图片来源:图片# 1:能源先锋
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太阳能具有性吸引力。如果你想向世界展示你做一些减少污染,你在你家屋顶光伏(PV)面板生成清洁电力。更好的是,你开一个插件混合动力和全电动汽车和汽车的充电电池与你干净的太阳能发电。
成本的太阳能爱好者来说,好消息是在家里安装一个太阳能电力系统不断下降,下降。让我们看看一些数据,然后问是时候放弃能源效率。
2个新的研究太阳能的成本
8月我看到劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)出版了一本研究显示,太阳能的成本已经下降约是2010年的一半。下面的图显示了数据。
住宅太阳能,上面的组中落后,从2010年的略高于7美元每瓦2015年约4美元每瓦。其他人都降至2010年的一半或更少的价格。
两周前我收到一封电子邮件从国家可再生能源实验室(NREL)的词另一个研究太阳能的成本不断下降。这一题为美国太阳能光伏系统成本基准:2016年第一季度(pdf),包括2016年第一季度。右边的图显示一些数据。
他们的报告显示了其他部门的费用,,但是在这里我只公布住宅太阳能图。劳伦斯的报告显示2015年平均约4美元/瓦特。NREL的报告显示2.93美元/瓦特今年第一季度。
这些数字都是伟大的。我一直太阳能爱好者很长一段时间,和我记得的日子——实际上不是很久以前,当每个人都说,“太阳将真正起飞,当我们可以生产,降低成本。“我记得数量阈值是一个美元每瓦,但这仅仅是对光伏模块本身。正如您所看到的,我们在2012年就达到了四年前,马克。
你可能会认为是时候冲出去买太阳能电力系统你一直想要的。但是…
太阳能是我们最好的投资?
是的,太阳能发电绝对是一件好事。别误会我。我们需要保持它的到来并保持这些成本下降。大卫·罗伯茨Vox最近写道,我们所需要的使充电一切,清理我们的电力。这不是一个坏主意。
话虽如此,我现在必须把注意力转移到另一个方面的成本。成本上面所提到的第一成本、安装成本的太阳能电力系统。让我们看看现在的发电成本。
的美国节能经济委员会(美国节能经济委员会)做了很多伟大的工作以提高能源利用效率。在一篇题为《太阳能和能源效率需要一起工作,他们写了一个最近的分析他们所做的每千瓦小时(kWh)太阳能成本和效率。下面是他们的主要结果:
他们发现它是便宜比生成千瓦时节省千瓦时。但是他们的数量现实吗?性能承包商自己回家前,我看到的成本2943美元和3414千瓦时的能源节约和猜疑。当我看了230页的论文详细分析,我看见他们正在谈论增量成本。这更有意义。
你不必买号码如果你不相信他们,虽然。还有其他原因来支持能源效率即使它更贵。
其他原因做效率优先
事情是这样的。太阳能和效率之间的战争不是一场战争。他们需要一起工作。是的,我们需要太阳能。但是我们不能忘记能源效率仅仅因为安装太阳能的成本已经下降。他们需要一起工作。
PHIUS被动的房子标准这是否。远离任意能源减排目标后,这个项目现在有优化目标不同的气候。它没有意义继续添加越来越多的绝缘的时候当你已经过去更划算的光伏屋顶上。
这是另一个问题开始出现这事被称为鸭曲线。太阳能发电洪水网格在下午,然后创建一个大问题在晚上当传统一代来源必须增加的速度比他们目前有能力。提高能源效率,以及更多的面向西方PV,可以解决这个问题。
还有最后一个论点支持能源效率。电力公司正变得越来越敌视太阳能。净计量公平合理的价格,太阳能发电是越来越难找到。你注意你的效用是什么做的?
所以,是的,太阳能已经性感。但一个全面的能源战略包括大量的能源效率,。
Allison贝尔斯迪凯特,乔治亚州,是一个演讲者,作家,建设科学顾问,和作者能源先锋的博客。看看他的深入,掌握建筑科学Heatspring学习研究所,在推特上跟随他@EnergyVanguard。
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15个评论
效率就不解决鸭曲线。
更高的效率降低了脖子和头部确定,但也降低了腹部。δ差不多,难管理斜坡率没有明显变化。
鸭子的修复是智能负载管理,这是不同于一般意义上的效率。智能需求响应(在许多形式)更少的时效性的负载,如加热热水或充电电动汽车可能发生当有盈余,并减少或消除低斜坡率或绝对电网高峰负荷。储能电池(短期和长期),坦克的水,或冰也负载管理解决方案,已经已经经济和用于商业应用需求费用内置速度结构。蓄冰空调负荷管理住宅规模可以很快,但不一定会经济直到或除非效用率结构提供实时定价,或需求费用应用于住宅纳税人。
http://www.greentechmedia.com/articles/read/ice -能源-发射-住宅-热-存储- -第一季- 2017
Alread PJM电网地区(中部、中西部和东部)热需求反应聚合器将支付100美元/年的控制het住宅热水加热器元素,将热热水器的大型分布式舰队fast-reacting负载,足够快有用电网频率和电压控制,不仅仅是峰值和坡道管理。它实际上是一个“虚拟信号发生器”,投标辅助服务,容量和需求响应市场,尽管它只生成负瓦,而不是兆瓦。
因此,尽管这些事情使电网的效率,降低了旋转储备需求和提供更高的吞吐量/降低线损,它不是人们通常谈论什么讨论一般意义上的效率。
应对Dana多赛特
当然,丹娜,你是对的。能源效率并不能完全解决鸭曲线。负载管理和存储是至关重要的。格雷厄姆•欧文认证被动的房子顾问在加州,已经给介绍鸭子曲线和把被动的房子与其他存储方法列如电池和泵送水电。我听见他给这个演讲在被动的房子上个月在费城会议。你可以下载幻灯片从西北被动的房子时,他给了会议今年早些时候:
http://www.phnw.org/assets/Conference16/presentations/getting%20real%20about%20renewables.pdf
电池存储有两位数的成本的学习曲线。
我翻看了幻灯片,但没有看到理由PassiveHouse应该如何存储桶一样,尽管它在幻灯片# 16日上市。(我猜你有吗?)
我确实注意到CA的房子热水平均能源消耗总量的30%,(幻灯片# 24)这就意味着CA PassiveHouse热水供暖将超过50%的总能源使用。热水加热器已经超过能力的正确大小的热泵(加热或冷却模式)即使对于代码最小的房子,所以管理的时机,负载相对于可用的变量可再生能源产能过剩为鸭子做更多比建筑转化为曲线接近于零PassiveHouse加热/冷却负荷。PassiveHouse居民不可能有一个比别人不同的热水使用模式,但在快速反应负荷和水的热容量与为驯服鸭子做更多比摆脱或tau-delaying已经更温和加热和冷却高峰了。不是没有,但旁边的好处是鼠标水暖大象在引用低冷负荷的日子里,拿出最糟糕的鸭子。
一种坏的罪犯的负载会做法电动电热水器,这将是最大的单一画在大多数家庭是极其间歇,和不能被延迟时间的方式加热水箱。电动的后果具有很高的EF由于接近零待机损耗,但相反的“绿色”尽管净能源效率就越高。更有效率,但grid-abuse,只能合理化当电力定价是平的,没有需求的指控。
我同意格雷厄姆的真正的峰值功率,而不是总能量(幻灯片# 5)这就是为什么便宜的电池的时代将会改变至少一样重要的廉价光伏时代我们正在进入。
像光伏电池存储已经看到陡峭的价格下降,这可能会加快,越来越多的美国采用存储要求,CA,或者,和马(现在纽约)。结合市场需求反应电网高峰负荷严重夷为平地,而不需要大量的存储空间。存储将压倒市场目前由快速增加峰化器,因为它们具有更加灵活的规模和选址约束,并且可以实现远快于其他资产可能出类拔萃。当Aliso峡谷天然气泄漏气体峰值功率岌岌可危,存储解决方案的概念首先设想2016年5月将是2016年12月底前在线。
http://www.utilitydive.com/news/sce水龙头-特斯拉-存储- 80兆瓦项目- - -处理- aliso峡谷sho/426471/——天然气
锂离子电池技术的学习曲线是关于价格降低-20% 15%每一倍的产能,但现在产能大约每年翻一番,可能会加速然后未来一些年。屋顶光伏的学习曲线是大约20 - 25%每增加一倍,加倍率约为两年(也加速。)传统实用商业模式的组合是致命的,因为到2025年类似的一半的家庭在美国可以得到他们的权力与现场光伏+电池更便宜比买集权的网格。(这是已经在澳大利亚阳光。)
电池驱动的增加部分即将奔向电动汽车。至少在两个欧洲国家内燃机汽车和轻型卡车将非法出售从2025年开始,印度不断增长的市场,将在2030年是这样。中国没有设定一个日期作为内燃机,但已经是最大的电动汽车市场之一,并希望自己的一块巨大的国际电动汽车市场。
在足够大的地理(ERCOT,或PJM电网运营商地区)的网格存储所需的100%的太阳能+风能网格没有过度缩减是令人震惊的小(即使没有需求反应),远低于直觉告诉我们它是什么。背后的研究最近马存储授权是基于扩大海上风力和陆上PV取代大部分的基载电力未来十年退休,和需要能够提供不到15%的峰值马完全稳定电网(地理位置非常小),并将净储蓄的地方税纳税人。(要求颁布是只有5%的电网高峰,它允许一些雕刻的政策变化产生资产建造。)的sun is always shining (somewhere), and the wind is always blowing (somewhere), and even without increasing grid capacity, widely distributed PV & wind really CAN take it all. As storage costs continue to fall it still has to compete with demand-response, which is cheaper than dirt, but it is already cheaper than peak wholesale power in most US markets, and will be at grid wholesale parity before 2030, assuming the deflationary effect of the tsunami of cheap distributed solar doesn't erode wholesale power pricing dramatically faster than expected.
谈论违反直觉的!
也许很快就会有要求,至少在温带地区的美国,所有热热水器销售很少保温。,随着效用控制他们的加热元件。以这种方式鸭子曲线可以更容易地在几乎所有盈余发电条件下被夷为平地。
应对Eric Habegger
埃里克,
我假设你是讽刺——尽管如果你笑点逃离我。
如果公用事业想远程控制电动元素在我们的热水器,然后每个人——公用事业以及房主将希望热水器有厚厚的绝缘。下午3点加热水。第二天早晨淋浴在上午7点只会工作,如果坦克的保温性很好。
马丁
我们谈论的是远程控制你的热水通过外部代理。一旦你沿着这条道路有无尽的排列,可以优化。所以我不是很讽刺。例如,如果你的工作需要你,早起来然后就简单交互请求通过电脑或通过电话设置它每请求启动加热元件。我只是提供,将会有更多的灵活性在卸载多余的发电能力如果热水器不是非常有效。(对我来说)这个概念似乎是符合早期的一些评论。
应对Eric Habegger
埃里克,
对于任何控制权需求计划,该实用程序的优点是机会在必要时关掉电元素。房主有热水器薄绝缘不会容忍这个中断的电热水器。房主有热水器厚绝缘会容忍它。
我不能想象为什么公用事业公司或业主宁愿薄绝缘厚绝缘在热水器。
好了,这里没有专家但是…
好像鸭子曲线扁平化需要尽可能多的压扁多余的发电量在中午降低负载在早上和晚上。如果你白天抵消发电能力过剩(因为在不久的将来每个人都有大量电动汽车板)那么你需要增加负载。这似乎是可能的如果25年后每个人,或者几乎所有人,板满足高峰负荷。将所有这些额外的瓦在中午吗?
还有一个问题每个人都想要热水需求。看起来可能是更重要的是在未来有一个相对低效的热水器能源在未来,然后消散公用事业在晚上关闭热水器。这是特殊情况下可以让你把他们在深夜一个额外需求成本定价达纳是提倡。
净热水器热效率仍然很重要。
套用一个老从1990年代克林顿时代竞选口号:
千瓦,愚蠢!
有损坦克具有相同大小的加热元件和热质量作为节能水箱。关键是利用热水箱的质量调节负荷,有相当多的热质量开销之间的一个典型的油罐储存温度和水箱的最大温度。额外的数量总容量从几个小时的待机损耗非常小土豆——真正的交易数量峰值功率可以转储。额外的时间它能维持之前达到峰值的马克斯临时隔热槽相比是非常小的,和缺点的房主高待机损耗高,不值得的额外的时间。大多数家庭使用的缓冲额外的热量,热的一天,将水温度下到普通水温自动调节仪的温度(或降低)。
需求反应聚合器或实用程序控制热水器可以利用加热元件之间在任何温度下所需的最小存储临时(说,120 - 140 f)任何制造商允许的最大温度(通常200 f,即使热水器的水温自动调节仪不高)。50加仑坦克约420磅的水当量热质量,因此提高甚至40是40 f x 420磅= 16800 BTU的缓冲开销,约5千瓦时的电源切断能力。如果你设置存储温度是华氏120度,你会有可能~ 10千瓦时的存储器转储。典型安装控制聚合器或效用的成本是100美元,所以你说的不到20元/千瓦时的能力。军团菌(担心风险较低的存储临时工消失,因为电源切断热水器将多次定期骑车去更高的温度在一个给定的月,杀死殖民地才能成为建立。)
10千瓦时容量乘以100000热水器的舰队,你说megwatt-hour非常灵活的缓冲能力,半个多兆瓦的峰容量。这是一个真正的negawatt-generator(如果不是gigawatt-nuke),可以汇100%的输出1.5 kw-2kw小组的几个中午时间,和限制热水器权力高峰时段使用那些淋浴或在傍晚下班后,自会有多余的热量在坦克。
是的,更高的平均温度增加备用损失,降低净热水器的效率。但它是廉价的存储(不到20美元/千瓦时)、超高速增加,可用的瞬时功率通常为4.5 9千瓦每箱和舰队的100000辆坦克加起来超过超高速增加负载或load-shed兆瓦,资本成本只有一小部分类似容量发电机(这也需要一个负载转储,浪费电源等效速度。)能够减少旋转储备节省不少电网运营和资本成本,以及能源消耗总量,降低所有纳税人的成本。通常支付给房主的特权使用它作为电源切断超过几倍额外的备用的成本损失。每个人都赢了。
相比之下,5 - 10千瓦时的锂离子网格存储仍超过一个数量级比热水器更贵。是的,它有更有价值的输出(电网电力峰值电而不是热水),但都可以有效地抑制鸭子。热水器有潜力提高腹部比降低,但它仍然是一个非常便宜和有用的电网调节工具。
这个需求反应聚合器将支付100美元/年/热水器PJM电网地区的人:
http://mosaicpower.com/
我相信有其他aggretators PJM的市场操作。
不是所有的地区都有响应市场需求pjm发育良好,但ISO-NE电网地区致力于推出积极响应市场需求开始2018年6月:
https://www.iso-ne.com/markets-operations/markets/demand-resources/about
丹娜,我认错
我不知道有那么多储备能力更高的热在一个典型的热水器。似乎防烫伤的设备可能在未来变得更加重要。
应对跳过哈里斯
跳过,
文章由史蒂文·纳达尔,贝尔斯埃里森引用(太阳能和能源效率需要一起工作)不基础的分析光伏成本+电池(离网系统)。
相反,它的基础分析光伏发电房屋的成本(绝大多数在美国光伏系统)。
为家庭配备光伏系统的发电,一天中不同的时间很少使用电能时很重要。只有一小部分美国家庭支付他们电力基于分时计费。
回火水所需的代码(Eric Habegger @)
当前管道代码需要回火或混合阀之间的热水器和热水管道分布喂养所有水槽和洗澡,但不是热水管道直接洗碗机和洗衣机。大多数房屋是建只有回火热水分布。我记得代码还指定了140 f最低存储临时(设定的管道工安装热水器,由检查员验证),但你可以将它设置为任何你喜欢的。
需求响应热水器设置它可以承受低至您的需求给予最大的缓冲能力,但即使你仍然保持在华氏140度一个像样的缓冲热质量。
热泵热水器通常有至少一个电阻元件的备份“混合”模式。GeoSpring 4500窟,这是大到足以对需求反应是有用的。
wi - fi恒温器(包括鸟巢)被用于加载时间转移聚合的需求响应项目,例如:
https://nest.com/support/article/What-is-Rush-Hour-Rewards
https://nest.com/support/article/How-does-my-Nest-Thermostat-control-heating-and-cooling-during-an-Energy-Rush-Hour
@达纳
我没有意识到的代码。我知道,我自己的家,这是至少70岁,没有pre-use混合阀。这引出了一个问题,如果一个改造老房子和一个互联网连接热水器装置实用程序来控制它的热水器是完全安全的“正常”使用。你知道如果一直在考虑吗?
效率还重要吗?是的,但是……
像往常一样,答案是复杂的。权力的价值和成本将随光伏成本和存储成本和时间,所以加载时,可以运行有多余的力量不需要效率。这些负载(热水是一个很好的例子)不需要高效的…所以热泵热水器可能是浪费钱。同样适用于电动烘干机和洗碗机,如果一个人可以改变它们。另一方面,照明需要什么时候你需要和你的成本不仅是基于PV,但电池成本(一个额外的0.10美元或0.30美元/ kw.hr)。今天,LED灯泡会给一个更好的回报比光伏+存储!
水箱的大小呢?
所有这一切是如何影响热水箱的大小?好,绝缘良好,但up-sizing坦克,加上超级绝缘(填满柜子纤维素?)来提供更多的存储空间的太阳能电池板?我不会想金融优势是有用的在能源世界。一个明显的缺点是,如果你空罐在几天没有太阳,然后备份实用程序的力量会在更长的时间了。变得复杂。任何想法(我很快要安装两个热水器)?
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