图片来源:所有照片:Ajahn Sona
更多的客人的博客
Birken森林修道院是不列颠哥伦比亚省山区的一个静修中心。它位于北纬51度海拔4000英尺的地方，每年大约有9000个华氏高温日。这些建筑大约有15年的历史。
我们脱离了网络。最近的输电线在4英里之外，而将电网电力引入需要花费大约20万美元。(当然，这样的话，我们还是得付电费。)所以现在是，将来也会是。
多年的离网经验
我在这里生活了14年，通过母亲现实有时苛刻的教学方法，我获得了很多离网经验和知识。我应该提一下，在过去的28年里，我一直是一个佛教和尚。这没什么大不了的，除了我所受的训练就是要找到简单而充足的生活方式。我们做事的方式，我相信，也适用于舒适的美国生活方式，所以我希望你能把这些策略应用到你自己的房子里，无论是离网的还是开着的。
我不打算过多地讨论这个进化过程，但需要注意的是，我们的第一套光伏(PV)电池板的额定功率为1.8 kW，安装成本约为每瓦特10美元。这样的价格，与我们的12千瓦久保田1800转的液冷柴油发电机相比，光伏系统仍然是合理的。(顺便说一句，久保田的发电机是所有发电机中最省油的。)我们用它给一组电池充电，这使引擎效率得到了更大的优化。
你想知道这台发电机的效率有多高?约32%。你从一加仑柴油中获得的能量大约是其潜能的三分之一。柴油成本波动;在加拿大至少是每加仑4美元，有时是5美元。换算成每千瓦时50美分，再加上发电机的使用周期成本——所以可能要再加20美分。因此，高成本电力(每千瓦时70美分)的残酷现实使你一夜之间变成了发明家/经济学家/极简主义者。
光伏成本正在迅速下降
时间快进，通过一个80 kWh湿式铅酸蓄电池组7年，到一个80 kWh免维护AGM铅酸蓄电池组6年，到现在:我们现在有一个最近安装的40 kWh AGM免维护Surrette蓄电池组。请注意，这家银行的规模只有前两家银行的一半。我们最新的蓄电池组的费用:$8,000;预期寿命8年。
电池组变小的原因:光伏阵列从1.8 kW到2009年的3.4 kW，然后在2014年11月的11.4 kW!
这在太阳能领域是一个惊人的飞跃。为什么?经济性如下:额外的8kw阵列是由一名电气工程师和两名电工以每瓦特3美元的价格安装的。没有补贴，没有退税，也没有特殊协议。唯一不新鲜的是以前安装的逆变器。
离网生活的新时代已经到来。旧的公式必须重新使用。
监控是至关重要的
我仔细地监控所有系统与复杂的设备，如五级电池监测器，柴油发电机上的一个小时计数器，一个TED 5000全院监测器，以及每日的记录和观察。12月是最糟糕的月份，平均有47小时的明媚阳光(大约每天1.5小时)。
现在我们有了一个更大的光伏阵列，我们的柴油使用将会发生什么?2013年12月，当我们有一个3.4千瓦的光伏阵列时，柴油运行时间是60小时。2014年12月，在我们新的11.4 kw光伏阵列下，发电机的运行时间只有10小时。嗯。
我们距离100%的离网太阳能还差50千瓦时。发电机运行时间发生了7次，每次要求不超过10千瓦时。结论?一个额外的电池组额定20千瓦时将零发电机全年!现在，这可能对你的网格类型意义不大，但任何离网格的人都知道，这在我们这些居住在森林里的人传统上是不可能的。
好好想想，霍比特人，好好想想!
降低电力需求
现在的问题是:“这值得吗?”为了回答这个问题，我必须扩展视图以包括其余的设置。
这是主楼的快照。它有1万平方英尺。(是的，你没听错。)它有12间卧室。它可以容纳15人，另外8人可以使用设施(睡在8个独立的“小房子”里)。总共24人使用5个卫生间，淋浴，烹饪，4台电脑，所有LED照明，一个300英尺深的钻井，冰箱，冰柜等。
现在我们的平均人口是12到15人，但全年有数百人涌入。我们每天的平均用电量只有12千瓦时!
是的，我们的做法背后有一个深刻的故事。我的意思是，我们说的是每人每天四分之三千瓦时，还有所有现代化的便利设施，包括四个切片烤面包机、微波炉、双冲水马桶、4个淋浴器、压力泵、一个水井泵、两个冰箱和一个冰柜。(冰箱和冷冻室一起每天使用1.2千瓦时。他们在一个大的“凉爽的房间”里。)
因此，如果不小心控制我们对超级高效电器的用电需求，我们的100%脱离电网的太阳能社区是不可能的。
冬天没有多少阳光
我们的气候在冬天不适合太阳能。事实上，美国的任何地方都至少和我们一样好，甚至更好。美国东部当然也有类似的太阳能资源。但情况是这样的:一年中的9个月，我们将生产7倍于我们所需的电力!哎呀，这真是个好问题。(这个问题是我们自找的，是我们造成的!)
那么，我们用了多少家庭热水呢?(你可能已经猜到，我确切知道有多少。)我在95%高效的20万英热单位/小时丙烷按需热水器上安装了水表，为整个房子提供供应:80000英热单位/天，或23.5千瓦时，如果我们考虑一个普通的电热水器水箱。很简单:我们有多达50千瓦时剩余的许多天。现在我们可以通过使用热泵热水器将其减少到9千瓦时，但我们需要节约吗?这是一个尖锐的问题。
我们计划很快得到一辆电动汽车，以抵消部分过剩的电力生产，但两者加起来可以相当容易地供应每年9个月。
成本效益分析
回到经济学。节省了多少丙烷?约1000美元一年。
节省了多少汽油?2000美元。
柴油和发电机的寿命磨损多少?也许800美元。每年总共节省约3700美元。
离网建设的回收期(PV和电池回收期)为(滚筒)10年。这包括相当短的电池寿命(8年)和相当长的太阳能电池板寿命(30年)。
超级绝缘有助于减少我们的能源需求
最后，我将简要地描述一下那幢巨大的房子。它是超绝缘的，有R-80型天花板。墙的范围从R-60到R-20(在南墙上)。最大的创新是我们所有窗户的R-25聚异和桦木胶合板隔热百叶窗。该建筑有1350平方英尺充满氩气的低电子双窗格窗户。当建筑明显过度使用玻璃时，我们在大约500平方英尺的玻璃上永久安装了绝缘的R-30外百叶窗，使大约850平方英尺的窗户暴露在外。这些窗户装有铰链R-25百叶窗，向内打开。大多数是在顶部铰接，尽管有些是侧铰接。
与其他功能相比，这些密封的隔热百叶窗比任何神奇的机器或三层玻璃的德国奇迹窗更能保持热量，而且价格要低得多……少了80%。(如果有要求的话，我很乐意详细说明)。在12到16个小时的夜晚，我们基本上没有任何热量从窗户流失。在白天，当电池板打开时，太阳能就会增加。这是双赢的局面!一年中有八个月的时间，我们会开放这些小组。
空间采暖由两个室内高效木火炉提供。我们每年烧掉5束当地收集的冷杉。(不列颠哥伦比亚是柴火的沙特阿拉伯。)我们不需要电扇来进行空气流通。
虽然有在地板辐射热量分配，我们从来没有使用它。(另一个学习经验)。对于空间供暖，我们每年需要75 MBTU在9000度的白天区域。不坏。它不是被动式房屋(这种大小的房子需要50 MBTU)，但它不需要热回收通风器!我们使用5个浴室风扇和2个厨房风扇进行排风通风。自然空气净化也可以通过70种大型室内植物来实现，这是NASA推荐的空气净化方法(不是开玩笑)。
顺便说一下，厨房在烹饪时通过一扇玻璃门与主楼完全隔离，因此空气污染不会扩散到整个房子。(这个设计细节可能会流行起来;这种厨房隔离在19世纪的大房子里很常见。)
总之，良好的空气，良好的光线，良好的氛围，良好的经济。谢谢你，绿色建筑顾问，你对建筑有这么多好的想法。我受益匪浅。
总结:我们每年从各种来源使用的总能源是35000千瓦时。被动式房屋的补贴为每年11万千瓦时。所以我们每年比被动式节能屋少用70%的能源(总kWh)。一些值得思考的事情。
Ajahn Sona出生在加拿大。作为一个外行，他的背景是古典吉他演奏。他被任命为西弗吉尼亚州Bhavana协会的小乘佛教僧侣。1994年，他在不列颠哥伦比亚省的彭伯顿附近建立了第一个伯肯森林修道院。2001年，Ajahn Sona在不列颠哥伦比亚省坎卢普斯南部的最终地点建立了Birken。Ajahn Sona在GBA网站上以“Ven Sonata”为笔名发表评论。
13个评论
在光滑的吗?
我不认为你的房子有过多的玻璃。在1万s.f.的情况下，1300 s.f.的玻璃似乎不算多。这张照片当然不能说明这栋建筑有很多窗户。无论如何，我认为隔热百叶窗的想法是非常棒的。如果早上有人忘记打开朝南的室内百叶窗，百叶窗和窗户之间是否会产生热恐惧?还是说这没什么好担心的?
你还说过你不使用地板辐射供暖。你不是第一个在GBA上这么说的人。我想知道你是否可以扩展一下你的经验更多地说说你安装的辐射热。
给安东尼奥·奥利弗的回信
1350平方英尺是建筑面积的13.5%。这曾经被认为是一个不错的比率。很多被动式房屋的设计会认为即使使用三层釉也太过了。现在是百分之八点五，白天仍然有充足的光线和视野。这是一个正在进行的适当窗户尺寸的实验，所以请注意，我们将大教堂天花板的窗户减少了500平方英尺，并使用了外部的r30面板，如果我们想的话，这些面板是可以打开的。我们等了一年，从来没有感觉到损失，所以它们仍然是封闭的，但窗户仍然在那里，如果我们可能想要更多的春天和秋天的太阳能……不幸的是，这些巨大的窗户面朝东方，所以当早晨的阳光倾泻进来时，每年有4个月会过热。如果朝南，可能会打开。
是的,是的,是的。如果在阳光直射下关闭内部关闭面板，双层玻璃窗户很容易破裂。除非他们是温和的。我们的很多门都是东侧的8英尺推拉门。它们不会破裂，但你可以让垫片融化。普通的单釉可能不会开裂，因为似乎是两层玻璃之间的温度差异导致内部玻璃开裂。我们有一个像军队一样的纪律，开和关室内的百叶窗。我们在5 * 10的厨房窗户上安装了关闭的外百叶窗，这样当下午西风的阳光可能会导致夏天过热时，我们就可以关闭百叶窗。当然，所有朝西的窗户直到下午才有开裂的危险，因为夏天的下午一点左右才有阳光直射到窗户上。
百叶窗是一个需要更新的古老传统。我的想法是室内关闭的百叶窗是最容易的，他们不受是否。它们看起来比漆黑的夜间窗户还要好看。如果他们是浅色的小led筒灯，他们可以给美丽的光在晚上你的窗户开窗。其次，为了防止开裂，一个非常轻的织物外部百叶窗或面板可以与内部面板同时关闭。它不需要绝缘。它只是一种直接挡光剂。它可以用一个卷纬器或按钮从里面关闭。
外百叶窗非常有效，就像我提到的，比三层玻璃窗要好得多。我们的是r30，但即使是r40也没有大的费用或困难。毕竟，这只是一扇关在窗户上的门，多么容易啊!
你问的是辐射热。我们用了11年，还有一个室外的木材锅炉。它在1万平方英尺的范围内提供了均匀的热量，加上家庭热水，再加上另一座1100平方英尺的附属建筑。这是我们能想象的唯一的加热方式，因为最初的建筑只有r20的墙壁和r40的天花板
没有窗板。顺便说一下，这一年需要40捆木头!我们开始进行绝缘改造和发明，意想不到的副作用是我们不再需要室外的锅炉和辐射热。木材的使用现在大约是5根绳子，房子在没有循环泵或风管的情况下均匀地加热。因此减少了85%的木材，并显著减少了柴油发电机为泵提供电力。也不要去外面给炉子喂东西。
室外木材锅炉是一个完整的讨论领域，如果有人感兴趣，我可以详细答复。
非常有趣的
当然感谢对您的系统的简明而详细的检查。对热水系统很好奇。你现在有一个电热水器(或预热器)，当光伏生产过剩的9个月?还是只使用丙烷热水器?当我通读这篇文章时，我并不清楚。
回复rjp
在过去的两年里，我们完全依靠丙烷供应热水。在过去的12年里，双丙烷热水箱和第二罐铜盘管传热从室外木材锅炉。所以我们现在要用一个还没有安装的大型电加热器做实验。我正在观察新的pv系统，看看它是否像预测的那样运行…到目前为止，一切都好。一个完整的3000加仑的超级绝缘地下储水罐已经安装在地下杂货铺里，所以我可能会选择电加热，因为它可以容纳大约300万英热单位。我可以根据需要将水预热到丙烷中，或者使用一个单独的带有线圈的电动水箱，既可以使用低温预热的储存水，又可以将其提高到125度的安全温度用于小型存储。我也可以使用一个简单的室外分离式热泵到3000加仑的油箱，如果我想获得3-5的c.o.p.通过春天，夏天和秋天。当然，每年至少需要2个月的丙烷。这里的实验几乎一直在进行。
Ajahn
谢谢这个有趣的博客。考虑到你的你的情况，把你的光伏系统描述为超大的是一种伤害。在生产它的时候有多余的电力输出，而不使用任何能源，并且有一个非常令人信服的经济分析，与其他替代方案相比，在第一时间安装它的好处，使它听起来刚刚好。把发电过剩看成一个问题，就好比说“我的蜜蜂今年酿了太多的蜜”。
我同意你的看法
我同意你的看法，厨房隔离可能会流行起来，至少在50-100年后。驱动这一趋势的将是家用机器人，而不是健康或室内空气质量问题。是的，我完全相信有一天机器人会为我们做饭(在一些情况下，它们已经做到了)。
你做过什么来减少烹饪量吗?我想大部分是用丙烷代替了电力。如果是这样，你有没有想过在一年中有一段时间重新使用电力的经济效益?虽然这对大多数人来说都不可行，但也许对你的情况来说并不繁重。
烹饪与电
唐纳德，是的，我正在考虑采用全电烹饪。我们已经在使用电动烤面包机、微波炉、热水炉、电饭锅，我们唯一不用电动烹饪的东西是炉顶和烤箱。我们用丙烷。每年大约有9个月的时间，所有的电烹饪将不再是一个问题(它曾经是不可想象的脱离电网…不了)。唯一的问题是:感应还是平电阻?如果你有足够的kw，感应可能没有意义节省30%。做饭一天只用3千瓦时，我们甚至没有注意到这一点。电池在上午10点就满了，所以你最好找到一些方法来使用接下来两个小时将要涌入的20千瓦时电量。顺便说一下，我们所有的饭菜中午做好了，我们晚上不吃东西，但我们可以在下午烧水喝茶。
百叶窗
你能给我讲讲Shutters的细节吗?这是我目前正在考虑的事情。你用什么垫片，你有任何冷凝问题吗?
快门的细节
外部百叶窗是2x8框架和玻璃纤维棒的28。窗户一侧的1/2英寸胶合板漆成白色。外部，t -111侧板。四周小心地填缝。室内面板是桦木橱柜级胶合板，1/4“窗户边，1/2”房间边。帧是fir 1" x4"。先搭好框架，然后用饰钉和胶水把一面贴上去。使用3.3”聚异氰脲酸酯纸边绝缘。将整个表面涂上胶水，然后用胶合板的另一个表面涂上胶水和饰钉。它是一个非常坚硬的面板，不会扭曲，非常轻。 Now it can close to the window trim. Or inside the window frame but you must build a 1"x1" interior frame for the panel to meet. Both ways will work, it is just aesthetics. We did our first ten with neoprene closed cell gasket with reasonable success ...small amounts of moisture. Then we switched to open cell foam gasket with great success...virtually no condensation.
我曾试验过，在零下30度的冬天，将浴室北窗的面板与开孔垫圈保持关闭三个月。当我打开做水分检查，有绝对零水分!这是惊人的，因为通过面板对冰冷的玻璃是零渗透，特别是在潮湿的浴室气氛。这是我进行这个测试的第二年，绝对没有冰或水分的积累。
我们还使用标准的门垫片，就像用于外面板的常规外门框。它们更容易做，因为面板是在窗外保持温暖，不会积累任何水分。
滑动面板是最棘手的。像铰链板一样建造它们。我们是巨大的…8 'x8”。使用2x4框架。很难描述我们的密封技术，但这里是这样的:在窗户周围建一个2x4的外部框架。在2x4框架的内部添加1x6的唇悬。底部滑动面是强化地板和相应的强化在面板框架的底部…所以当它们相遇时，底部表面完全密封。关闭的垂直侧面与打开的电池垫圈对接。尾部有一个2"橡胶条从车库门关闭。它只是满足了一个“半圆形”垂直木条，面板在关闭或打开时滑过。 The top gasket is flush to the window side and contacts the horizontal surface at the top inch of the horizontal interior top 1" of the panel ( a picture would be better!) sliders are much more difficult to seal, however if you are serious you can do it just like a sliding glass door or sliding window. If I had to do it again i would devise two little clamps that suck the panel in to the gasket when closed and are released before opening. I may yet modify them, however moisture has not been a major problem, but we are mercifully in a dry winter climate zone.
伟大的帐面价值的!
谢谢你写得这么好。如果你现在从零开始，你认为你还会买1800转的发电机，还是把钱花在更多的面板和电池上?
如果让我重来一次的话
谢谢你的问题。如果以今天的价格来做，我会争取100%的太阳能光伏和电池，没有发电机。在2014年之前，这是不可能的。这是所有老式的脱离电网的人都必须思考的问题。即使在不太理想的冬季光线下，这也是完全可能的。发电机的成本和节省20年的燃料应该花在什么上?这就是问题所在。
作为一个粗略的公式(当然，假设你已经很好地优化了冬季的电力需求)，足够的pv在一小时的阳光直射下(上午10点到下午2点)提供一天的需求。对我们来说，是11.4千瓦时。对于一个小家庭来说…也许6千瓦小时。下一个:存储…一个良好的免费维护的电池组2.5天。这意味着40度电给我们25度电可用。
现在是新的思考部分。在最黑暗的3个月里，你只需要运行发电机15-20次。我的建议是:你可以找到最便宜的低生命周期湿式铅酸蓄电池组……约50千瓦小时。准备每年20次排出90%的电量吧!你看，有些事情已经完全改变了。我们现在只在冬天刮底，而且只是偶尔刮。高生命周期电池太长寿命!这是异端,啊!但恐怕是逻辑上的异端。按每年20次循环计算，400次循环可以让你活20年…超越这一点是没有必要的，也是不明智的。 I t should be Wet lead because you only water it once per year and equalize it once per year so maintenennce is not an issue. But how do you charge it? You will frequently have days even in December where two good days in a row occur, your high cycle battery is already full by 11 am! ... now charge the clunker up for its next use.
所以这和旧的公式完全不同，多年来我是一个正统的非gridism的虔诚信徒，它在当时很有效……现在重新想想一切!好吧，如果我们一年有两天做不出果汁怎么办?好吧，胆小的猫，买个市场上最便宜的2千瓦燃气发电机吧，准备好花5美元买燃气吧。
优秀的文章!我希望GB
优秀的文章!我希望GB能允许你包括照片和图表。直到3年前，我已经作为一名认证能源顾问(安大略省)和太阳能评估员工作了很多年。我们试图建议人们如何提高他们的房子的效率，主要是在热保留方面。对我来说，缺少的一个环节是通过窗户散热。当时我对市场上的百叶窗和百叶窗做了很多研究，这些百叶窗和百叶窗都是密封和绝缘的。可用的东西很少。
我最终找到了可以卷起的、绗缝的、绝缘的百叶窗，它们在轨道上运行，紧贴着窗框密封起来。我花了一大笔钱买了一扇通往露台的滑动玻璃门，对它在冬季和夏季的表现都比较满意。
我相信建造良好的隔热百叶窗是有市场的(不管人们是否知道)。你愿意分享你的设计吗?我在上面的评论中读过你的描述，但是图会更好。我最近没有看(目前在非洲工作)，但如果GB没有这样做，一篇关于隔热百叶窗的文章将是一个好主意!
再次感谢你非常实际的故事!
回应戴夫·克拉森
戴夫,
GBA允许博客作者包含照片。如果你看文章底部的缩略图，你可以看到作者Ajahn Sona包含了他的绝缘百叶窗的两张照片(图3和图4)。
登录或创建一个帐户发表评论。
报名 登录