Schlosser的回应
约翰,
太阳能热系统是否具有成本效益取决于当地的能源成本以及当地的太阳能热设备成本。本文的分析是针对北美地区的;当然，中国的能源成本和设备成本是不同的。
在不经历冰点温度的气候条件下，太阳能热设备可以更简单。然而，我不建议寒冷气候的房主安装没有防冻装置的系统，因为他们会记得在一年中最冷的三个月里排水。只要一个寒冷的夜晚，水管就会结冰;如果房主忘记及时排水，设备将需要昂贵的维修。
简化DHW问题
在中国(包括北方地区)旅行后，看到如此多的住宅屋顶太阳能热水系统，我很难得出结论，太阳能热用于家庭热水是不切实际的或相对低效的。
也许关键是安装一个简化的系统，而不是一个始终针对所有事情进行优化的系统。
如。
仅将STHW系统用作预热;8-9个月无冻存风险;并使用简化的过热保护。也许可以完全避免防冻和泵，只有在有收获的情况下才通过收集器来输送DHW。
您能评论一下这种现成系统的可用性和太平洋西北地区气候的可能投资回报率吗?
另外，关于冻结风险，我想到的是恒温控制的排水阀。
太阳热能已死是不正确的:
太阳能热能并没有消亡:
SRCC OG 300是基于系统设计的计算机计算，设计合理的系统每年可以抵消5000千瓦时。
多年来我觉得很多太阳能热水安装都很差，太阳能热水系统的设计和安装就是一切。
我一直使用排水系统，因为在过去的30年里，我发现它们更可靠，我的系统已经工作了25年，没有任何问题。
如果我在加热家用热水，我会用一个单独的太阳能水箱一个150加仑的聚丙烯水箱和一个吃力不讨好的煤气或助推器，所以如果我们有3天的阴天，水会首先通过太阳能水箱，然后被加热到所需的温度。
在夏天，我们有一个旁路值，只使用太阳能水箱中的水。
我在一个8口之家长大，我父亲在1980年安装了我们的第一个太阳能系统，它使用了2 - 4 × 8的太阳能集热器和一个150加仑的聚丙烯水箱，持续了一段时间，我们有水泵故障超过30年，但就是这样。这个系统为我们家提供所有的热水。我的许多客户的系统至今仍在工作，并且非常高兴。
一个设计合理的系统，使用的组件和安装的质量关系到效率和回报。设计合理的太阳能热水系统几乎不需要维护。30多年来，我们有一个水泵故障，太阳能水箱仍然和我们安装它的那天一样好。当我们翻修屋顶时，我们需要安装新的收集器，但那并不是因为它们坏了。我们更换了它们，因为我们需要一个新的屋顶，而收集器是旧的。
无论谁写这篇文章都是大错特错，太阳能热绝对不会消亡，一个设计合理的系统，配备良好的设备和安装，每平方英尺可以收集比pv系统更多的太阳能。
在高端方面，我们安装的排水太阳能热水系统的高端价格约为8000美元，其中包括2 - 4 × 8高质量集热器，150加仑太阳能水箱和无水箱助推器或备用热水器。
回应Paul Soucy
保罗,
谢谢你的评论。你的评论证实了而不是削弱了我的论点。
你报告的太阳能热系统成本(8000美元)与我估计的8000美元到10000美元的范围一致。
当然，太阳能热系统是有效的;我从没说过他们没有。我很高兴你们的太阳能热系统几乎没有什么维护问题。
关于重新装修屋顶:我也不得不更换我的房子的屋顶。虽然您发现在重新装修屋顶时更换太阳能集热器是必要的(或适当的)——这是一个昂贵的提议——但我觉得在重新装修屋顶时没有必要更换我的光伏模块。我只是拆除了光伏阵列，并在工作完成后将旧的光伏模块放回屋顶上。
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