Tumblelog by Soup.io
Newer posts are loading.
You are at the newest post.
Click here to check if anything new just came in.
constructionnews
09:16

Dom samowystarczalny energetycznie wyprodukował nadmiar energii

Prace badawcze nad domem, produkującym niezbędną energię potrzebną do jego utrzymania trwają. Dom testowy to swoiste laboratorium, idea to stworzenie domu którego użytkowanie nie będzie wymagało zapłaty rachunków za energię dostarczoną z zewnątrz (przyp. autora).

Dom testowy samowystarczalny energetycznie (The net-zero energy test house) znajduje się w Narodowym Instytucie Normalizacji i Technologii (National Institute of Standards and Technology – NIST) w obszarze aglomeracji miasta Waszyngton w USA.

Nie dość, że wygenerował wystarczającą ilość energii do utrzymania domu w sezonie zimowym, to ponadto w pierwszą rocznicę powstania (1 lipca 2014) osiągnął nadwyżkę wyprodukowanej przezeń energii, wystarczającą do zasilenia napędu samochodu elektrycznego podczas jazdy na odległość około 2 300 kilometrów ! (samochód elektryczny przejedzie 4,74 kilometrów zużywając jedną kilowatogodzinę do napędu, zgodnie z danymi Agencji Ochrony Środowiska z 2012 roku).

Pomimo pięciu miesięcy poniżej średniej temperatury w tychże miesiącach oraz dwukrotnie większych opadów śniegów niż zazwyczaj, zakończono roczny okres badań domu testowego samowystarczalnego energetycznie (Net-Zero Energy Residential Test Facility - NZERTF) z osiągnięciem dodatkowo 491 kilowatogodzin wyprodukowanej energii w roku.

Zamiast płacić prawie 14 tysięcy złotych za energię elektryczną (szacunkowy średni roczny koszt rachunku za elektrykę dla nowoczesnego domu w Maryland) w przypadku wirtualnej czteroosobowej rodziny zamieszkałej w testowym domu zasilanym całkowicie z energii elektrycznej, uzyskana nadwyżka tego rodzaju energii może zostać eksportowana do lokalnego dostawcy.

„ Stworzyliśmy coś takiego, i to z przekonywującą rezerwą” stwierdzil Hunter Fanney, inżynier kierujący badaniami w testowym domu (NZERTF).

„Od teraz naszym zadaniem będzie rozwój badań i pomiarów, które pomogą poprawić efektywność energetyczną w budownictwie mieszkaniowym w kraju. Dzięki temu nastąpi rozwój i przyjęcie projektów i technologii pozwalających na budowę domów samowystarczalnych energetycznie oraz obniżenie kosztów ich utrzymania, a także opracowania metod budowy obiektów oraz adaptacja tych założeń w przepisach budowlanych.”

Dom samowystarczalny energetycznie produkuje co najmniej tyle energii, ile zużywa w przeciągu roku. Powiększa się liczba stanów USA które podejmują kroki w kierunku wspierania lub nawet wprowadzenia konieczności budowy w przyszłości domów w tym standardzie. W stanie Kalifornia wprowadzono wymóg, aby od 2020 roku wszystkie nowobudowane domy spełniały wymagania dotyczące samowystarczalności energetycznej budynków.

Dom ten to piętrowy budynek z czterema sypialniami i trzema łazienkami. Zarówno jak  w laboratorium, tak jak i w terenie, budynek będzie ładnie się komponował w nowej podmiejskiej zabudowie. Został zaprojektowany i zbudowany, aby był o 60 procent bardziej energooszczędny niż domy budowane według wymagań zawartych w Międzynarodowym Kodeksie Poszanowania Energii przyjętych w stanie Maryland w 2012 roku.

Powierzchnia domu wynosi 252 metry kwadratowe, zbudowano go zgodnie z najwyższymi standardami dla budownictwa ekologicznego w USA, a więc zgodnie z U.S. Green Building Council LEED Platinium Standards. Dom cechuje energooszczędność konstrukcji i urządzeń, jak również jego technologie do wytwarzania energii, np. instalacji solarnej dla ogrzewania wody, systemu z użyciem paneli fotowoltaicznych.

Pomimo 38 dni w roku, w których panele słoneczne były zakryte śniegiem i lodem, system produkcji energii słonecznej wytworzył 13 577 kilowatogodzin energii. To o 491 kilowatogodzin więcej, niż wykorzystywane na potrzeby energetyczne dla domu i jego mieszkańców. Komputerowo symulowano użytkowanie przez rodzinę z dwojgiem pracujących rodziców i dwójką dzieci w wieku 8 i 14 lat.

W pierwszym roku zużycie energii wyniosło 13 086 kilowatogodzin, co było o około 3 000 kilowatogodzin prognozowanego zużycia więcej, niż w roku z typową pogodą. W standardowym roku porównywalny dom mieszkalny spełniający wymagania norm energooszczędności w stanie Maryland potrzebuje 27 000 kilowatogodzin energii.

W zakresie zużycia energii na jednostkę powierzchni stosuje się wskaźnik intensywności wykorzystania energii . Dom samowystarczalny energetycznie osiąga wynik około 70 procent bardziej wydajnego, a niżeli przeciętny dom w Waszyngtonie i pobliskich stanach.

Od lipca do października zaobserwowano miesięczne nadwyżki energii. W listopadzie, kiedy zapotrzebowanie na energię jest zwiększone i odnotowuje się spadek kąta nachylenia promieni słonecznych, zmniejszona została wydajność energetyczna zamontowanych 32 paneli słonecznych, rozpoczął się proces deficytów w energii.

Do końca marca, kiedy deficyt w energii spadł do 1 800 kilowatogodzin (w przybliżeniu ilość ta odpowiada łącznej ilości energii, jaką potrzebuje lodówka i suszarka wykorzystywana w trakcie roku) stała uśredniona temperatura jest poniżej obowiązujących norm.

Od kwietnia rozpoczął się przypływ energii powodujący nadwyżki energii i z domu nastąpił jej eksport do sieci elektrycznej przez większość następujących dni.

„Najważniejsza różnica pomiędzy tym domem, a przepisami stanu Maryland dotyczącymi standardów budowy budynków to ulepszenie termicznej osłony obiektu, a więc izolacji termicznej i bariery powietrza.” – stwierdził inżynier Mark Davis.

Przez prawie całkowitą eliminację niezamierzonej infiltracji powietrza oraz podwojenie grubości izolacji na ścianach i na dachu, znacznie zmniejszono zapotrzebowanie na ogrzanie i chłodzenie w domu. Pod względem kosztów wirtualni mieszkańcy tego domu oszczędzili rocznie około 14 tysięcy złotych na opłatach za energię elektryczną, a więc ponad tysiąc złotych miesięcznie.

Jednakże koszty związane z zakupem paneli słonecznych, zwiększeniem grubości izolacji, potrójnym szkleniem szyb w oknach oraz użyciem pozostałych technologii i ulepszeń mających na celu osiągnięcie zerowej charakterystyki energetycznej są znaczne, zgodnie z analizą Joshua Kneifela ekonomisty NIST.

W sumie Kneifel szacuje, iż uwzględnienie wszystkich technologii związanych wykonaniem domu samowystarczalnego energetycznie, poprawiających efektywność modernizacji podobnego obiektu spełniającego wymagania przepisów budowlanych w stanie Maryland dodatkowo zwiększy koszt jego wykonania o około 500 tysięcy złotych.

Planowane pomiary związane z badaniami domu samowystarczalnego energetycznie zapewnią wiedzę i odpowiednie narzędzia aby zmniejszyć tą różnicę kosztów. Wyniki również będą pomocne w określeniu niezbędnych działań potrzebnych do określenia najbardziej skutecznych metod zmniejszenia zużycia energii w budynku.

Badania przyczynią się do opracowania testów i norm będącymi wiarogodnymi punktami odniesienia w zakresie efektywności energetycznej i pełnej ochrony środowiska, dostarczając informacje przydatne dla firm budowlanych, osób kupujących domy, organów regulujących przepisy oraz innych zainteresowanych. [15]

Don't be the product, buy the product!

Schweinderl