Wie Sie Ihr Haus ausschließlich mit Solarenergie betreiben

Die eigentliche Frage könnte lauten: Warum sollte niemand das Familiengehöft so umbauen wollen, dass es von den Sonnenstrahlen ferngehalten wird? Klingt nach einer ziemlichen Glücksformel, oder?

Die Wahrheit ist, dass die Entscheidung für Solarenergie einige ziemlich große Vorteile hat – aber sie werden etwas durch potenzielle Nachteile ausgeglichen.

Solarstrom ist nach der Anfangsinvestition für die Einrichtung des Systems kostenlos. Solarenergie ist außerdem effizient (obwohl der tatsächliche Wirkungsgrad von einigen Experten diskutiert wird) und frei von Schadstoffen. Aber sobald Sie sich entscheiden, vollständig auf Solarenergie zu setzen – vom Netz – müssen Sie mit schlechtem Wetter fertig werden, das Ihre Pläne dämpfen könnte.

Wenn Sie am Netz (dem herkömmlichen Stromsystem) bleiben, können Sie in Situationen, in denen Sie nicht genug Strom erzeugen können oder keinen Strom gespeichert haben, immer noch den herkömmlichen Strom aus dem Versorgungsnetz verwenden. Das Ziel ist oft, den Bedarf an fossilen Brennstoffen vollständig zu eliminieren, aber diese Option könnte ausreichen, um einige Skeptiker zu überzeugen, die zögern, den Sprung zu wagen. Die Terminologie mag auch abschreckend sein, da „vom Netz gehen“ manchmal mit Steuerhinterziehern und Serienmördern in Verbindung gebracht wird. Seien Sie versichert, ein vollwertiges Solarhaus ist absolut gesund.

Die Planung, Ihr Haus vollständig mit Solarenergie zu betreiben, erfordert erhebliche finanzielle, mentale und emotionale Investitionen . Die Infrastruktur ist etwas komplizierter, die Berechnungen müssen präziser sein, und ein Fehler kann dazu führen, dass Sie nicht genug Saft haben, um durchzukommen. Zumindest gibt es bereits ein Licht, das Sie auf dem Weg führt.

1. Konzentrieren der Strahlen
2. Wie Vitamin D für Ihr Haus
3. Bezahlen für das, was kostenlos ist

Das erste praktische Beispiel für die Kontrolle der Sonnenenergie könnte gewesen sein, als jemand bemerkte, dass eine Lupe, wenn sie im richtigen Winkel gehalten wird, Feuer entfachen und Ameisen verbrennen kann. Und von da an dauerte es praktisch Äonen, bis die Menschen einen Weg entdeckten, die Sonnenstrahlen wirklich konstruktiv zu nutzen.

Die erste Silizium-Photovoltaikzelle (was wir als "Sonnenkollektoren" kennen) wurde 1954 in den Vereinigten Staaten hergestellt. Unsere aktuellen Solarkollektoren sind ein direkter Nachkomme dieser Technologie - sie wurden im Laufe der Jahre nur effizienter gemacht.

Im Laufe der Jahre, von den 1950er Jahren bis heute, wurden verschiedene Wohn- und Geschäftshäuser mit unterschiedlichen solaren Schwerpunkten entwickelt. Ein Bürogebäude wurde für die solare Warmwasserbereitung ausgezeichnet . Meilensteine ​​im Wohnbereich reichten von Wintergärten über Hybrid-Solar-/Netzsysteme bis hin zu eigenständigen Vollsolarhäusern (von denen eines 1983 fertiggestellt wurde). Im Jahr 2000 stellte eine Familie aus Colorado eine Solaranlage fertig, die ihr Haus für ihre achtköpfige Familie fast vollständig mit Strom versorgte.

Neben Solarmodulen auf dem Dach gibt es weitere nützliche Innovationen, wie zum Beispiel eine modifizierte Version einer Strahlungsheizung. Durch eine sorgfältige Verlegung der Hausinstallationen kann Wasser durch die Sonne erwärmt werden, und wenn es durch das Haus gepumpt wird, kann diese Wärme abgeführt werden, um die Temperatur des Hauses zu regulieren. Diese Art von Wärme trägt nicht zum Stromverbrauch des Hauses bei. Bei einem landesweiten Designwettbewerb für Solarhäuser im Jahr 2007 fand eine Gruppe von Studenten der Santa Clara University in Kalifornien sogar heraus, wie man ein solares Strahlungswärmesystem nutzen kann, um das Haus sowohl zu kühlen als auch zu heizen. So ansprechend diese Idee auch ist, sie kann besonders schwierig umzusetzen sein; Ein Ehepaar aus Tennessee, das ein Haus mit einem ähnlichen System entwarf, hatte Probleme, einen Auftragnehmer zu finden, der der Herausforderung gewachsen war [Quelle: Lewis]. Das Haus in Tennessee, obwohl es nicht Teil eines Wettbewerbs ist, ruft den gleichen Geist hervor. Es zeichnet sich durch die Verwendung von SketchUp aus, einem Architektur- und Designprogramm von Google. Zu den weiteren Merkmalen des Hauses gehören eine energieeffiziente LED-Beleuchtung und eine aus Mais gewonnene Isolierung.

Einige Designs geben den Bewohnern des Hauses mehr Verantwortung und Flexibilität. Beim Wettbewerb 2007 fügte ein Team von Virginia Tech dem Haus Wettermonitore hinzu, die den Bewohnern unter anderem helfen würden, zu entscheiden, wann sie isolierte Fensterläden öffnen und schließen sollten, um die gewünschten Innentemperaturen so effizient wie möglich aufrechtzuerhalten. 2010 gab es einen ähnlichen Wettbewerb in Europa. Eine Gruppe von Studenten in England konzentrierte sich darauf, ein Fertighaus zu entwerfen, das überall bestellt und montiert werden konnte – und sie stellten sicher, dass es den restriktivsten Bauvorschriften des Landes entspricht. Sie hofften zu demonstrieren, dass vorgefertigte Solarhäuser eine zugängliche und wünschenswerte Alternative zum kundenspezifischen Bau oder einem ineffizienten Umbau eines bestehenden Hauses sind. Als Prämie

Kosten können natürlich jede Initiative über Erfolg oder Misserfolg entscheiden. Der Preis für Solartechnologie ist von Jahrzehnt zu Jahrzehnt ziemlich stabil geblieben, aber es gab einige bemerkenswerte Verbesserungen. Die Preise für Solarzellen wurden in den 1970er Jahren um etwa 80 Prozent gesenkt, was ihr Potenzial drastisch verbesserte. Und im Februar 2009 gab First Solar, ein Hersteller von Solarmodulen, bekannt, dass die Herstellungskosten seiner Waren auf einen Dollar pro Watt gesunken seien – ein mit Spannung erwarteter Meilenstein. Experten sagen, dass "Grid Parity" der notwendige Meilenstein ist, damit Solarenergie wirklich funktioniert. Netzparität ist erreicht, wenn Solarstrom genauso viel kostet wie konventioneller Strom – ohne die Hilfe von Zuschüssen, Subventionen und Rabatten, die es vielen Kunden ermöglichen. Zu diesem Zeitpunkt wird das Angebot wahrscheinlich nicht mit der Nachfrage Schritt halten können, da einige der SolarmoduleHutchinson ].

Um sich vorzustellen, wie Solarenergie genug Strom für ein ganzes Haus liefern kann, ist es notwendig, ein wenig über die Grundlagen zu sprechen. Wahrscheinlich haben wir alle schon traditionelle Solarmodule gesehen – flache, blendende, unhandlich aussehende Dinge, die von Dächern ragen. Sie sind sicherlich in keiner Weise stromlinienförmig, was sie umständlich erscheinen lässt. Wie wir bereits besprochen haben, hat ihre kontinuierliche Weiterentwicklung in der Branche einen gewissen kritischen Respekt erlangt, aber sie funktionieren immer noch auf die gleiche Weise.

Da Sonnenkollektoren in verschiedenen Winkeln aus dem Abgrund herausragen, fangen sie das verfügbare Sonnenlicht ein und wandeln es in Gleichstrom um . Ein Wechselrichter wandelt den Gleichstrom in Wechselstrom um (den wir zur Stromversorgung elektronischer Geräte verwenden). Und für Menschen, die ein ganzes Haus vollständig mit Sonnenstrahlen versorgen möchten, gibt es Systeme, die zusätzlichen Strom in Form von Batterieenergie umwandeln und speichern. Auf diese Weise kann das Haus nachts oder bei schlechtem Wetter immer noch eine Stromquelle haben (aber – und das wird später wichtig sein – es kann nicht den Mangel eines schlecht konzipierten oder unzureichenden Systems decken).

Solarschindeln sind eine kürzlich erhältliche Option, eine subtile, stromlinienförmige Alternative zu diesen verräterischen grellen Klappen. Es handelt sich um Sonnenkollektoren, die aus den gleichen Materialien wie herkömmliche Sonnenkollektoren hergestellt sind, die auch Schindeln sind, und sie sehen ziemlich aus wie ein normales Dach ... vielleicht nur ein bisschen glänzender. Solarschindeln können entgegen der landläufigen Meinung sogar bei schwachem oder verstreutem Sonnenschein funktionieren (was impliziert, aber nicht bestätigt, dass Schindeln unter solchen Umständen Solarmodule übertreffen). 

Warum also braucht die Umstellung auf Solar ein wenig Überzeugungsarbeit? Im Allgemeinen können Häuser in den Vereinigten Staaten entweder mit Gas oder mit Strom beheizt werden. Um der Argumentation und dem Zweck dieses Artikels willen gehen wir davon aus, dass jemand, der sich für Solarenergie interessiert, komplett vom Netz gehen will – und das bedeutet kein Gas oder Strom. Solarenergie muss also für Heizung, Klimaanlage (was bei weitem einer der größten Stromfresser in einem Haus ist), andere Teile der Hausinfrastruktur wie Beleuchtung und Lüftungsventilatoren, alle wichtigen Geräte (Kühlschrank, Herd). , Waschmaschine und Trockner) und andere elektronische Geräte wie Mikrowelle, Stereoanlage, Fernseher und Computer. Diese Liste ist natürlich keineswegs vollständig (wie viele Familienmitglieder müssen ständig ihre Smartphones oder Tablets aufladen?), und es gibt viele Variablen. Wenn Ihr Haus riesig ist oder Sie ein Stromfresser sind, der die Elektronik den ganzen Tag eingeschaltet lässt, benötigen Sie eine intensivere Solaranlage. Es wäre schön anzunehmen, dass jeder, der diesen Umbau ernsthaft durchführt, bereits ziemlich verbrauchsbewusst ist und sich bemüht, den Stromverbrauch zu reduzieren, z stundenlang. Im Moment ist das wahrscheinlich eine faire Verallgemeinerung, aber da die Solarenergie immer mehr zum Mainstream wird, sind die umweltbewussten Early Adopters möglicherweise nicht die Mehrheit. Der Punkt ist, dass Sie den gesamten Stromverbrauch Ihres Hauses und die Zeit pro Tag berechnen und ein Solarpanel-Setup zusammenstellen müssen, das diesen Bedarf decken kann. Wenn es Ihnen zu viel erscheint,

Obwohl es sicherlich kompliziert und definitiv nicht billig ist, Menschen mit den Ressourcen, um ein Haus mit Solarenergie zu entwerfen und zu bauenvon Grund auf haben einige Vorteile, wenn es um Flexibilität geht. Bei der Planung einer privaten Solaranlage für ein konkretes Bestandshaus spielen viele Feinheiten eine Rolle. Das tatsächliche Design des Hauses ist ein solcher Faktor. Wie groß ist die Dachfläche (was sich auf die potenzielle Sonnenfläche auswirkt)? In welche Richtung weist das Dach und wie stark ist seine Neigung? Gibt es Hindernisse, die Halbschatten verursachen? Sie können sehen, dass die meisten dieser Hindernisse nicht zu ändern sind, aber Sie können möglicherweise trotzdem mit ihnen arbeiten. Die Lage ist auch ein Faktor. Ein Haus in Skandinavien mit seinen notorisch kurzen Tagen wird nicht so gut abschneiden wie ein Haus in der Nähe des Äquators. Auch die durchschnittliche Anzahl an Sonnentagen spielt eine Rolle; Wenn es bis zum Einbruch der Dunkelheit regnet, spielt es keine Rolle, ob die Nacht spät einbricht.

Wenn Sie herausfinden möchten, wie viel Strom Sie produzieren können und wie viel Sie benötigen, ist es hilfreich, sich meteorologische Daten für Ihre Region anzusehen. Es zeigt Ihnen, wie viel Sonnenlicht Sie in einem bestimmten Monat erwarten können, basierend auf den Durchschnittswerten der Vergangenheit. Sie sollten Kopien Ihrer Stromrechnungen in der Nähe haben, die Sie darüber informieren, wie viel Strom Sie verbrauchen, und Sie können diese Informationen verwenden, um herauszufinden, ob das gewünschte System genug Strom erzeugt. Allgemeine Richtlinien empfehlen eine Einrichtung, die 1 Kilowatt pro 1.000 Quadratfuß Haus erzeugt. Lassen Sie sich nicht von Ihrem Optimismus überwältigen – Sie müssen sicherstellen, dass Sie genug Energie produzieren können, um die schlimmsten Zeiten zu überstehen, nicht die besten. Sie werden sich buchstäblich auf den sprichwörtlichen Regentag vorbereiten wollen.

Die Sonnenstrahlen stehen jedem zur Verfügung, aber es braucht eine Menge teurer Ausrüstung, um sie in Strom umzuwandeln. Sonnenkollektoren sind die kostengünstigste Form erneuerbarer Energie, aber sie kosten immer noch drei- bis viermal so viel wie herkömmliche Energie. Wenn Sie es ernst meinen mit dem Wechsel, lassen Sie sich davon nicht entmutigen – es könnte Möglichkeiten geben, dies zu erreichen.

„Grid Parity“ ist ein Begriff, der herumgeworfen wird, um eines der ultimativen Ziele in Richtung Nachhaltigkeit der Solarenergie zu beschreiben – wenn alternative Quellen erneuerbarer Energie (die theoretisch andere Quellen neben Solar umfassen) genauso viel kosten wie herkömmliche Energie. Es wird geschätzt, dass einer der Meilensteine ​​zum Erreichen der Netzparität darin besteht, dass die Herstellungskosten für die Solarstrominfrastruktur auf etwa 65 Cent pro Watt fallen [Quelle: Hutchinson ]. Dann kann es für die Unternehmen gewinnbringend verkauft werden, aber für Hausbesitzer wird es immer noch einfacher sein, den Sprung zu wagen.

Vor der Immobilienkrise waren Banken dafür bekannt, Kunden, die in effiziente Energieverbesserungen und grüne Technologien investieren wollten, ein wenig mehr Geld zu leihen , aber es ist jetzt etwas schwieriger, einen solchen Fall überzeugend zu machen. Eine „grüne Hypothek“ könnte immer noch eine Option für Hauskäufer sein, die über eine gute Bonität verfügen , und zuverlässige Zahlen, die gute Recherchen und Engagement belegen, sollten hilfreich sein. Ein solides Argument zeigt der Bank, wie viel die Investition einspart und wie lange es dauert, bis die Kosten wieder hereingeholt werden.

Energiebezogene Anreize und Rabatte sind so unterschiedlich und ändern sich so häufig, dass jeder, der einen Solarhausumbau in Betracht zieht, die länderspezifischen Vorteile genau prüfen sollte. Die richtige Kombination aus Zuschüssen, Steuergutschriften und Rabatten pro Watt könnte die Anfangsinvestition erschwinglicher machen, als viele Hausbesitzer denken. Seit 2012 bietet der Energy Policy Act von 2005 den Eigentümern immer noch eine Steuergutschrift von 30 Prozent oder bis zu 2.000 US-Dollar im Jahr der Installation des Systems. Abgesehen von den kurzfristigen Vorteilen schätzen Experten, dass der Wert Ihres Hauses pro tausend Dollar jährlicher Energieeinsparungen um 20.000 Dollar steigt [Quelle: Solar Energy World ].

Wenn Sie Ihr solarbetriebenes Haus verkaufen, sollte sich die Investition auszahlen. Die Energiekosten variieren auch je nach Standort, so dass das Leben in einem weniger als sonnigen Zustand immer noch erhebliche Vorteile bieten kann (wo der Strom so viel kostet, dass die Einsparungen die Investition wert sind, selbst wenn das Haus nicht so viel Strom erzeugt, wie es würde irgendwo anders).

Wenn die Stromkosten steigen und Ihre Nachbarn mehr für Strom bezahlen, haben Sie möglicherweise sogar Anspruch auf eine Rückerstattung von Ihrem Versorgungsunternehmen. Wenn Ihre Sonnenkollektoren mehr Strom erzeugen, als Ihr Haus verbraucht, können Sie Ihren überschüssigen Strom wieder an das Stromnetz verkaufen. Unternehmen, die Solarstrom für Privathaushalte installieren, preisen diesen Vorteil als eine einfache Möglichkeit, Ihre Investition wieder hereinzuholen, aber natürlich können die Ergebnisse stark variieren (und die diesbezüglichen Gesetze variieren auch je nach Wohnort). Das ist eine gute Motivation, den Energieverbrauch Ihrer Familie zu senken.

Einige Orte haben sich bemüht, Solarenergie den Massen zugänglich zu machen. Berkely, Kalifornien, und Boulder, Colorado, haben kommunale Solarprogramme, bei denen die Stadt die Infrastrukturinvestitionen tätigt und die Kosten durch Steuern wieder hereinholt. Andere Orte bieten spezielle Darlehen an, die durch zusätzliche Grundsteuern zurückgezahlt werden. Und mindestens ein Unternehmen hat ein Leasingprogramm entwickelt (ähnlich wie das Leasing Ihrer Kabelbox oder Satellitenschüssel von Ihrem Kabelunternehmen), das sich auf Staaten mit besonders hohen Energiekosten konzentriert, um so viele Verbraucher wie möglich anzusprechen.

Es gibt eine dunkle Seite der Solarenergie – an manchen Orten ist sie wirklich nicht machbar. Deutschland hat mehr als 130 Milliarden US-Dollar an Subventionen für Solarenergie bereitgestellt, nur um 2012 zu entscheiden, dass diese Vorteile auslaufen würden. Die Infrastruktur sei zu teuer und ineffizient, um sie im großen Stil zu nutzen, selbst wenn die Sonnenstrahlen kostenlos seien. Die Landschaft und Ausrichtung des Landes könnten einfach ungeeignet sein, um die Investition nachhaltig zu machen; Experten gehen davon aus, dass Deutschlands scheinbar beeindruckende Solarinitiative keine Auswirkungen auf die Verringerung der globalen Erwärmung haben wird.

Aber wenn Sie nicht in Deutschland, den Niederlanden oder einem anderen Land mit notorisch kurzen Tageslichtstunden leben, gehen Sie nach draußen und feiern Sie. Wenn Sie Ihr Haus auf volle Solarenergie umstellen möchten, ist dies wahrscheinlich möglich.

Ursprünglich veröffentlicht: 19. Juni 2012

Kann ein Haus allein mit Solarenergie betrieben werden?

Was sind die Nachteile von Solarenergie?

Wie viel kosten Solarmodule für ein 1000 Quadratmeter großes Haus?

Warum ist Solarstrom wichtig?

Anmerkung des Autors: Wie Sie Ihr Haus ausschließlich mit Solarenergie betreiben

Ich habe viel für diesen Artikel gelesen (mehr als sonst), weil ich von der Kluft zwischen praktischen Solarhäusern und Vorzeige-Solarhäusern abgelenkt wurde. In beiden Fällen waren die meisten technologischen Innovationen im Zusammenhang mit Solarenergie ziemlich genau das, was ich erwartet hatte. Die extremen Häuser – Millionen-Dollar-Villen und so – sind faszinierend und schön, und natürlich würde ich gerne in einem leben, wenn ich könnte. Das Problem ist, dass solche Designstudien (und das sind sie wirklich) nicht viel Sinn in der realen Welt haben. Sie sind ehrgeizig, aber die durchschnittliche Person kann sich keine leisten. Und wenn sich die durchschnittliche Person keine Villa leisten kann, die entworfen wurde, um solarbetriebene Fähigkeiten zu demonstrieren, lautet die Endbotschaft, dass sich die durchschnittliche Person wahrscheinlich kein solarbetriebenes Haus leisten kann.

Schade, denn sollten die Bewohner eines Solarhauses nicht generell daran interessiert sein, effizienter zu wohnen? Damit meine ich, dass vielleicht nicht jeder Bewohner mehrere tausend Quadratmeter braucht. Selbst wenn ein riesiges Dach, das ein riesiges Haus bedeckt, genug Solarstrom erzeugt, um vom Netz zu laufen, werden andere Ressourcen ineffizient genutzt.

Um die Besitzer von Solarvillen nicht zu hart zu beurteilen – schließlich erzeugen solche Projekte durchaus positive Publicity für die Technologie. Aber meine Interessen haben ihren Weg zum anderen Ende des Marktes gefunden, zu den Hausbesitzern oder Hauskäufern, die Solarenergie wollen, aber gezwungen sind, die Investition in Betracht zu ziehen und die Vorteile sorgfältig gegen die Nachteile abzuwägen.

Ich war überrascht, als ich feststellte, dass es abgesehen von der Anfangsinvestition im Vergleich zu herkömmlicher Stromversorgung wirklich keine Nachteile gibt. Eine Solaranlage kann für fast jedes Haus ausgelegt werden und so reibungslos laufen, dass die Eigentümer kaum etwas davon bemerken. Dann wird Solarenergie wirklich ein Erfolg – ​​wenn sie eher die Norm als die Ausnahme ist. Es ist schwer zu sagen, wie lange es dauern wird, bis wir an diesem Punkt ankommen.

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