Цели «Чистый ноль к 2050 году» (определенные в Законе о снижении инфляции в августе этого года) включают разнообразную и широкомасштабную политику, однако в отношении проектной и строительной отраслей делается четкий посыл: обезуглероживание экономики является одной из центральных задач нашей эпохи. Другими словами, и особенно когда речь заходит о зданиях, архитектура должна включать экологически чистое электричество беспрецедентными темпами.
Здесь, в BUILD, мы изучали наши собственные проекты — прошлые, настоящие и будущие — с точки зрения острой необходимости создания устойчивой застроенной среды. Несмотря на то, что решения многогранны, а наше образование в области устойчивого развития развивается с каждым днем, один компонент дизайна является обязательным и неопровержимым: включение технологии солнечных панелей в архитектуру. Преимущества солнечной энергии, ее технологический прогресс и доступность на рынке делают установку солнечных панелей в домах и постройках несложной задачей. После завершения проектирования и внедрения солнечных панелей в проектах самого разного масштаба стоит поделиться тем, что мы узнали на сегодняшний день. В то время как в этой статье рассматриваются основные моменты, затраты и показатели солнечной энергии, основной вывод должен заключаться в том, насколько доступны солнечные технологии в настоящее время.
CSH 2016
Через пять лет после завершения проекта BUILD Case Study House 2016 компания Puget Sound Solar спроектировала и установила массив солнечных панелей. Система включает в себя (19) фотоэлектрических панелей производства LG. Энергия постоянного тока (DC), вырабатываемая каждой панелью, затем преобразуется в электричество переменного тока (AC) с помощью (19) инверторов (по одному на каждую панель). Эта энергия переменного тока затем питает аккумуляторную батарею мощностью 10 кВт в гараже (опция). Как только аккумулятор заряжен, энергия, вырабатываемая солнечными панелями, поступает непосредственно в городскую электросеть. Количество энергии, подаваемой обратно в электрическую сеть, измеряется и вычитается из каждого счета за коммунальные услуги.
Стоимость этой системы, включая установку и аккумулятор, составляет 58 449 долларов; а после получения федерального налогового кредита в размере 15 196 долларов (26%) чистая стоимость составляет 43 253 доллара.
В разгар лета выброс углерода этой системой составляет около 1000 фунтов в месяц — эквивалент выброса 12 деревьев. Этот безуглеродный источник энергии сокращает ежегодный счет за электричество основного места жительства и дополнительных жилых единиц примерно на 50%, примерно с 2000 до 1000 долларов. Стоимость электроэнергии в городе Сиэтл составляет около 0,13 доллара за кВтч, и она увеличивается примерно на 4% каждый год. Учитывая эти расчеты, цикл окупаемости системы составляет около 20 лет без дополнительного аккумулятора и около 23 лет с системой аккумуляторного хранения. После этого момента это вся свободная энергия. Хотя 20-летний цикл может показаться долгим сроком для достижения точки безубыточности, в перспективе это приблизительный срок замены кровли из композитной черепицы.
Вот системные спецификации:
(19) Солнечные панели LG NeON мощностью 435 Вт; длина 75 дюймов, ширина 41 дюйм, высота 1,5 дюйма
(19) Инверторы Enphase IQ7A
(1) Батарея Enphase IQ 10T
(1) Системный контроллер Enphase IQ 2
(1) Enphase IQ Combiner 3-ES/3C-ES
Солнечные панели могут быть либо механически прикреплены к крыше с помощью крепежных винтов, либо утяжелены бетонными блоками в качестве балласта. Мы настоятельно рекомендуем использовать балластный способ, поскольку он не предполагает проколов крыши (вся система просто укладывается поверх кровельной системы). Использование балластной системы, скорее всего, потребует письма от инженера-строителя, в котором указано, что крыша может выдержать дополнительный вес, но многие крыши могут выдержать это без дополнительной конструкции. При новом строительстве сообщите своему инженеру, что вы собираетесь использовать массив солнечных панелей с балластом для их мертвой нагрузки.
Если солнечная технология предназначена в качестве будущего этапа нового строительства, еще одной рекомендацией является подключение электрических линий от гаража (или предполагаемого расположения элементов управления системой и потенциальной батареи) к крыше. Это обеспечивает продуманное размещение электрических линий и простоту последующего монтажа. Также очень экономично добавить это в установочный пакет электрика.
Здание 602
Этот четырехквартирный жилой дом спроектирован, построен и сдан в эксплуатацию в 2018 году в небольшом многосемейном масштабе для применения солнечной энергии. Вертикально ориентированные солнечные панели становятся частью защитного сайдинга проекта. Сборка включает в себя 18 солнечных панелей производства Trinasolar, и, хотя их вертикальная ориентация снижает производительность, система по-прежнему имеет приличный цикл окупаемости, составляющий около 15 лет.
Квартиры на Кинг-стрит
Примером многоквартирного дома среднего масштаба является проект BUILD King Street Flats в центральном районе Сиэтла. В проекте используются солнечные панели серии Rec Twinpeak 4 Black с микроинвертерами Enphase IQ7, поставляемыми NorthCoast. Система Unirac удерживает панели на месте с помощью балласта, так что системе не приходится прокалывать однослойную кровельную мембрану. В настоящее время эта система устанавливается, и мы вернемся к данным о производительности в будущем.
Исключительное объяснение острой необходимости обезуглероживания и поддержки целей «Чистый ноль-2050» можно найти в шоу Эзры Кляйна здесь.
перевод: blog.buildllc.com/2022/12/solar-technology-for-housing/