可再生能源:可持续能源的初学者指南

家用可再生能源,包括太阳能电池板
(图片来源:getty images)

可再生能源仍然是许多自建者议事日程上的重点,因为他们希望将可持续性纳入新住宅的设计结构。

虽然家庭在可再生能源上的初始支出通常很高,但回报往往远远不止于此——不仅减少了家庭对由污染的化石燃料驱动的热量和能源的需求,而且还提供了更低的账单,以及抵消和偿还你的费用的潜在赠款。

虽然有些供应商会为您提供可再生能源,但在我们的专家指南中,我们将着眼于可用于可持续地产生自己的能源的技术,为您的家庭能源结构做出贡献,或完全为其供电。

从成本到计划再到适用性,以下是你需要知道的。

太阳能

太阳能光伏

太阳能光伏系统将阳光直接转化为能量。太阳能光伏是最常见的可再生能源系统形式。

在慷慨的上网电价(FiT)计划期间,太阳能光伏板的受欢迎程度飙升,然而,随着安装成本迅速下降,当你计划你的生活方式和能源消耗以最大限度地利用产生的电力时,太阳能光伏板仍然是一个很好的选择。

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大约4kW的发电容量(在最佳日照条件下)是最常见的系统,因为安装人员可以安装并自行验证这种大小的阵列,而无需得到配电网运营商的特别许可。

单位成本随着系统规模的增大而减小。这是因为其他要素——逆变器、控制装置、支架等——的成本基本保持不变。这使得低于2kW的方案很难从财务角度进行论证。

正在安装太阳能光伏板

(图片来源:getty images)

太阳能光伏的好处

  • 与其他可再生技术相比,太阳能光伏将适用于更高比例的属性,并且具有较长的和基本免维护的寿命
  • 这项技术很容易获得
  • 一代沉默
  • 光伏系统是相当低维护的产品。许多逆变器现在都有监控发电的应用程序,并将迅速标记出任何异常

太阳能光伏的缺点

  • 与其他可再生能源系统相比,效率水平相对较低
  • 依赖天气
  • 如果没有太阳能电池,光伏电池将无法为你的家庭提供所需的所有能源太阳能电池

安装

太阳能电池板不需要安装在屋顶上,但它需要尽可能靠近南向(45°以内),倾斜尽可能接近30°。

阵列需要远离阴影(包括树木和附近房屋投下的阴影),不太可能被硬物击中(例如。迷路的板球)。

规划许可通常不需要安装太阳能光伏板,但检查是明智的。

在选择供应商和安装公司时,要获得推荐信(并跟踪他们),以确保该公司有良好的业绩记录。

成本

一个典型的4kWp太阳能光伏系统的成本在5500英镑到9000英镑之间。集成在屋顶瓦片上的系统将花费9000英镑以上。

允许额外的600英镑- 1000英镑更换逆变器单元后10年以上。

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奖助金

自FiT结束以来,没有具体的国家补贴或激励措施用于安装太阳能光伏电池板。

然而,能源公司现在将签订一项协议,从你那里购买你剩余的发电。你将得到的价格将取决于供应商,但它没有FiT提供的价格那么慷慨。

在目前的电价下,光伏系统的回收期通常在每年500- 600英镑左右。

因此,你可以期望这个6000英镑的系统在10-12年内还清,给你留下8-10年的免费能源和利润。

太阳能热

太阳能热系统利用太阳的热量来加热热水。太阳能热系统坚固,简单,有效,寿命长,安装相对便宜。

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有两种类型:

  • 平板系统安装成本较低,真空管系统的效率稍高。如果屋顶是接近正南,那么平板将是一样好,更便宜,比疏散管。
  • 太阳能真空管是非常有用的困难的安装。一个真空管系统可以由一个钳工安装,因为没有涉及重型起重。

太阳能热板的好处

  • 它们在屋顶上比太阳能光伏板占用更少的空间
  • 运行成本几乎为零
  • 简单可靠的技术,可以降低你的能源账单。

太阳能热板的缺点

  • 在大多数情况下,太阳能热系统对集中供暖没有贡献,因为在供暖季节太阳能资源较少,因此它不会有太大的好处。它主要只用于生活热水的制备。
  • 投资回收期可能是20年左右,这取决于你现有的燃料来源和热水使用情况。
  • 太阳能热系统不工作与大多数组合锅炉,因为他们需要一个大热水储存储存产生的能量的容器。

屋顶上的太阳能热板

(图片来源:getty images)

安装

太阳能热通常可以安装在Permitted发展(即没有规划),但在敏感地区,例如自然保育区或列入名单的建筑物上除外。

成本

安装两个或三个太阳能热系统的成本约为4000至7000英镑。这将提供一个平均200至300升的气缸。

奖助金

太阳能热能符合可再生热能激励(RHI),但要获得资格,它只能用于家庭热水需求。

它也有资格从绿色家园基金根据该计划,政府将支付至少三分之二的安装太阳能热系统的费用,最高可达5000英镑。

混合太阳能电池板

光伏热发电(PVT)是其中最优的组合技术。PVT看起来像一个标准的光伏阵列,但产生大量的热水和电力。

提取热量使光伏元件更加高效,增加了发电量。当与热泵相结合时,它具有良好的全年性能。

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混合太阳能电池板的好处

  • 由于结合了光伏和热板,占用更少的屋顶空间
  • 优化光伏板

混合太阳能电池板的缺点

  • 热元件不会达到与单独的太阳能热板相同的温度
  • 更昂贵的安装需要专业安装人员
  • 家里仍然需要一个主要的热源

安装

与PV一样,该阵列需要尽可能接近南向,倾斜尽可能接近30°(阵列不需要安装在屋顶上),并且没有阴影。

成本

预计将支付相当于同等额定太阳能光伏系统成本的1.5到2倍左右。一个4kWp系统的安装成本约为1万英镑。

奖助金

PVT不再有资格获得FiT或RHI付款。PVT适用于那些希望通过现场生产尽可能多的能源,以尽可能低的单位成本来最小化长期运行成本的人。这首先需要的是具有适当专业知识的专业安装人员。

生物质

生物质加热是指生长产物的燃烧,通常是基于木材的,如木屑颗粒、原木和芯片。颗粒清洁、简单、价格昂贵。原木很便宜,但更乱,更费力。木屑一般用于大型50kW+锅炉;还是很乱,需要很多空间。

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颗粒机和原木机都可用作锅炉或带背锅炉的炉子。主要的区别是颗粒炉/锅炉作为主要热源,而原木炉/锅炉不是。

这是因为颗粒具有标准的热值,并以缓慢连续的涓涓细流输送到燃烧器,这意味着可以保持给定的热量输出水平。原木被随意地扔进炉子里,热量输出会随着原木的质量和炉子里木材的数量而变化。

小球被扔进生物质锅炉

(图片来源:getty images)

气化原木批量锅炉作为需要相当高热量的房屋的主要热源工作得很好,但他们确实需要手动装载原木。木屑颗粒锅炉的自动化程度要高得多,但设备更昂贵,燃料也是如此。

生物质在供热需求较高的大房子里更有意义,RHI支付的费用可以抵消购买和安装锅炉的资本成本。

生物质锅炉的好处

  • 效率一般可达90%,生物质锅炉的寿命往往长达20多年。
  • 以木材为基础的生物质被认为是一种碳中性燃料。

生物质锅炉的缺点

  • 生物质锅炉通常比传统锅炉大得多,所以你需要足够的空间来容纳它们,以及储存颗粒、原木或芯片的空间。例如,一吨袋装颗粒板将占用与锅炉大致相同的地板面积。
  • 每台机器都有非常独特的要求,但木材生物质锅炉需要定期清除灰分,从原木锅炉每月一次到颗粒锅炉一年两次。

安装

寻找HETAS注册的安装程序。他们应该熟悉多家制造商的设备,并且能够在预算范围内为您选择设备。

成本

成本因锅炉的类型、技术的复杂程度、大小和质量而异。

全自动木屑颗粒锅炉安装使用典型的每周手动供料选项将成本介于1.1万英镑至1.5万英镑,而一个完全安装的自动化系统,包括颗粒料斗和输送燃料系统,可能需要2万英镑至2.5万英镑。

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奖助金

生物质锅炉符合RHI,政府计划,根据该计划,采用可再生供暖技术的锅炉可以获得其产生的热量的回报。以木屑颗粒为燃料的炉子和炉子锅炉也符合条件。

生物质锅炉也有资格作为绿色家园拨款的主要措施,拨款高达5000英镑(或一些低收入家庭的10000英镑)用于安装生物质系统。

热泵

空气源热泵

空气源热泵实际上是一个反过来的冰箱,它从外部吸收空气,并以更高的温度释放它。该装置看起来类似于一个外部空调套件。

该装置在物理上取代了锅炉,但由于它提供的温度比锅炉低,因此需要精心设计成绝缘良好、密封的住宅,以达到最佳效率。

热泵使用一种称为季节性能因子(SPF)的效率测量方法。这表明在设定的参数内,整个供暖季节的性能。Ofgem使用季节性COP或SCOP,但计算方法是相同的。

安装在房屋外部的空气源热泵

(图片来源:菲斯曼)

所宣传的SPF值将基于大约35°C的流动温度。这适用于地板下供暖但不是散热器或家用热水。如果热泵用于地板加热以外的任何地方,SPF会下降。

防晒指数也会受到外界空气温度的影响,所以在冬季最需要热量的时候防晒指数会较低。有证据表明,一些单独使用的空气源热泵比同等的燃气锅炉排放更多的二氧化碳,运行成本更高。

空气源热泵的优点

  • 运行成本相对较低。

空气源热泵的缺点

  • 你需要一个相对绝缘良好的密封的在安装空气源热泵之前,可能会产生额外的费用。
  • 空气源热泵仍然需要电力。
  • 当室外温度下降时,效率就会下降。

安装

空气源热泵需要由专业人员进行安装。寻找供应和安装合同,使安装过程更顺利。

有许多因素会影响效率,如果不正确地调试,空气源热泵可能会不必要地使用过多的电力。

安装空气源热泵大部分属于“许可开发”,但您需要遵守一些限制,包括与物业边界的距离,以及在屋顶上安装外部单元的一些例外情况。

成本

供应和安装一个空气源热泵的成本从1.1万英镑起。自建的安装成本将低于现有物业,在现有物业中,升级建筑结构和更换现有散热器的费用可能高达2.7万英镑。

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奖助金

空气源热泵是获得绿色家园拨款的主要措施。他们也有资格获得RHI的付款。

地源热泵

由地源热泵供电的家庭

这套有6间卧室的房子,连同三间度假别墅,安装了一台Vitocal 300克地源热泵,以取代三个油锅炉。 (图片来源:菲斯曼)

地下管道从地面吸收太阳能并将其转化为热能。地源热泵从埋在地下的集热器中提取潜热,如壕沟或更昂贵的钻孔。

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确保你的地源热泵的大小是正确的,并且房子在设计时就考虑到了这样一个泵。你可能需要从能源顾问那里得到建议。

地源热泵的好处

  • 运行成本可能比燃气锅炉低45%左右。
  • 长寿命

地源热泵的缺点

  • 同样,你需要一个绝缘良好,密封的房子,地源热泵是有效的,所以你可能需要投资改善你的家的结构。
  • 你还需要一个相当大的花园或土地埋葬地面收集器,如弹簧或钻孔。
  • 有明显干扰的花园安装水平或垂直地面阵。

安装

挖洞来容纳地面阵列,垂直钻孔需要昂贵的设备,水平阵列则需要大片土地。

地源热泵的安装成本很高,每千瓦的安装成本约为1500 - 2000英镑。

它没有任何外部可见的东西,所以它通常包含在许可开发中,这意味着你不应该被要求寻求规划许可。

成本

虽然地源热泵本身的成本可能在2000英镑至15,000英镑之间,安装,如前所述,可能是昂贵的。总的来说,你应该为一个240平方米的家庭的完整地源热泵安装预算在15,000英镑到25,000英镑之间。

更多的地源热泵成本解释

奖助金

MCS注册的地源热泵安装可能有资格获得RHI支付七年。地源热泵也是绿色家园拨款的主要措施,有资格获得5000英镑或10000英镑的代金券来抵消初始支出。

风力涡轮机

家用小型风力发电机

(图片来源:getty images)

风力涡轮机将风的动能转化为机械能。虽然不像其他可再生能源选择那么受欢迎,但对于一些自行建造者来说,1kW-2kW的小型风力涡轮机可能仍然是一个可行的选择。这种解决方案可以通过在系统中添加电池存储来改进,就像Sunamp或特斯拉的系统一样。

然而,安装一台5kW或10kW的国内规模风力涡轮机(基于安装成本和当前关税)的经济案例不再堆积。

风力发电机的好处

  • 风能是一种没有持续燃料成本的可再生能源。

风力发电机的缺点

  • 风速和缺乏乱流是关键。一般情况下,年平均风速需要超过5米每秒(m/s)。
  • 涡轮机的位置需要远离建筑物、树木等
  • 它不能对邻居(通常是噪音罪)、保护建筑或国家公园造成“冒犯”
  • 在某些地区,一只鸟或蝙蝠的调查可能需要,或者环境影响评估。在承诺之前,与当地政府核实要求并获得价格。
  • 风力涡轮机是由许多机械部件组成的复杂部件,这些部件会失灵。找那些有全面保修的。

安装

风力涡轮机需要规划许可。邻居们可能会反对,这意味着这个过程既昂贵又耗时。你规划的申请将需要包括噪音调查、视觉影响和生态研究等。

成本

一台5千瓦的风力涡轮机通常用于国内安装,成本约为2万至2.5万英镑。安装完成后,准备场地并获得规划许可,总成本可能在3万至4万英镑左右。

较小的1kW和2kW涡轮机的价格在2000英镑至4000英镑之间。

奖助金

风力涡轮机过去通过FiT计划吸引有竞争力的价格,但这一计划于2019年3月结束。

微型水力发电

微型水力发电技术可以让有溪流的房主自己发电。一台500瓦的水轮机一年产生的电力就足够满足一个节能家庭一年的用电量。你可以单手拿起一个这么大的涡轮机。

更重要的是,同等条件下,它是所有可再生技术中效率最高的。总寿命超过40年或50年,而每年花费很少,这并非不合理。

你需要附近有一条足够大的溪流或河流,用“水头”来测量——即溪流最高点和最低点之间的垂直距离,以及“流量”,即通过某一点的水量,以升每秒为单位

微水力发电的好处

  • 与风能和太阳能相比,发电基本一致。

微水力发电的缺点

  • 低水头方案(低于500万头)比中高水头方案产量更低,成本更高,而且通常不经济。

成本

每种方案都是特定于流的,价格可能相差很大。根据(在新标签页打开)在英国,一个1kW离网电池充电系统的成本在5000英镑到6000英镑之间。

你可能能够以不到1万英镑的价格组装一个微型水力发电装置,但这些成本可能高达2.5万英镑。

奖助金

在英国安装微型水力发电是有资格的智能出口保障(在新标签页打开)(凹陷)支付。SEG是持牌电力供应商为政府规定的出口到国家电网的电力提供电价并向小型低碳发电机付款的义务。

对所有可再生系统的建议

  • 首先,在设计阶段使您的自行构建或扩展尽可能节能。
  • 检查您是否了解可再生能源系统,并从您所选择的供应商那里获得关于您的财产的最佳尺寸和规格的建议。
  • 选择Microgeneration Certification System (MCS)认证并使用msc认证产品的安装人员。
  • 查看最新的政府资助的财政激励措施,因为它们会定期变化。
  • 除非你的家是离网的,否则储存能源的成本超过了经济效益,但技术正在迅速变化。

David是一名可再生能源和通风安装人员,拥有超过35年的经验,是《住宅建筑和装修》杂志的长期撰稿人。他是气体安全注册的成员,拥有可持续建筑硕士学位,是可持续建筑和能源效率方面的权威,在建筑织物、热回收通风、可再生能源和传统供暖系统方面拥有广泛的知识。他也是住宅建筑和装修展的演讲者。

他对健康、高效的家庭充满热情,是热与能源有限公司的董事。他与建筑师、建筑商、自助建筑商和装修商合作,设计和项目管理通风和供暖系统的安装,为每个家庭实现最节能和最具成本效益的结果。