纽约并不是特别阳光明媚,但是它的建筑消耗了大量的能源,比如燃料和电力。因此,任何能减少能源足迹的建筑升级都是受欢迎的,而且太阳辐射具有作为一种免费资源的优势。在建筑中利用太阳能的方法有很多种,这还能减少温室气体的排放。请记住,纽约州有一个雄心勃勃的目标,即到2030年,可再生能源占其能源总量的50%,而纽约市的目标是到2050年减少80%的排放。
建筑利用阳光来满足其能源需求的方式主要有四种,本文将对每种方式进行概述:
- 发电有太阳能光伏板。
- 生活热水有太阳能集热器。
- 照明和供暖,通过优化窗口定位。
为了取得最佳效果,太阳能的使用应辅之以能源效率措施。高性能建筑不仅使用可再生资源,还确保能源浪费保持在最低限度。
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纽约的太阳能光伏系统
光伏发电系统的工作原理非常简单:它接收阳光并将其转化为电能,利用半导体材料,当光粒子(光子)撞击时产生电子流。纽约市也许不是日照最充足的城市,但它的电费非常昂贵,在许多电价下每千瓦时超过20美分。因此,建筑可以通过自己发电来实现显著的节约。
根据国家可再生能源实验室(NREL)的数据,太阳能的平均安装成本在住宅领域为2.85美元/W,在商业领域为1.85美元/W,在公用事业领域为1.03美元/W。与太阳能光伏系统相关的前期投资可能很高,但考虑到太阳能电池板的使用寿命超过20年,而且维护需要非常简单。此外,在纽约市安装太阳能电池板有巨大的激励措施:
- 回扣NY-Sun激励计划,由纽约州能源和发展局(NYSERDA)管理。该项目分别为住宅、小企业和大型企业管理资金。收入中位数低于80%的家庭有资格享受双重太阳能补贴。
- 四种不同的税收优惠:销售税免税,财产税免税,州税收抵免系统成本的25%,最高5000美元,和联邦税收抵免系统成本的30%(没有上限)。
- 优惠的净计量政策:如果一个高达25千瓦的装置在一个月内产生了多余的电力,它将按全额零售价格计入下一个电费账单。如果一年之后有累计的发电量剩余,则按批发千瓦时价格计算。
这些因素提高了财务可行性纽约的太阳能发电,降低了拥有成本,同时增加了自产电的货币价值。只要记住,激励计划通常受预算和日期限制——如果你考虑在纽约的一处房产使用太阳能,赶快行动,这样你就不会错过机会。例如,30%的联邦税收抵免只适用于2019年底,随着全州太阳能发电能力目标的实现,每千瓦纽约-太阳项目的激励正在逐渐减少。
太阳能光伏系统可能很快就会以锂离子电池的形式得到有希望的升级。这解决了太阳能光伏系统的主要问题,即在没有阳光的情况下无法提供电力。纽约市已经制定了到2020年的能源储存目标为100兆瓦时全州范围内的目标将在2018年的头几个月确定。
家用热水与太阳能集热器
生活热水(DHW)系统是纽约市许多建筑的另一项巨大能源消耗。大多数DHW系统使用天然气或取暖油,并在许多情况下使用间接热功率来自太空供暖锅炉。电动DHW系统也存在,但由于高昂的千瓦时价格,它们在纽约不太常见。然而,太阳能集热器在任何情况下都能节约能源。
的太阳热能收集器通常用于屋顶的模型使用深色表面来吸收太阳辐射。水可以直接加热,但如果室外温度低到足以冻结饮用水,则可能需要防冻液和热交换器。纽约州曾经有一个针对太阳能热收集器的激励计划,类似于纽约-太阳对太阳能光伏系统的激励计划,但该计划自2015年以来已经关闭。
需要注意的是,太阳能集热器和光伏板在面积上是相互竞争的,所以安装一个系统通常意味着另一个系统的空间更小。您可以获得能源消耗模式的专业评估,以确定哪种系统配置工作得最好。
如果你想要太阳能加热和电力,你可以考虑一个高效率的热泵来补充光伏系统。通过这种设置,太阳能电池板产生的电力可以直接使用,也可以用来运行热泵,并在水箱中积累热水供以后使用。
日光照明和空间加热
阳光也可以用于室内照明和空间供暖,但有几个重要方面需要考虑,以使这一工作正确。
- 室内照明可以在阳光照射下关闭或调暗。然而,考虑到阳光也会造成眩光,然后太阳本身在直接的视线,或反射在一个表面上。
- 在冬季,太阳能获得的热量是有益的,因为它减少了空间加热设备的负荷。然而,相反的效果发生在夏季,当太阳获得的热量转化为空调系统的更多负荷。
在上述两种情况下,解决方案都是智能窗口放置。你会想要全年最大限度地提高照明效果,而取暖效果只在冬季更好。一个有效而简单的解决办法是使用遮阳帘:它们在夏季天空较高的时候遮挡阳光,但在冬季却不能。
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