图片信用：图像＃1：能量先锋
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太阳能具有吸引力。如果你想向世界展示你正在做减少污染的事情，你可以在屋顶上安装光伏板来产生清洁电力。更棒的是，你驾驶一辆插电式混合动力车或全电动汽车，用清洁的太阳能为汽车电池充电。
对于太阳能发烧友来说，好消息是在你的家里安装太阳能电力系统的成本一直在下降。让我们看看一些数据，然后问问是不是该放弃能源效率了。
2关于太阳能成本的新研究
八月，我看到劳伦斯伯克利国家实验室（LBNL）发表了一个研究表明，太阳能的成本已经下降大约是2010年的一半。下图显示了数据。
住宅太阳能是2010年上述集团的滞后，从2010年的每瓦70多美元下降到大约40美元的价格。其他人都跌至2010年价格的一半或更少。
两周前，我收到了来自国家可再生能源实验室（NREL）的电子邮件另一项关于太阳能成本下降的研究．这个标题为美国太阳能光伏系统成本基准：2016年第1季度（PDF.），包括2016年第一季度。右侧的图形显示了一些数据。
他们的报告也显示了其他部门的成本，但这里我刚刚发布了住宅太阳能图的图表。LBNL报告在2015年平均显示约4美元/瓦特。NREL报告显示今年第一季度2.93美元/瓦特。
这些数字很棒。我很长一段时间都是太阳能爱好者，我记得的日子 - 不是那么很久以前 - 当每个人都说的时候，“当我们可以获得生产和降低成本时，太阳能真的起飞。”我记得的号码是每瓦的阈值是一美元，但这只是为光伏模块本身。正如您可以看到的那样，我们四年前在2012年击中了这一马克。
你可能认为现在是时候赶出并购买你一直想要的太阳能电力系统了。但…
太阳能我们最好的投资吗？
是的，太阳能电力绝对是一件好事。不要让我错了。我们需要将其留住并保持这些成本下降。David Roberts最近在Vox写道，我们需要电动一切并清理我们的电力．那不是一个坏主意。
说过，我现在必须把注意力转向成本的另一个方面。上述成本是首先成本，安装这些太阳能电力系统的成本。让我们来看看现在生产电力的成本。
这美国节能经济委员会为提高能源效率做了大量工作。在一篇题为太阳能和能效需要一起工作他们写了关于最近的分析，他们在太阳能和效率的每千瓦时（千瓦时）所做的成本。以下是它们的主要结果：
他们发现节省千瓦时比产生千瓦时更便宜。但他们的数字是现实的吗？作为一名前家庭表演承包商，我看到2,943美元，节能为3,414千瓦时并怀疑。当我看着这个时230页的论文详细分析，我看到他们正在谈论增量成本。这更有意义。
但是，如果你不相信它们，你不必购买他们的号码。即使它需要更多，还有其他原因支持能源效率。
还有其他原因要把效率放在首位
这是事情。太阳能和效率之间的战斗并不是一场战斗。他们需要一起工作。是的，我们需要太阳能。但我们不能忘记能源效率，因为太阳的安装成本已经下降了。他们需要一起工作。
Phius的被动房屋标准做这个。在远离任意能量减少目标之后，该计划现在已经针对不同气候的优化目标进行了优化的目标。当你走过屋顶上更具成本效益的地点时，继续增加更多和更多的绝缘是没有意义的。
另一个开始裁剪的问题是这件事叫做鸭曲线．太阳能电力在下午涌入电网，然后在晚上造成了一个巨大的问题，因为传统的发电源必须比目前的能力提高得更快。更高的能源效率，以及更多面向西方的光伏，可以解决这个问题。
并且有一个最终论点赞成能源效率。电力公用事业公司对太阳能越来越敌意。您的太阳能发电的净计量和公平价格越来越难以找到。你注意到你的效用在那里吗？
所以，是的，太阳能具有性魅力。但综合能源战略也包括许多能源效率。
艾莉森巴利斯佐治亚州德国，是一位发言者，作家，建筑科学顾问，以及作者能源先锋博客．看看他的深入课程，掌握建筑科学在Hotspring学习研究所，并在推特上跟随他@EnergyVanguard．
15评论
单独效率不会固定鸭曲线。
较高效率降低了颈部和头部，但它也降低了腹部。Delta大致相同，难以管理的斜坡率不会明显变得明显。
鸭子的修复是聪明的负载管理，与仿制性的效率不同。对于智能需求响应（在许多形式）时，当存在电源盈余并且减少或消除以降低斜坡或绝对峰值栅格载荷时，可以发生诸如加热热水或充电电动车的时间临界负荷。电池中的能量存储（短期和长期），水箱或冰也是负载管理解决方案，已经已经经济，可用于商业应用程序，其中需求充电建立在速率结构中。住宅规模的空调负荷管理冰储存将很快推出，但直到公用事业率结构提供实时定价，除非储存收费，否则将应用于住宅率Paypayers。
http://www.greentechmedia.com/articles/read/ice-energy-will-launch-residential-thermal-storage-in-first-quarter--2017
在PJM网格区（中大西洋中的中西部和东部中西部）热需求反应聚合器将支付100美元/年来控制住宅热水器中的Heting元件，将大型分布式舰队的热水器转移到快速- 反应负载，足够快，可用于网格的频率和电压控制，而不仅仅是峰值和斜坡管理。它有效地是一个“虚拟发电机”，竞标进入辅助服务，容量和需求 - 响应市场，即使它只生成了非达娃娃而不是兆瓦。
因此，虽然这些东西使电网更加高效，但降低旋转储备要求并提供更高的吞吐量/下线损失，这不是人们通常在讨论一般意义上的效率时谈论的。
对Dana Dorsett的回应
达娜，当然是对的。能效不是鸭曲线的整体解决方案。负载管理和存储是至关重要的。加利福尼亚州的一位经过认证的被动房屋顾问Graham Irwin一直在鸭子曲线上呈现，并将柱子中的被动房子与电池等其他存储方法放在柱子中，如电池和泵送水电。我听说他上个月在费城的被动房屋会议上发表了这次谈话。您可以从今年早些时候在西北被动议院会议上播放幻灯片时下载幻灯片：
http://www.phnw.org/assets/Conference16/presentations/getting%20real%20about%20renewables.pdf
电池存储器也具有两位数的成本学习曲线。
我翻阅了幻灯片，但没有看到传奇房间如何与存储在同一存储桶中的论据，尽管它在幻灯片＃16上列出了这种方式。（我猜你必须在那里？）
我注意到的是，CA住宅的热水平均占总能源消耗的30%(幻灯片24)，这意味着对于CA被动式住宅，热水加热将占总能源消耗的50%以上。热水加热器已经超过能力的正确大小的热泵(加热或冷却模式)即使对于代码最小的房子,所以管理的时机,负载相对于可用的变量可再生能源产能过剩为鸭子做更多比建筑转化为曲线接近于零PassiveHouse加热/冷却负荷。PassiveHouse居民不可能有一个比别人不同的热水使用模式,但在快速反应负荷和水的热容量与为驯服鸭子做更多比摆脱或tau-delaying已经更温和加热和冷却高峰了。这并不是什么都没有，但好处的规模就像一只老鼠旁边的水加热大象在提到的低冷负荷的日子里，带来了最糟糕的鸭子。
最严重的罪犯载荷类型是一款电动罐的热水器，这将是大多数家庭中最大的单一抽奖，它是非常间歇性的，并且不能及时延长罐罐的方式。由于近零待机损耗，电动罐具有高EF，但它与“绿色”相反，尽管净能量效率较高。它更有效率，但它是网格滥用，只能在电力价格平坦时合理化，没有需求费用。
我同意格雷厄姆，这真的是关于巅峰的力量，而不是总能量（幻灯片＃5），这就是为什么便宜电池的时代将成为游戏更换者，至少与我们进入的廉价PV时代一样重要。
和光伏一样，电池存储的价格也在急剧下降，而且随着越来越多的美国州采取CA、OR和MA(现在纽约也采取了)的存储规定，这一趋势可能会加速。与需求响应市场相结合，峰值电网负荷会变得严重扁平化，而这并不需要大量的存储空间。由于存储设备具有更灵活的规模和选址限制，而且比其他能够满足需求的资产实现得更快，因此存储设备将压倒目前由快速增长的峰值设备所服务的市场。当Aliso峡谷天然气泄漏危及天然气峰值电力时，2016年5月首次构想的存储解决方案的概念实际上将在2016年12月底之前上线。
http://www.utilitydive.com/news/sce-taps-tesla-for-80-mwh-storage-project-to-deal-with-aliso-canyon-gas-sho/426471//426471/
锂离子电池技术的学习曲线约为每次加倍的价格减少了15％-20％，但现在每年大约大约加倍，并且很可能会加速下一个少数几年。屋顶PV的学习曲线每加倍约20-25％，倍增率大约两年（也加速。）组合对传统的公用事业商业模式致命，自2025年以来，在美国的一半家庭可以使用现场PV +电池更便宜地廉价的电力而不是在网格上购买集中功率。（这已经是Sunnier澳大利亚的情况。）
电池斜坡中的一部分驱动器是即将到的电动车辆涌现。在至少两个欧洲国家的内燃汽车和轻型卡车将在2025年开始销售，并在印度的不断增长的市场中，这将是2030年的案例。中国没有设定摆脱内燃的日期，但是已经是最大的EV市场之一，并希望拥有巨大的国际电源市场前进。
超过足够大的地理（例如，ERCOT或PJM网格运营商区域）100％太阳能+风电网所需的网格储存量令人震惊的小（即使没有需求 - 反应），远低于直觉告诉我们这将是。最近的MA存储授权背后的研究是在未来十年内替换大部分基准电力退休的扩大的海上风和陆上PV，并且需要能够提供不到15％的峰才能完全稳定MA网格（在地理上相当小），并将节省速率Payer。（所颁布的授权只有大约5％的网格峰值，这允许在实际建立的资产的改变中赋予政策的一些雕刻。）太阳总是闪耀（某个地方），而且风总是吹（某处），即使没有增加网格容量，广泛分布的PV和风真的可以把它全部取得。由于储存成本继续下降，它仍然必须与需求响应竞争，这比污垢便宜，但它已经比大多数美国市场的峰值批发电力便宜，并且在2030年之前将在2030年之前的网格批发奇偶校验，假设放气效果廉价分布式太阳能的海啸不会比预期的速度缩小批发功率定价。
谈论违反直觉！
也许很快就会有这样的要求，至少在美国比较温和的地区，所有出售的热水器都必须有很少的隔热层。还有加热元件的效用控制。这样，在几乎所有剩余的发电条件下，鸭曲线可以更容易地变平。
回应埃里克哈比格
埃里克,
我假设你是讽刺意味 - 虽然如果你是，歌曲里逃脱了我。
如果公用设施想要远程控制我们的热水器中的电气元件，那么每个人都有公用事业以及房主 - 将希望热水器具有厚厚的绝缘。加热水在下午3:00。在上午7点到淋浴。下午，如果坦克绝缘井只会工作。
马丁
嗯，我们正在谈论外部代理的遥控器的水加热。一旦你走下到那条道路，就可以针对这样做的无休止排列。所以我不是真的讽刺。例如，如果您的工作要求您提前起床，那么它就像以交互式请求通过计算机或通过电话设置它以便启动每个请求的加热元件即可。如果热水器没有极高效率，我仅仅提供了在卸载过量的发电量的更大的灵活性。那个概念似乎（对我）遵守一些早期的评论。
回应埃里克哈比格
埃里克,
对于任何需求控制程序，该实用程序的优势是在必要时关闭电气元件的机会。具有薄薄的绝缘水的热水器的房主不会容忍对热水器的这种电力。拥有厚厚的保温热水器的房主将容忍它。
我无法想到任何原因，为什么公用事业或房主更喜欢在热水器上厚厚的绝缘材料薄绝缘材料。
好吧，这里没有专家，但......
似乎平坦的鸭子曲线将需要更多的平坦的过剩发电能力在中午，作为减少负荷在上午和晚上。如果你在白天抵消了多余的发电能力(因为在不久的将来，所有人都在使用电动汽车面板)，那么你就需要增加这个负荷。这似乎是可以想象的，如果25年后每个人，或者几乎每个人，都有足够的电池板来应对峰值负荷。中午的时候，这些额外的电量会去哪里呢?
还有一个问题是，每个人都想按需提供热水。因此，似乎在未来更重要的是使用一个相对低效的热水器来耗散能量，然后让公用事业公司在晚上关掉热水器。这是在特殊情况下，你可以让他们在深夜打开它们以额外的需求成本定价，正如Dana所提倡的。
净热效率仍然很重要。
从20世纪90年代释放古老的克林顿时代竞选Mantra：
是千瓦的问题，笨蛋!
一个有损耗的水箱与一个节能水箱具有相同大小的加热元件和相同的热质量。关键是要利用油箱的热质量来调节负载，而在典型的油箱储存温度和油箱能承受的最大温度之间有相当大的热质量开销。几小时的待机损失所产生的额外总容量是相当小的——真正重要的是它可以转储的峰值功率。在达到最高温度之前，用一个几乎没有绝缘的水箱所能维持的额外时间与总时间相比是相当小的，而且对房主来说，高待机损失的缺点是高，不值得额外的时间。大多数家庭会在一天的高温中使用缓冲的额外热量，使水温降至正常的aquastat温度(或更低)。
随着需求 - 反应聚集器或实用性控制的热水器，它们可以在所需的最小存储温度（例如，120-140F）之间的任何温度下的加热元件，无论制造商允许的最大温度（通常是200F，即使加热器也是如此Aquastat不高）。50加仑坦克在其上有大约420磅的水当量热质量，因此甚至提高它甚至是40F×420磅= 16,800 btu的缓冲开销，或者大约5千瓦时的电力倾倒能力。如果您的设置存储温度为120F，则可能会潜在地〜10kWh存储转储。用于安装控件的聚合器或实用程序的典型成本约为100美元，因此您可以在20美元/千瓦时进行该容量。（对较低储存温度的军团危险的担忧消失，由于电源倾卸热水器在给定月的过程中经常多次循环到更高的温度，因此在它们建立之前杀死殖民地。）
将这个10千瓦时的容量乘以10万台热水器的容量，你说的是一个非常灵活的功率缓冲能力兆瓦时，峰值容量超过半兆瓦。这是一个真正的negawatt-generator(如果不是gigawatt-nuke),可以汇100%的输出1.5 kw-2kw小组的几个中午时间,和限制热水器权力高峰时段使用那些淋浴或在傍晚下班后,自会有多余的热量在坦克。
是的，较高的平均气温会增加待机损耗，降低了热水器的净效率。但它是便宜的存储（不到20美元/千瓦时），它的超快速升级，通常为4.5-9千瓦，每个坦克提供瞬时电源，在100,000辆坦克的车队中，它增加了超过兆瓦的超快兆瓦斜坡负荷或负载棚，以资本成本仅为类似的容量发生器的小分数（这也需要一个浪费的负载转储来具有相同速度的电力。）减少纺纱储量的能力可以节省相当多的速度网格运营和资本成本，以及总能源使用，降低所有率日的成本。通常通常向房主付款的特权是使用它作为权力转储的特权超过了额外待机损失的成本几倍。每个人都赢了。
相比之下，5-10千瓦时锂离子栅极存储仍然比热水加热器更昂贵的数量级。是的，它具有更有价值的输出（峰值电力电力而不是热水），但两者都可以有效地驯服鸭子。热水器比降低头部更具潜力，但它仍然是一个非常便宜，有用的网格调节工具。
这种需求 - 响应聚合器将为PJM网格区域中的人们支付每次热水器100美元/年：
http://mosaicpower.com/
我相信在PJM的市场上还有其他的聚合商。
并非所有地区都有像PJMs那样发展良好的需求响应市场，但ISO-NE电网地区致力于从2018年6月开始启动一个积极的需求响应市场:
https://www.iso-ne.com/markets-operations/markets/demand-resources/about.
丹娜，我承认错误
我不知道在一个普通的热水器里有这么多的备用容量来承受更高的热量。看来防烫伤设备在未来会变得更加重要。
回应跳过哈里斯
跳过,
史蒂森纳德的文章艾莉森保释会参考（太阳能和能效需要一起工作） 做不是基于PV +电池成本的分析（一个离网系统）。
相反，它基于对网格连接的房屋的PV成本的分析（美国绝大多数PV系统）。
对于配备PV系统的网格连接的房屋，使用电力时的时间很少很重要。只有小百分比的美国房屋根据使用时间计费支付他们的电力。
回火水是按代码要求的(@ Eric Habegger)
当前的管道代码需要热水器和热水分配管道之间的回火或混合阀，然后喂养所有水槽和沐浴，但不是直接向洗碗机和衣物垫圈管道的热水。大多数房屋都是用钢化热水分布而建造的。由于我回忆代码，还指定了140F最小存储温度（由安装热水器的水管工设置，由检查员验证），但您可以将其设置为您喜欢的任何内容。
对于需求响应式热水器，将其设置为可容忍的低，以满足您的需要，从而获得最大的缓冲能力，但即使您将其保持在140华氏度，它仍然是一个相当可观的缓冲热质量。
热泵热水器通常具有至少一个电阻元件，用于备份“混合”模式。Geospring具有4500个白，这足以让您的需求响应有用。
Wi-Fi恒温器(包括Nest)也被用于负载时间转换聚合需求响应程序，例如:
https://nest.com/support/article/what-is-rush-hour -rewards.
https://nest.com/support/article/how-does-my-nest-tharmostat-control-heating-and-cooling-during-an-energy-rush-hour.
@ Dana.
我没有意识到代码。我知道，我自己的家庭至少70岁，没有预使用混合阀。如果一个问题，请求此问题如果一个较旧的家庭用互联网连接的热水器装置改装用于公用设施，以控制热水器对“正常”使用完全安全。你知道是否有考虑因素？
效率仍然重要？对，但是...
和往常一样，答案很复杂。电力的价值和成本将随光伏成本、存储成本和一天中的时间而变化，因此，在有多余电力时可以运行的负载不需要高效。这些负荷(水加热是一个很好的例子)不需要高效……所以热泵热水器可能是浪费钱。电动烘干机和洗碗机也一样，如果能换的话。另一方面，你需要照明的时候就需要照明，你的成本不仅取决于光伏，还取决于电池成本(每千瓦小时额外的0.10美元或0.30美元)。今天，LED灯泡将比光伏+存储带来更好的回报!
坦克的大小怎么样？
这一切对热水箱的大小有什么影响?好吧，更多的绝缘是好的，但是增大水箱的尺寸怎么样，加上超级绝缘(用纤维素填充橱柜?)，以提供更多的太阳能电池板的存储空间?我认为，在能源领域，财务优势更有用。一个明显的缺点是，如果你在几天内清空一个大油箱，而且没有太阳，那么备用电力将会持续更长的时间。变得复杂。有什么想法吗(我很快就要安装两个热水器了)?
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