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能源书呆子的更多思考
在美国的北部地区，甚至是南部的大部分地区，都在安装住宅太阳能热水系统没道理啊。现在是时候重新考虑安装太阳能热水系统的传统建议了，因为现在用太阳能热水器加热水更便宜光伏阵列而不是太阳能集热器。
简而言之，除非你是在建造自助洗衣店或大学宿舍，否则太阳能热已经死了。
这个想法已经酝酿了六年
在光伏发电的早期，当光伏设备比现在贵得多的时候，有光伏系统的房主(尤其是离网的房主)得到了指导不用电取暖毕竟，由于电力既珍贵又昂贵，而且光伏发电的成本通常比电网发电还要高，因此为制冷、照明和家庭娱乐等用途节省电力是有意义的。
几十年来，我们都认为加热家用热水最环保的方式是使用太阳能热系统。但后来发生了两件事:光伏设备变得更便宜了热泵热水器变得随处可见。
2006年初，俄勒冈州能源部的政策分析师查理·斯蒂芬斯(Charlie Stephens)首次向我解释了使用光伏系统加热水的逻辑。我在一篇题为“用光伏加热水”的文章中报道了那次谈话的细节，这篇文章发表在2006年5月的《科学》杂志上能源设计更新．
斯蒂芬斯告诉我:“如果你想做太阳能热水和太阳能空间加热，太阳能热仍然太贵了。”“这并不像使用空气源热泵耦合光伏阵列那样具有成本效益。在我们的气候中，一个适当大小的太阳能热系统可以在夏天为你提供100%的热水，但在冬天就不行了。所以你付了…
143条评论
一些想法
-实际上在许多房子里都没有一个合适的位置安装HPWH -它们需要足够的热源和体积才能正常工作。我真的不知道下限是什么，我认为它会根据DHW的使用量而变化，地下室的隔热程度(如果是地下室应用)，以及你选择的实际HPWH。
-在一些地方，他们使用来自劣质化石燃料加热器的余热(例如，不绝缘的管道或管道);在另一些地方，他们从你通过其他方式提供的热量中窃取热量(地下室的热外壳内没有热量，所以热量通过地下室上方的地板传入)。
-如果房子的气候足够温暖，可以把HPWH放在车库，这可能是一个很棒的应用程序，或者房子本身的气候非常温暖，可以提供冷却。这将使机组的噪音水平更加关键。
-随着可再生电力的普及，人们将更加重视太阳能热的现场性质——无需考虑进出口电网问题。
-排水系统，妥善处理，可以使用25-30年，定期更换泵或控制器。PV/HPWH系统的可更换部件更昂贵——逆变器和HPWH本身。如果能看到高效HPWHs和终身保修水箱，以及易于更换的系统组件(风机，压缩机，控制器)，那就太好了。
- PV论点假设你已经安装了PV，这意味着PV成本是边际成本，这比每瓦的总成本要小。
对Marc Rosenbaum的回应
马克,
非常感谢你的想法，这些想法都很中肯。
1.你说得对:一些寒冷气候的家庭没有安装热泵热水器的好地方。然而，我开始考虑这样一种可能性，即我之前对高低温热泵是否适合寒冷气候的怀疑过于草率。我最近听到Steven Winter Associates的Robb Aldrich在neea会议上做了一个关于新英格兰的HPWH试点项目的报告。我希望在将来写一篇关于他的介绍的文章，但我只想说，大多数新英格兰家庭都有地下室，大多数地下室都足够大，足够温暖，可以容纳HPWH，没有任何舒适或性能问题。另一个发现是:当你买HPWH时，你想要一个大水箱。这意味着不买通用电气的型号是明智的，最好买斯蒂贝尔-爱创的型号。在初步研究中，Steibel Eltron HPWHs的测量COP为2.35。
2.是的，高温高压热水机组在冬天掠夺空间热量来制造热水。然而，在许多家庭中，地下室温度的变化并不会导致任何问题。
3.是的，车库是HPWH的好地方。在炎热的气候下，你可能想在客厅里放一台，但前提是制造商能让它们更安静，就像你指出的那样。
4.在美国，我们还需要很多年才能担心光伏发电过多的问题。(令人担忧的是，电网将无法在晴天处理所有的电力生产。)当我们不得不面对这个问题时，我会唱“哈利路亚”，改变我对太阳能热系统的建议。
5.太阳能热排水系统可能可以使用30年，但光伏系统也可以。
6.的确，以每瓦4.10美元的价格安装光伏系统(这是承包商为9千瓦系统提供的价格，据杰西·汤普森的博客报道，光伏系统已经变得非常便宜)，你需要安装一个相当大的系统。1.2 kw的系统每瓦成本更高。然而，价格正在持续下降，因此小型光伏系统的经济性在未来只会变得更好。
太早
马丁,
我不想反对你的观点，但现在宣布太阳能热已经死亡可能还为时过早。除了你自己的“但是但是但是”评论之外，我想补充一些其他的评论:
1.大型水泵制造商(Bell&Gossett, Taco和Grundfos)正在生产非常高效的变速智能小型循环器，并结合热水太阳能。竞争会降低成本。
2.太阳能热水系统的许多问题是因为与太阳能制造商合作的“绿色”承包商正在安装这些系统。许多人没有接受过选择、安装和调试供暖系统的培训。随着越来越多有知识的供暖承包商和工程师参与进来，出现的问题就会越少。我与欧洲太阳能制造商/安装商打交道的有限经验非常残酷。他们对如何选择泵、交换器或如何防止系统中的空气问题缺乏基本的了解。
3.在北方气候地区，家庭供暖/家庭供暖/太阳能供暖系统的组合可以大大提高太阳能供暖系统的效率。这可能会使平衡重新向太阳能热倾斜。
4.在南方气候条件下，游泳池热水器的太阳能加热系统应该是一项巨大的投资。
ASHRAE杂志2月号上有一篇关于太阳能/太空/家庭供暖系统和控制的很棒的文章。如果任何人可以访问ASHRAE期刊(你必须是会员)，我强烈建议他们阅读这篇文章。本文将详细介绍如何安装和控制一个简单、优雅、具有成本效益的系统。如果ASHRAE允许你转载，这将是一篇很棒的GBA文章。
对弗朗西斯·罗伯逊的回应
弗朗西斯,
我怀疑你的论点，新的泵将比当前一代泵更便宜，更怀疑泵价格的变化是否足以显著影响太阳能热系统的经济性。泵的成本只占太阳能热系统成本的一小部分，而且一般来说，效率高的泵比效率低的泵的制造成本更高。
增加太阳能热系统的尺寸，以便它可以提供家庭空间的一部分供暖需求，只会使系统更昂贵。它既没有提高成本效益，也没有提高太阳能热系统的回报。如果说有什么不同的话，那就是太阳能热生产时间与空间供暖需求之间的脱节甚至比太阳能热生产时间与生活热水需求之间的脱节更严重——因此，对太阳能空间供暖设备的任何增加投资通常都会使系统的经济性更差，而不是更好。
价格过高的太阳能热
马丁,
我完全同意，1万美元的太阳能热水系统比1万美元的光伏投资更糟糕。
NREL同意并确定SHW要在这个“1230亿美元”的市场站稳脚跟，成本必须在1000- 3000美元之间。
使SHW成本过高的恼人问题是冻结保护。超温问题已经被“蒸汽退回”廉价地解决了。
NREL迄今为止一直未能引起各大热水器制造商的注意，以开发低成本系统。
我一直在测试一些安装成本低于2000美元的系统。低成本的秘诀就是简单。这些系统使用了在2004年的一项研究中证明的概念，即热管真空管太阳能集热器可以通过简单的再循环策略进行冻结保护:
http://www.thermomax.com/Downloads/Reciculation.pdf
这些系统使用收集到的2%-5%的能量在夜间和寒冷多云的天气中进行冻结保护。
这些系统直接安装在房主现有的热水器上，因此没有水箱成本。太阳能将水加热到化石燃料设定值以上，所以它在110华氏度到170华氏度之间运行。为安全起见，安装了混合阀。
值得注意的是书中没有的内容:
1.只有一个泵
2.无热交换器
3.没有膨胀罐，除非家里有防回流阀
4.无热量转储
5.没有防冻剂
6.没有110v接线
7.冻结保护即使在停电期间也能工作。
8.极低功率泵意味着100+ COP
9.无预热箱
因此，我的主要观点是保持开放的心态，不要立即扼杀SHW。
回应凯文·迪克森
凯文,
能源部和NREL长期以来一直低估太阳能承包商安装太阳能热系统的价格。当NREL说，“它将花费2000美元，”我将其理解为，“你当地的承包商将收取你6500美元。”
单油箱系统的问题是这些系统效率低。效率取决于δ t——当进入集热器的水较低时，效率较高;进入集热器的水量较大时，效率较低。
因此，任何设计为将110度至170度的水输送到集热器的系统都比具有良好热分层的独立太阳能水箱的系统效率要低得多。
排水热回收
你好，马丁:非常有趣的评论。在某些安装中，排水热回收DWHR可以很好地补充您建议的热泵/PV想法。例如，一个R3-78动力管道的交付成本不到1000美元，额定热量回收率为60.4%(尽管为了公平起见，大多数研究减去了大约10%的额外热量损失发生在淋浴喷头和淋浴排水管之间)http://www.renewability.com/order_powerpipe_online.html当然，水冷式污水处理厂要求淋浴排水口S型疏水阀与主下水道出口排水口之间有足够英尺的垂直落差，因此有些装置(例如单层的平房)无法安装。然而，北方有很多两层楼的房子，楼上有浴室、淋浴和地下室，这可能是合适的，尤其是在新建筑中。作为一种无源设备，DWHR的寿命通常与管道系统一样长，基本上不需要维护。DWHR设备应该允许您充分缩小热泵和PV，以节省更多的DWHR成本。DWHR还应显著减少冬季由热泵从寒冷地下室移走的btu数量。
对Jan Juran的回应
1月,
我同意你的建议。多年来，我一直提倡使用排水热回收装置(至少对于喜欢淋浴而不是浴缸的家庭)。
最近，我在上一篇关于热水器的博客中列出了“减少家用热水能耗的七件事”:关于热水器．
热力学定律
罗森鲍姆说:“是的，高压whs在冬天掠夺空间热量来制造热水。然而，在许多家庭中，地下室温度的变化并不会导致任何问题。”
能量守恒定律倾向于驳斥这个前提。如果你把热量从地下室移走，要么空气温度会下降，要么热量会从邻近的某个来源被取代。也许在一个未完工的土窖中，热量可以被认为部分/大部分来自土墙，因此不被认为是重大的有形成本，或者至少部分被地球的热量所缓冲。即使这样，楼上的地板也会感觉很冷，这是不可取的。
但在现代住宅中，地下室的墙壁很可能是绝缘的，在许多情况下，地下室是部分或全部完成和/或占用的。然后，必须完全替换HPWH吸收的热量，而替换的来源是为房屋供暖而燃烧的天然气或石油。更糟糕的是，这是必要的电力压缩机传输热量到水。
如上所述，这不是一个问题，在气候条件下，HPWH可以在车库，即马里兰州南部，或多或少。事实上，对于这些地方，PV+HPWH的建议是我从未想过的(来自新罕布什尔州的这里)。但在冬季，你所做的数学计算就不管用了。热量必须来自某个地方。
公平地说，这是你的文章没有提到的一点，HPWH在工作的同时也有效地提供了空调。在主要非冬季气候中，这种安排在冷却季节成为一个三赢系统。
我对其他一些项目也持怀疑态度:
我不能真正理解你的明显前提，即ST系统在冬天几乎没有提供任何东西，但PV系统仍然在线并工作。太阳照在他们身上的方式都是一样的。与此相关的是，真空管的出现使得ST在寒冷的气候中相当有效。我的系统在冬天提供了大约50%的电量，我的燃油锅炉弥补了差额，尽管我的太阳能系统确实在一定程度上优化了，以利用较低的太阳能发电量。
在真空管的主题上，它们也具有始终与太阳“垂直”的独特优势，这在很大程度上否定了光伏板可以“跟踪”而ST板不能的假设。更重要的是，电子管本身就是这样做的，而跟踪系统昂贵、复杂、维护密集。如果被雪或冰污染，你听到的声音是齿轮被剥离。
ST容量在一年中最长的日子里被“浪费”的想法是主观的，在很大程度上取决于应用的细节。如前所述，过剩产能可以转用于其他用途。更有说服力的是，增加储罐容量可以在收集能量和需要能量之间提供缓冲。当热水储存在接近200度的温度下时，一个80加仑的水箱可以储存大量的能量，与一个50加仑的水箱相比，成本溢价只是象征性的。
美国制造的高压水电用不了12年，也可能用不了8年。压缩机的质量是最重要的因素，而美国制造商通常不倾向于制造比行业标准更耐用的设备。这与他们的销售量相反。这些东西基本上就是一个装有窗户空调的电动水箱。即使是一个基本的电阻罐通常也不会持续那么长时间，而且它的复杂程度要低一个数量级。
如果应用得当，我非常喜欢PV+WSHP的想法，但我认为ST在寒冷的北方仍然是非常可行的，如果安装成本(目前在我看来是令人发指的)更低的话，效果会更好。
一如既往，你的里程可能会有所不同!杰森
回复Jason Chenard
杰森,
多年来，我写过许多关于热泵热水器的文章，我很清楚这样一个事实，即它们具有冷却和除湿的作用，在炎热的气候条件下是有用的，在寒冷的气候条件下是潜在的问题。
当HPWH安装在典型的地下室时，它往往会使地下室冷却几度。根据几项试点研究，如果地下室没有完工，而是用来放置机械设备和储存物品，那么温度降低不会导致居民抱怨舒适。
当然热力学定律也适用。热量来自地下室的空气。然而，大多数房主并不在乎他们的地下室温度是55度还是60度。
你写道，“我不能真正理解你的明显前提，即太阳能热系统在冬天几乎没有提供任何东西，但光伏系统仍然在线并工作。”每年性能的差异与冬季照射到电池板上的阳光的差异没有任何关系;它只是比较两种系统的年度性能的函数。正如我所写的，太阳能热水系统的测量太阳能分数约为63%。这可以与光伏阵列的年太阳能输出进行比较。在这两种情况下——太阳能热或PV——大部分能量都是在春季、夏季和秋季收集的，冬季收集的能量很少。
你写道，“认为太阳能热容量在一年中最长的日子里被‘浪费’的想法是主观的。”相反，这是一个事实，这是太阳能热系统和并网光伏系统之间的根本区别。这就是为什么许多太阳能热系统都有特殊的阀门，需要在夏天的“度假模式”中打开，以防止房主离开去看望祖母一周时过热，以及为什么一些系统有“转储循环”。如果一个拥有并网光伏阵列的房主去度假，就没有过热的风险，也不需要激活转储循环;当家人不在时，电表会向后转。
在某种程度上，这些都是正确的
作为一个廉价的美国佬(尽管有佛朗哥血统)，我决定放弃热力学的深奥知识，转而研究经济数学。
在2000千瓦时的质量(就像我们这里说的那样)和我们为电力支付的不合理的17美分，PV每年给你340美元，不管你是用它还是把它送到电网，也不管你是用它来热水还是等离子电视，就这一点而言。
接受你60%的ST操作，3.75美元的油和78%的效率锅炉，ST每年为你节省约300美元。这是更少的浪费容量，我可以吹毛求疵，但它总是一个适度的部分，可以肯定的是。
你的概念还有夏季免费空调的好处。而且，你的2.0 COP对HPWH不屑一顾，所以至少当天气变暖时，这对你来说是一笔相当可观的额外节省。这两点在某种程度上是一样的。
因此，如果1.7千瓦的光伏发电和典型的2面板/120加仑ST热发电的成本真的相等，那么它并不接近:你的建议要好得多。
但是，这是我在关于ST安装成本的文章的最后提出的观点，ST真的“应该”花费更少。如果ST是6千美元，PV是1万美元，那么ST的生命周期成本就会更有利于ST(我安装了自己的ST, 60个管，远低于5千美元)。
总的来说，在千瓦时成本比这里低的地方(我认为几乎所有地方都是这样)，光伏发电的理由变得更弱。但是，如果将ST的优势与使用天然气的成本进行权衡，那就更正确了:ST甚至不可能是合理的。后者比前者普遍得多。仍然是PV-HPWH的优势。
我同意你的观点。PV-HPWH在绝大多数情况下会更好。
另外，充分披露:大约两周前，我开始研究/购买HPWH。
现在是下午五点，华氏70度，阳光明媚。我想这对我来说很有用。很棒的文章，有观点。
回复Jason Chenard
杰森,
看来我们最终还是达成了一致。正如我在我的文章中提到的，“在接受本文给出的建议之前，请比较您所在地区太阳能热系统和光伏系统的成本和能源生产数据，使用特定位置的能源生产数据和当地设备成本和安装成本。”
我竭尽全力在数学上做到公平。但是，如果有人想要更接近这条线——假设每年2140千瓦时而不是2000千瓦时，COP为2.35而不是2.0，每天的热水需求为44加仑而不是64加仑……一个人很快就会发现，数学上是多么地支持PV——如果你在你的房子里有一个地方放了一个HPWH，如果你不害怕HPWH在冬天从你家里偷走热量，如果你不担心HPWH设备过早故障。
考虑到光伏与太阳能热相比减少了维护上的麻烦，甚至可以认为光伏+电阻水加热比太阳能热系统更有意义——特别是如果你住在太阳能承包商为安装太阳能热系统收取高昂费用的地方。
抵抗是徒劳的吗?
考虑到目前的趋势，PV+ER的数字多久才能真正有意义?它有KISS原则。还有分贝……
PV +电阻热水器
你刚抢了我的问题，马丁。如果你把额外的3000美元(最初的1万美元)花在更多的PV上，而其他一切都保持不变呢?显然，你会失去COP，但在奶奶家时，仪表会转得更快。
戒掉一篇好文章
对于我们这些试图决定该走哪条路的人来说，这是一篇好文章。我将不得不为我们这些真正在北方的人调查一下。谢谢。
Thorsten Chlupp有什么要说的?
马丁，你让HPWH + PV非常吸引人。我得为渥太华做计算!
我想听听Thorsten Chlupp对这个问题有什么看法。他自己的房子是被动式住宅，有12个太阳能集热器，馈送到一个5000加仑的两层水箱中，为他提供100%的DHW和几乎所有的空间供暖(一个砖石加热器用作备用)。这一切都发生在阿拉斯加，那里有两个月没有太阳!
尽管除了他必须定制的1000美元的油箱外，几乎没有关于这样一个系统的总成本的信息。
太阳能热已死
“在北部各州，典型的住宅太阳能热系统包括两个4英尺乘8英尺的集热器和一个120加仑的太阳能储存罐;这种系统的安装成本约为1万美元。”
你说的是北部州，所以我不能说这个数字，但我在南部，特别是亚特兰大安装，你提到的典型安装大约在5000美元左右。在30%的联邦税收抵免和35%的州税收抵免之后，你看到的是不到2000美元的自付费用。所以我不会反驳你在你所在地区的报价，但在我们这里，1万美元的数字完全不成比例。
我查了一下DSIRE网站，发现除了30%的联邦税收抵免，马萨诸塞州和马萨诸塞州都有。威斯康辛州除了大量的公用事业补贴外，还有州补贴。(你文章提到的两个州)
http://www.dsireusa.org/summarytables/finre.cfm
你给出的1万美元是在奖励之前还是之后?
乔治亚州对可再生能源并不是特别友好，我知道北方的几个州，比如新泽西州和纽约州，在可再生能源方面提供了比我们这里更好的激励措施。因此，我认为，在东北的一些地区，住宅安装费用远低于1万美元是非常合理的。
您没有指定SHW需要哪种类型的维护。真的很少。如果安装得当，乙二醇大约每十年就需要更换一次。排水系统根本没有这个问题。格兰富水泵在服役20年后仍能正常工作，这并不罕见。收藏者的保修期通常为12年及以上，至少应持续30年。我拆除的系统更多是因为房子需要新屋顶，而不是因为系统坏了。
你确实在最后限定了你的陈述，并说它可能更有意义，这取决于你所处的地理位置。一些评论提到了真空管技术，它比平板更适合寒冷的气候。你所引用的冬季效率是否考虑到了这一点?在我所在的纬度，即使是在冬天，一个SHW也能提供大约50%的热水需求。对于大多数应用来说，提供100%的需求，无论是光伏还是SHW都不太现实。
(我很欣赏照片插头)
“当然是法律
“当然，热力学定律适用。热量来自地下室的空气。然而，大多数房主并不在乎他们的地下室温度是55度还是60度。”在重新阅读之后，在我看来，这不是一个可行的论点，因为它一开始看起来是这样的。当房间下降到55华氏度时会发生什么?下一个周期不是会把温度带到华氏50度吗?迟早，你的锅炉或其他热源会起作用，或者你的地下室会降到土壤温度，不是吗?那么，自由加热的主导因素难道不是土壤温度吗?按理说，如果这个装置在有条件的空间里，它迟早会需要帮助。我错过什么了吗? I do like this concept, however, and will be chatting w/ those involved w/ this up here.
太阳能热DHW在阳光充足的地方效果更好
这很明显，但说真的，我短期内不会在西雅图或缅因州开设太阳能热业务。
马丁,
1.这些简化系统的2000美元是我的实际零售安装价格，而不是NREL的猜测。自1979年以来，我一直在设计和安装SHW系统。我同意NREL在过去的成本估算上经常过于乐观。
2.我们测试的低损耗收集器在较高的单罐温度下损失不到10%:https://securedb.fsec.ucf.edu/srcc/coll_detail?srcc_id=2009004C
3.布拉德福德·怀特，在太阳能领域工作了35年之后，终于制造出一种带有计时器的燃气单罐解决方案。这将大大减少10%的罚款:http://greenbuildingindenver.blogspot.com/2011/08/important-new-solar-tank-from-bradford.html
4.我的梦想泵最近推出了:http://sun-pump.com/pumps.htm
它消耗五分之一的能源和三分之一的成本，通常的嫌疑，Laing, El Cid, Wilo, Grundfos和Taco。这个泵比我的逆变器安静多了，所以分贝不是问题。它的额定使用时间为3万小时。
5.在2000美元时，PV将不得不降价约三倍才能与SHW竞争。不过，我预计这最终会发生。这对我来说没关系，因为我宁愿我的屋顶上只有一个太阳系。
6.高压whs在寒冷的气候条件下不会有很大的市场渗透，直到他们制造出一个分裂的系统。然后热量将从房子外面吸收。这将在已经昂贵的1400- 1600美元的独立HPWH基础上增加1000美元的主要劳动力。
7.如果有人仍然对SHW感兴趣，并且你想更好地了解所涉及的成本，这是必读的:http://www.builditsolar.com/Experimental/PEXColDHW/Overview.htm
波音公司退休工程师加里·雷萨(Gary Reysa)为你揭开了所有谜团。
对Sean Hebert的回应
肖恩,
你关于使用电阻热水器的问题问得很好。这是你要求的数学:如果你在光伏系统上投资10,000美元，如果你每瓦支付4.54美元，你将得到2.2 kw的系统。该系统将在波士顿每年产生2736千瓦时的电量。使用电阻加热，将一加仑50度的水提高到120度需要0.171千瓦时，因此你每年将得到16000加仑的热水，或每天约44加仑。根据最近的两项研究，这正好是美国和加拿大家庭的平均用水量。
假设一个家庭拥有1万美元的太阳能热系统，每天使用44加仑，太阳能比例为63%，这意味着他们的太阳能热系统每天只加热约28加仑。即使使用电阻加热器，光伏发电也能多生产37%的热水，而且麻烦少得多。
要每天生产28加仑(相当于太阳能热系统的输出量)，你只需要一个1.4千瓦的光伏系统(在波士顿)，成本约为6300美元，而不是1万美元。
谢谢你要求这些计算。我决定编辑我的文章，把它们包括进去。
莱斯·戴尔和凯文·迪克森出价
因此，莱斯·戴尔提出以5000美元的价格在现有的房子上安装太阳能热系统，凯文·迪克森提出以低于莱斯·戴尔的价格，以2000美元的价格安装一个。我只能对你们说，在马萨诸塞州开一家加盟店。用不了多久，你们中的一个人就会拥有全州所有的生意。
然而，莱斯，正如我最新的计算显示，马萨诸塞州一个6300美元的光伏阵列产生的热水与你使用电阻热水器的5000美元太阳能热系统产生的热水一样多，而使用热泵热水器产生的热水有可能是它的两倍。
对Stephen Magneron的回应
斯蒂芬,
我不知道Thorsten Chlupp为他的太阳能热系统花了多少钱，但我很乐意做一些粗略的计算来估计一下复制他的系统需要多少钱。一个4英尺乘8英尺的平板太阳能集热器的价格约为900美元到1000美元，再加上运费;假设费尔班克斯的价格是每人1100美元，12个人的价格是13200美元。
我找不到5000加仑油箱的价格，但是爱达荷州一家名为swifft的公司会以14448美元的价格卖给你一个1570加仑的无压不锈钢油箱。算上运费是16000美元，我们买3个。(假设一个承包商花1000美元就能安装一个5000加仑的储水箱，这是极不现实的，这是托尔斯滕报告的成本。)
再加上12个太阳能收集器，我们总共赚了61200美元。
在我们购买管道、泵、控制器和储罐绝缘之后，我敢说我们在材料上的花费高达7万美元。我让你估算一下人工费。
对Les Dell的回应
莱斯,
当然，你是对的，联邦退税和地方激励计划降低了大多数房主太阳能热系统的成本。然而，同样的激励措施也适用于光伏系统。如果你想用激励后的净成本，方程两边的成本都降低了，PV仍然领先。
对John Klingel的回应
约翰,
关于你担心高压水压水机可能会把地下室的温度降低到影响性能或舒适度的程度:你是对的——这是有可能的。
只有当您有合适的地方放置时，才需要安装HPWH。把它放在一个又小又冷的房间或小壁橱里是一个糟糕的地方。放置它的好地方是一个大地下室，至少有一个加热设备(通常是炉子或锅炉)，共享同一个空间。
以下是研究人员的发现:只要地下室的温度不低于55度左右，这些高压whs就能很好地工作。许多地下室的温度都不低于华氏60度，即使整个冬天都在开高压水电。在这种情况下，计算炉子或锅炉的工作难度是很复杂的，答案可能从“一点点”到“不太”。
最后，正如我在另一条评论中指出的那样，计算结果相当适用于PV +电阻热水器。因此，即使你不想买HPWH，也值得考虑PV系统与太阳能热系统相比的优势。
马丁:明白了。谢谢。我是
马丁:明白了。谢谢。我今天要问我们的选择公用事业(家庭秀)关于PV的规格，等等，还有一个公司，去年给我报价“大约8000美元”安装“最先进的”SHW系统。而且，托斯滕绝不会花一千块装一辆党卫军坦克，除非有人在卖坦克的时候喝醉了。化粪池的成本远不止这些。如果我没记错的话，我想打印的价格里少了一个零，因为那个油箱里面不是空的。我今天也会记得问问托斯顿的。非常好的博客，对我来说非常及时。谢谢。
干杯,马丁
马丁，为一篇好文章干杯。在过去的几年里，我一直在告诉我的客户……结果喜忧参半。在最近的一个项目中，客户不顾我的建议，选择了一个8000美元的真空管系统(30根管，80加仑的存储)，这将提供他们每年50-60%的热水需求，并留下大约2000千瓦时的电阻热来满足剩余的需求。用不到3000美元，他们就可以安装Steibel Eltron HPWH (EF=2.5)来获得相同的能源消耗。
我也期待着在不久的将来，用于水加热的分体式热泵将变得司空见惯。在我的气候(弗吉尼亚州中部)，我预计我们的年COP将在3.0到4.0之间，有更好的热水回收和更少的噪音(比高压水处理厂的)…只要再给我一点钱。
对John Klingel和John Semmelhack的回应
约翰和约翰，
有趣的是，你们两个都提到，在你们的地区，太阳能热水系统的典型出价是8000美元。
在昨晚的一次社交活动中，一位朋友告诉我，他在参加一个家庭展览/能源展览会，并与一个太阳能热承包商交谈，后者为太阳能热水系统提供了同样的大致价格——8000美元。当然，我不知道这是一个单集热器还是两个集热器系统——它是一个单储罐系统还是两个储罐系统——以及这个储罐是大还是小。
在大多数情况下，这些“家居秀”的出价往往比工作结束时收到的发票要低。
不记得
马丁:我的报价是一年前的，电话是907-452-2002，来自阿拉斯加ABS公司，他们在这里做很多安装工作。我不记得细节了，因为我更感兴趣的是知道我们的网站是否适合太阳能热，并且知道价格将在2年内发生变化。我只是告诉技术人员:“这里是地点，那里是南边。3间卧室，2间浴室，4到5个人。”几百美元的估算就可以了。”通过这个链接，我不得不猜测技术人员的脑子里有什么产品(如果有的话)。http://www.absak.com/catalog/index.php/cPath/216_230他们主要关注的是家用热水，因为我们在最需要热量的时候却得不到足够的阳光。所以，我不知道我们当时谈论的是什么系统，但不管它是什么，它的安装成本是8000美元。当我们接近建造时间时，我将不得不重新检查所有这些。与此同时，如果有人对我的需求、系统质量等有任何意见，我会洗耳恭听。ABS在知识和诚实方面享有良好的声誉;我对他们就知道这么多。谢谢。顺便说一句:在国内展会上，ABS的观点是光伏正变得非常有竞争力，电池板甚至可能会变得更便宜。太阳能热发电的价格是在不远的将来。电力公司说:“算了吧，你可能要在几年内为光伏发电买单。” (Define "several"??) That is all I know so far. And, yes, home show prices from at least some places may have a little bit of "angle" in them.....
阴谋
在发布之前，Semmelhack和我做了一些价格调整
大型油罐成本
完全同意这篇文章，尽管大型坦克的成本比你想象的要便宜得多。我安装了两个5000加仑的油箱，每加仑1美元，包括送货。这些是混凝土而不是不锈钢，因为里面的水是用来储存热量的，从来没有用来饮用，淋浴等。我们走这条路是有道理的，因为我们县的消防元帅要求我们这样做是为了灭火。我们只是重新要求他们储存热水以备冬天使用(它在地下，用12英寸的EPS包裹，内部有定制的弯曲热交换器)
坚持热理论
作为一个北方人，没有车库来安置HPWH(不只是一个坏主意，但我没有车库!)，我觉得“HPWH所依赖的热量来自哪里?”这个问题还没有得到充分的回答。霍拉迪先生，你写道:
你似乎对你指尖上的几乎所有东西都有数字，但在计算炉子运行的难度方面没有运气?如果HPWH吸收了熔炉产生的空间热量，看起来确实会有很多系统效率低下的问题。即使空间热量是在地下室，它也可以缓冲地面温度对生活空间的影响——地下室空气温度下降5华氏度可能不会导致家里的人抱怨地板明显变冷，但这并不意味着炉子没有燃烧足够多的多余油来抵消pv热水系统的效率。
那Secusol设备呢
在马萨诸塞州，我得到了一份超过1.2万美元的太阳能热水报价，并认为它不经济，但后来我与一家只安装德国制造的Secusol Appliance的公司交谈，这是一种最初为寒冷气候设计的预配置系统。安装这个设备大约需要7000美元，加上州和联邦政府的回扣，成本达到3500美元。
该网站称，Secusol系统的效率已得到马萨诸塞州清洁能源中心的验证。总统的公司确实出来看看我们的安装位置，所以这一切似乎都是合法的。
有人用过Secusol吗?
我也是，但我放弃了
乔纳森·TE:我明白马丁的意思，在这个问题上我仍然站在你的立场上。我只是不想把这个话题拖得太久，也许我还有更多的物理知识要温习。我一直在看惠普的报道，现在事情开始变得有意义了。热泵并不创造能量，它们只是移动能量。因此，无论它们从空调空气中转移到水中的热量是多少，都需要被替换，这将需要你的其他热源(例如锅炉)。据我所知，我认为这一事实是无可争辩的。与标准电热水器相比，这些HPWH的效率更高。从http://www.energysavers.gov/your_home/water_heating/index.cfm/mytopic=12840“热泵热水器利用电力将热量从一个地方转移到另一个地方，而不是直接产生热量。因此，它们比传统的电阻热水器节能两到三倍。”综上所述，我仍然不知道是否用锅炉加热空气，然后将其转移到水箱中，比直接用锅炉加热水更有效。我看不出还有什么比这更有效的方法了。我的直觉告诉我，直接用锅炉加热水要有效得多。我能看到HP的超级之处在于它使用温暖的室外空气来加热水。此外，如果水箱中的加热元件与光伏系统相连，那么太阳实际上是直接加热水(减去逆变器的损失，如果在有条件的空间中，这可能会增加房屋所需的btu，所以至少在部分时间内没有损失)。所以，在我接受不同的教育之前，对于我的情况来说，使用光伏发电将是一个非常有用的功能。可用于照明或加热水。我有更多的跑腿工作要做，但这就是我的大脑在这一点上。 BTW: AK does not yet give gov't rebates on this stuff, but if the Feds still do it when I need a system, great.
回复Jonathan Teller-Elsberg
乔纳森,
你写道，“我觉得这个问题‘HPWH所依赖的热量来自哪里?’并没有得到充分的回答。”简短的答案很清楚——“环境空气”——但长一点的答案是，“这很复杂。”我完全同意你的观点，目前缺乏数据和透明度是不幸的。
我本可以发布一些计算结果，就好像这个问题很简单，已经解决了一样——但事实并非如此。我很想看到一些来自进行监测研究的研究人员的数据，我觉得最终我们会有更多的数据——但即使如此，这样的监测研究将是复杂的，很难建立。这不是一个简单的问题。
假装这个问题很简单，很有诱惑力，但不准确。我邀请任何有好的数据的人在这里分享。
Marc Rosenbaum在一篇发表在2012年3月的问答栏目JLC，甚至Marc(如果有的话，他是一个数字迷)也笼统地回答了这个问题:“这可能是一个很好的[HPWP]应用程序……(但)这不是一个好的选择。”
显然，HPWH从环境空气中传递热量，并利用这些热量来提高水箱中水的温度。在一些房屋和一些安装地点，这意味着HPWH没有多大意义。在其他房屋和其他安装位置，HPWH可以是一个很好的选择。
要考虑的因素包括:热水器所在房间的大小，房间的温度，房间是否在有条件的空间，房间温度的下降是否会导致任何舒适问题，以及燃料的类型和用于供应空间热量的设备的效率。
请注意，我的文章还包括计算，表明即使是使用电阻元件生产家庭热水的房主也可能认为使用光伏系统比使用太阳能热系统更明智。
回复Rich Cowen
有钱了,
我没有任何直接使用Secusol设备的经验，但Alex Wilson最近写了一篇关于GBA设备的博客评论。你可以在这里阅读他的评论:德国创新的太阳能热水器．
很多关于热泵热水器的模糊数学
EF测试所指定的高压污水处理机组的效率在近槽环境温度为~65-70F。在你谈论在50-55F的地下室运行的情况下，EF不会那么乐观，有两个原因。
答:(和初级)，水箱水与环境空气之间的δ - t现在比测试条件下高10-15华氏度，这降低了热泵的运行效率。
B:储罐(和储罐附近管道)的待机损耗现在至少增加了20-25%(假设设定值为120F)
在50-55F的非条件空间中运行会比有条件空间的房间体积问题对效率造成更严重的影响。如图7所示:
http://www.advancedenergy.org/ci/services/testing/files/GE%20Heat%20Pump%20Water%20Heater%20Final%20Test%20Report%20%28Sealed%29.pdf
如果50-55F地下室的原位EF值真的突破1.5，我会感到震惊，这比标记的要低得多。
另一个模糊因素是，当地下室温度从55华氏度降低到50华氏度时，对舒适性没有影响的概念与对空间加热负荷没有影响是一样的。在典型的新英格兰地下室中，地下室和一楼之间几乎没有有效的绝缘或空气密封，平均地下室温度降低5华氏度将意味着平均热负荷的显著增加，即使它不会改变房子里任何地方的舒适度。即使分离层的整体R为R10 (U0.1)，上层房间的楼层只有65F，在1000英尺的一楼将delta-T从10F(地下室55F)提高到15F(地下室50F)，通过楼层到地下室的热量损失将从1000BTU/小时增加到1500BTU/小时，增加500BTU/小时。在2000小时的供暖季节，这仍然是1 MMBTU或10温。在一个更典型的~R1非绝缘地板上，大约是100温氏度。
显然，我们需要更好的模式，但免费午餐几乎从来都不是真正免费的。当小型分离式热水器到来时，它只从室外空气中获取热量，建模就变得简单多了，但在美国5级及以上气候区，delta- t也可能相当高，与3级或更低的气候区相比，平均效率大大降低。
回复Dana Dorsett
丹娜,
这不是模糊的数学;它在监控数据。
Robb Aldrich的NESEA演讲讨论了国家电网、NSTAR和Cape Light Compact的14台HPWHs安装的评估。它们被安装在地下室里。
ge热水器的平均COP为1.82，主要是因为它们的水箱很小。A.O.史密斯热水器的平均COP为2.13。Stiebel Eltron热水器的平均COP为2.35。
寒冷的地下室比温暖的地下室的cop更低。然而，没有地下室全年保持寒冷。夏季地下室温度高于冬季地下室温度。
所以我想我很惊讶…(回复mholladay)
.．.当在凉爽/寒冷的地下室运行时，现场监测的cop实际上是这么高!?!这是严格的COP，还是有效的EF(包括备用和/或分配损失)?
他们是否(或如何)测量与地下室热水器操作相关的空间加热负荷效应?如果没有房子真正的净能量使用，任何简单的(甚至是监测的)COP都仍然处于模糊区域，因为无论何时从房子热包层内的任何地方吸取热量，它都不是一个孤立的系统。衡量这一点可能很困难或尴尬，但这并不意味着可以仅仅因为它没有导致舒适问题而忽视或忽视它。(我与Marc Rosenbaum在JLConline的文章中所写的观点基本一致。)
罗伯·奥尔德里奇的NESEA演讲(或其背后的数据)在网上有吗?
HPHW在北方是坚果
在北方气候条件下，HPWH是坚果，原因太多了。
你们这帮家伙和你们那歪门邪道的研究没汤喝。
回复Dana Dorsett
丹娜,
据我了解，Robb Aldrich在他的研究中通过监测热水器的热水吸取和热水器的用电量，以及进水温度和出水温度来测量高压热水热泵的COP。因此计算包括备用系统的损耗而不包括配电系统的损耗。
Q。“他们是否(或如何)测量与地下室热水器操作相关的空间加热负荷效应?”
答:据我所知，他们没有。Robb的一张幻灯片指出，“很难预测对空间加热的具体影响。”
Q。“如果没有房屋真正的净能源使用，任何简单的(甚至是受监测的)COP都仍然处于模糊区域，因为无论何时从房屋热包层内的任何地方吸取热量，它都不是一个孤立的系统。”
A.我同意!让我们期待未来会有更多的数据出现。与此同时，北方各州的HPWH怀疑论者仍然可以采用光伏+电阻热水器的路径。
对AJ Builder的响应
A.J。
再来一次……如果你不想安装HPWH，你可以不安装。尽管如此，我还是敦促您在决定花费数千美元购买太阳能热系统之前考虑光伏+电阻热水器。
再保险
我不知道用化石燃料来代替地下室的热量损失是否比用电阻电来加热地下室更疯狂，这是你通常在地下室使用电热水器时发生的事情。人们认为从水箱和管道中逸出的热量去了哪里?
因为在目前的电子产品状态下，我无法让一个像咖啡机、烤面包机或数码相机这样简单的东西使用超过一年，我怀疑目前的pv[或HPWH]客户将拥有马丁所拥有的惊人的好运。
我看到这些人销售的系统看起来很合理:
http://www.dudadiesel.com/solar.php
对Keith Gustafson的回应
基思,
在20世纪80年代初，我不是唯一一个购买光伏组件的人。相信我，我自己的经历并不罕见。我有几个朋友在我买了光伏组件后不久就都买了(我们中的一群人住在佛蒙特州北部离网)，我的朋友中没有一个人有任何光伏组件故障。我的第一台逆变器(Trace型号)用了20年。
在你链接到的页面上，廉价的太阳能热系统都有非常小的水箱。油箱大小合理的系统起价为3,350美元(105加仑的系统)或3,875美元(132加仑的系统)。
再加上几百美元的运费。然后加倍材料成本，以支付人工和安装费用;加上利润和管理费用。这听起来是正确的——8000或9000美元的安装费用。
再保险
我不是想暗示你的经历不同寻常，我有70年代和80年代的设备，现在还能用。我只是大声地想知道，这种经历是否会在未来被重复
太阳热能公司仍有活力
我不得不同意你的大部分逻辑，但是——但是……我想我可以从俄勒冈州的市场上提供一些观点。
俄勒冈市场就是明证。2011年，该州安装了不到100台太阳能热水器，而超过1200套光伏系统(平均尺寸约3.6千瓦，平均成本约6美元/瓦)。但是，“非能源”经济在很大程度上有利于光伏。在俄勒冈州，国家税收抵免和公用事业计划为光伏提供的财政激励大约是同等能源生产的太阳能热系统的四倍。其结果是，许多房主在屋顶上铺设了光伏。
我就是其中之一，但我有一些买家的懊悔。我能够在我的普通屋顶上安装2.8千瓦的光伏，每年产生大约3100千瓦时。如果我节省了64平方英尺的热能，我的收藏总量就会增加60%以上。我有一个2.3千瓦的光伏系统和一个太阳能热水系统，每年总共可以产生大约5000千瓦时的电量。像许多人一样，我有一个燃气热水器和一个新生儿。
移动部件/可靠性:我会把钱花在一个好的青铜循环器上，而不是大多数逆变器和所有的热泵热水器。
成本:我不想啰嗦，但4.10瓦可能是“中国在倾销”的价格，我们可能不会继续看到光伏成本的稳步下降。
PV / HPWH是一个令人兴奋的前景，具有潜在的引人注目的经济效益，但从长远来看可能不是最好的社会解决方案。太阳能热发电现在太贵了，但在屋顶空间有限的情况下，我们需要将除颤器应用到太阳能热发电市场，以降低成本，并为太阳能热发电技术节省一些屋顶空间，因为太阳能热发电的能量密度是光伏发电的两倍。毕竟，在世界上的很多地方，安装太阳能热水器只需要1000美元或更少。
对Robert Del Mar的回应
罗伯特,
我也喜欢青铜循环器，但它们并不便宜，而且最终会失效。令人惊讶的是，光伏组件是多么的坚韧和长寿。
与太阳能集热器相比，你似乎关心光伏组件所需的屋顶面积，所以我做了计算。事实上，所需的面积是完全相同的。在波士顿，一个带有两个4'x8'集热器(64平方英尺)的太阳能热系统为一个家庭提供了63%的热水使用(在这个家庭每天44加仑的用水量中，平均每天28加仑)。要用COP为2的HPWH生产这么多热水，你需要一个额定功率为0.7千瓦的光伏系统。由于波士顿的光伏阵列每天的发电量为0.037千瓦时/平方英尺，这样的光伏阵列将占地64.5平方英尺，几乎与太阳能集热器的大小完全相同。
如果你使用电阻热水器，你当然需要一个更大的光伏阵列——一个129平方英尺的。
关于你的观察，“在世界上的许多地方，安装太阳能热水器只需要1000美元或更少”，我可能会回答，“那又怎样?”如果你说的是非洲和印度，那里的气温从未降到冰点以下，劳动力也很便宜，你可能是对的。
但你的说法与委内瑞拉汽油价格为每加仑12美分的观察结果相似。这话没错，但这对我在佛蒙特州毫无帮助。
光伏成本
我很想知道如何以4.54美元/瓦的价格获得一个好的光伏系统。也许如果你是经销商/安装商，你可以买到这么便宜。我所看到的提议并不便宜。也许如果你买中国的模块。我宁愿不去。
当你热....
嗨,马丁,
你确实知道如何获得评论。
我不得不说在某种程度上我同意你的看法。
事实上，光伏基本上是一种电子技术，这使它们在一定程度上容易受到摩尔定律的影响，尽管中国花了很多年才将价格降至这一门槛。
一美元一瓦的光伏发电改变了游戏规则。没有什么了不起的见解!
我怀疑随着时间的推移，我们将看到热泵与光伏系统集成在所有气候条件下。电网系统的简单性是很难忽视的。
作为一个经历过泄漏和失败的人，考虑建立简单的系统是很有吸引力的。
不过，我认为现在就说太阳能热发电已死还为时过早。将会有人出售一个低成本的消费者系统，将出现在大众营销的商店。这可能只是一个Fafco系统，但这并没有什么错。当然，Fafco系统的成本有点高，但这将会改变。
这些年来，我们在低成本系统上做了很多事情。我的感觉是，我们将拥有一个非常低成本的聚合物系统，它将在寒冷的气候中廉价地发挥作用。
我们一直在与builditsolar.com的Gary合作开发低成本的热系统。太阳能热不需要中国公司来制造集热器。如果它是黑色的，在阳光下，它通常是有效的。制作一个黑色的东西放在阳光下非常便宜。我们都知道这一点。
任何太阳能加热系统(就像任何PV/HP系统一样)都必须与低能耗建筑一起工作。
以我自己为例，我住在缅因州海岸的一个1100平方英尺的古老的科德角的房子里，基本上是R-65热壳，这是可行的。当我们使用油时，我们使用250克的油用于加热和热水。
在我们短暂的夏天，我们现在在一个木材锅炉中使用1-2根木材，并配有存储系统和用于DHW的HP。
我猜是200平方英尺。如果每隔一天天气晴朗的话，每年有一英尺厚的太阳能集热器可以为我们提供热量和热水。这可能是一个便宜的系统。
我的感觉是，在这一点上，如果我在做另一个房子，它将是类似的3-5千瓦的电网，连同1吨的分裂系统作为木材/太阳能系统的备份。(在过去的三年里，我用了不到1/8箱的油作为备用。)
我怀疑(并且希望和祈祷，因为我们制造了蓄热系统!)蓄热系统与寒冷气候的空气源热泵“锅炉”联系在一起。
当然是可行的，也是公用事业的需求侧管理方案会喜欢的。
缅因州的尼尔系统公司有几个空气源冷气候装置在等待。
至少我还在造坦克!
汤姆Gocze
美国Solartechnics
关于太阳热系统还有一点
关于太阳能热水系统，我不得不补充另一点:许多太阳能热水系统的表现比房主想象的要差得多(而光伏系统通常提供的能量与预测的一样多)。
我在读卡尔·麦克丹尼尔写的《小径魔术》。他讲述了在俄亥俄州设计和建造一座零能耗房屋的故事。他有一个能源顾问和一个LEED顾问——他应该需要的所有人来做出正确的决定。房子包括一个真空管太阳能热系统。
值得赞扬的是，麦克丹尼尔监测了该系统六个月的性能。这就是他发现的:“提供热水的能量中只有7%来自阳光(28千瓦时或2.80美元). ...在太阳能热水系统中泵送液体使用大量的电力，每年200千瓦时. ...两年后，我们拆除了疏散管系统。”
3的想法
-我有一个1970年代的复古排水太阳能热水系统;它仍然工作得很好(尽管多年来一直在进行维护)。我住在旧金山海湾地区，它基本上满足了我们所有的需求(3个青少年，我的妻子和我)，每年大约100千瓦时用于备用加热器。
-我在考虑在夏天用吸收式制冷机来处理多余的热量——问题是它们不适合单户家庭，而且很贵。也许答案是不用担心，只要安装足够的PV来运行高效的传统交流电就可以了。
-即使你的数字有一点偏差，但事实是，这个数字非常接近。光伏价格正在下降，而太阳能热价格则有些停滞不前。现在我有一个困境，如果我今天安装一个PV系统，一个更新、更好、更便宜的版本将在我得到支付账单之前可用。
真正引起我注意的是一篇文章，它认为“晾衣绳已经死了”，因为不花20美元买晾衣绳、晾衣夹和两个挂钩，而花20美元买光伏，就能产生足够我的烘干机运行一整年的电力。
最后一个想法
这些数字是有效的，因为你可以使用电网作为多余电力的存储。今天在美国大多数地方都是这样。但这很可能会在未来的某个时候发生变化，因为公用事业公司指出，他们正在为你提供一项服务，而你却没有为此付费。到目前为止，光伏安装的数量很少，这不是一个问题，但随着这个数字的上升，“净计量”很可能会被能源关税所取代。
如今，网络计量可以很容易地将剩余的电力储存6个月左右，但如果为此收取费用，谁知道费用是如何构成的，它可能会改变等式，使太阳能热水受益，因为你可以很容易地储存热水一两天。
在我没有暖气的地下室HPHW做得很好
第一。谢谢你的文章。
我们考虑过使用太阳能和/或风能，但我们的地点和位置不是最佳的。地形和房子都不容易安装，而且太阳能热水似乎也不会有回报。1万美元对于一个在冬天可能无法产生足够热量来解冻的系统来说是一大笔钱，可以这么说。
其次，在一位读者发表了“在北方气候下不应该使用HPHW”之类的文章之后，我想以个人经历来补充一下。
去年春天，我们用热泵混合模式的热水器取代了传统的热水器，总的来说，电费更低了。它位于公用设施地下室，只从热风管道和锅炉获得辐射热量。室外的隔热层很少，上面的房间和空间没有，混凝土下面是花岗岩壁架。HPHW对我们的供暖情况没有明显影响。地下室已经有55度了。50岁，最近47岁。
我确实注意到，冬天恢复热水的时间比夏天要长，但就我们而言，它仍然比传统的加热器更有效。即使它只是部分地提高了效率(1.25??Vs 2.0)在冬天，那就这样吧。
我无法量化今年冬天能省多少钱，因为
A)我们的仪表有一个80倍的倍数，所以我们不能得到每月准确的读数。我们的仪表需要转80圈才能算1，或者以80倍的速度运行(不管他们怎么做)，所以我们有时会遇到不加1的情况，或者下一次跳过2。
b)热水的使用和其他大的抽水设备(烤箱，热水浴缸，…)取决于入住率，每月和每年都有所不同。
C)我们有一个明显温暖的冬天，这意味着我们可以使用更多的木材热量，使用更少的油……去年大约有一半的…这意味着更少的热量进入地下室等等。
总的来说，我认为混合热水器是件好事……我同意，就寿命/耐用性而言，这可能是一场赌博。
它确实有很好的除湿副作用。地下室通常会从中受益。所以你不需要经常使用除湿机。
我建议不要把它安装在生活空间里，因为当热泵运行时，它的声音很响亮。它还需要最小的平方英尺/立方英尺来透气，所以你可以把它锁在壁橱里。它至少要有一对百叶门，我认为在一个小空间里声音会被放大。而且，我怀疑你能很好地隔离它。声音控制并不像安装隔音材料那么简单。
我认为HPHW在南方气候的车库中可能是理想的，在那里它不需要把水加热那么多，有无限的热量可以吸取，并且可以对抗湿度。
光伏价格，中国组件和电网
昨天，我的公用事业公司在我的房子里安装了“智能电表”(与以前的“智能”电表相反)，这样我就可以打开6.2千瓦的光伏系统，让我的家庭稍微“增加能源”(现场年度)。该系统的价格为4.32美元/瓦。这些电池板是由Q-Cells生产的，该公司在德国和马来西亚都有生产设施。不知道我的是哪来的。此外，我的教堂目前正在安装一个14.6kW的系统，面板由夏普在美国制造。价格是每瓦4.60美元。光伏不需要中国公司来生产电池板。
弗兰克·弗林在谈到电网时写道:“这些数字是有效的，因为你可以把电网作为多余电力的存储。今天在美国大多数地方都是这样。但这种情况很可能在未来的某个时候发生改变，因为公用事业公司指出，他们正在为你提供一项服务，而你却没有为此付费。”是的，我没有支付公用事业公司使用电网作为存储。此外，我的公用事业公司也不会在他们最需要的时候为我输送到电网的宝贵能源支付额外费用。公用事业公司认为目前的设置是一个公平的交易，这证明了它有多不公平。
Lo Tech Solar万岁
我总是从设置稻草人来表达观点中获得乐趣——比如比较昂贵的pv热水和昂贵的太阳能热水。还有另一种方法——一种经典的水箱式(面包盒)太阳能热水器。1983年，我在我的房子上放了一个。我自己建造它将花费大约350美元，而不是马丁文章中引用的“当前”管式集热器系统的1万美元。(它包括一个类似于热水器内部的水箱，一个隔热的玻璃盒子，以适当的太阳能角度支撑，以及连接我的燃气热水器的管道。)热水器实际上是一个预热器，但它在夏天把水加热到滚烫，在寒冷的天气里可以断开和排水。即使它只将50度的水加热到80度，这也从太阳那里获得了大量免费的Btus，而需要从天然气或电力中获得的Btus要少得多。在安装这东西的29年里，我只修过一次——一个有故障的PTR阀门滴落了一些水，我自己花了大约5美元换了一个。没有移动的部件，没有能量消耗超出它的体现能量。这些加热器在20世纪初非常普遍——相比于在炉子上烧水洗澡或在厨房里用可怕的“锅炉”烤每个人，这是一个巨大的进步。 Then cheap natural gas caused the market for them to collapse. This totally passive solar water heating technology is still great -- but I guess it's not high-tech enough to attract much attention from today's techie greens.
安装物流青睐PV, WREN即将到来
大约3年前，我写过同样的主题:
http://greenbuildingindenver.blogspot.com/2009/08/heat-pump-hot-water-heater.html
亮点:
1.运行SHW的管道通常比PV的接线更困难，并且使用更小更轻的PV板更容易找到合适的面板位置。
2.正如Martin刚才提到的，实际的SHW表现常常令人失望。
3.带有外围隔热板的隔热两车车库是与HPWH相匹配的地热能来源
然而，所有这些都是在我在评论19中提到的潜在SHW成本突破之前。
“房间里最聪明的人”即将在丹佛召开世界可再生能源论坛:
稀土技术的进展，5/14/2012下午4:15 - 5:30
论坛-从根本上降低太阳能热水器的成本
杰伊•伯奇
美国NREL
回复理查德·施密特
理查德,
我不是一个“技术狂人”。在我的房子没有热水器之前，夏天我经常在室外洗澡，用花园里的水管里的水在阳光下加热。我喜欢低科技的解决方案，我很高兴听到你的面包盒太阳能热水器的成功。
在新英格兰，承包商在现有房屋中安装太阳能热水系统的费用为8000至1.2万美元。虽然你以为我说的是疏散管系统，但承包商对带有两个平板收集器的系统收取的价格差不多。
面包盒加热器不能在寒冷的气候下工作。在佛罗里达州，这是一个很好的解决方案，但大多数房主没有时间、纪律或知识来关注温度计，并在它冻结之前季节性地排干系统。我有朋友在他们的屋顶上安装了一个平板收集器，希望使用“记得在它结冰之前把它排干”的防冻方法。不用说，他们毁了收藏家。
低技术含量的解决方案适合合适的房主。但从政策角度来看，倡导需要季节性排水和密切关注温度计的解决方案是不现实的。
事实上，光伏系统比太阳能热系统问题更少，提供更可靠的能源性能。我希望这不是真的，因为我是一个老嬉皮士，还记得“拿一个55加仑的桶，然后把它涂成黑色”的日子——但这是真的。
对John Semmelhack的回应
约翰,
感谢你分享你的光伏系统的价格(4.32美元/瓦)——又多了一项工作，增加到越来越多的安装成本低于4.50美元/瓦的光伏系统列表中。
对弗兰克·弗林的回应
弗兰克,
你提出了一个新的担忧:即今天的净计量安排在未来可能会改变。当然，你是对的——他们可能会。但各种经济因素都可能发生变化;这并不妨碍我们根据当前的情况做出明智的决定。
在未来，我们可能会看到全球水资源短缺，石油价格急剧上涨，天然气价格低，铜短缺——或者与所有这些预测相反。
就目前而言，我预计净计量合同将至少履行10年，甚至20年——这是大多数热水器决策中使用的类型。当然，我也可能是错的。但我不建议我们任何人做出与当前形势相反的经济决策——如果我们这样做了，生活会变得太复杂。此外，我们的预测很容易出错。
有趣的因素
我不太确定它有多少价值，但我可以告诉你，太阳能热系统比PV系统有趣几倍。PV太无聊了。
对于机械工程师来说，如果有更多的传感器和更多的数据显示，HPWHs可能会变得更有趣。
太阳能热已死
我处理热水的方法是使用施泰贝尔Eltron Tempra Plus 24，这是一款几乎100%高效的按需电热水器。我的密封信封里不需要通风。此外，我通过一个5.4千瓦的光伏系统自己发电。在我那1300平方尺的平板房里，根本没有空间放一个1500加仑的蓄水池。相比之下，SHWS似乎不必要地复杂和昂贵。
回应凯文·迪克森
凯文,
“PV无聊死了”?显然，你需要为光伏系统购买更多的仪表。在客厅墙上挂几个数字和模拟表，包括安培表和电压表。它们看起来很有趣。
如果您需要更多的乐趣，可以在数组输出的高端设置一些蜂鸣器或铃声，这样铃声只会在异常高产的日子响起——例如，凉爽的3月有少量积云的日子。更多的乐趣!检查一下表!哦,男孩!
或者你应该在室外的电表上安装一个远程摄像机，这样你就可以在客厅的电视上看到电表向后旋转。
哇……在你贸然下结论之前，先看看自己的处境
ST当然面临着一些挑战——尤其是可再生能源补贴结构的不公平。然而，NREL本身已经证实，该国的某些地区是改善SHW系统经济性的理想地点。科罗拉多州就是这样一个地方，大量的阳光和冰冷的地下水共同作用，使ST成为该州最经济的供暖方案之一。这尤其适用于某些类型的商业应用(如文章中所指出的)，以及目前使用电力或丙烷供暖的住宅和企业。在这些情况下，系统可以看到大约6年的投资回报和可观的投资回报率，更不用说不受挥发性燃料成本的影响(或减少对燃料的依赖)。
此外，NREL研究人员正在积极追求系统成本2000 - 3000美元的目标，预计在未来五年内，该价格范围内的系统将上市。最后，我们都知道天然气价格最终会上涨。即使美国中部的大型油田开采成功，基础设施的建设也会将其运输到价格高昂的沿海市场，从而降低成本，从而提高科罗拉多州等州的成本。随着这些价格的上涨，ST系统的价格下降，对于像我这样有热水和家用热水需求的人来说，追求ST就更有意义了。
所以，在美国的某些地区，ST可能肯定处于停滞状态，但在科罗拉多州，它对我们25-30%的居民来说具有良好的经济意义。查看科罗拉多州太阳能热路线图，了解这方面的更多细节:http://bit.ly/AjAtIE
我不明白
也许我遗漏了一些东西，但我不明白这背后的物理原理:
1) PV vs太阳能热输出
PV(阳光充足的北加州的乐观估计):1500 kWh/kW/年/ 100 ft2/kW = 15 kWh/ft2/年
太阳能热能:1000 BTU/ft2/天/ 3413 BTU/kWh × 365天/年= 107 kWh/ft2/年
即使热泵的COP和太阳能热输出不能100%利用的事实，等等，这是一个很大的效率差距。此外，太阳热受云层、次优方向等的影响较小。在上面关于“适当大小”的太阳系的引用中，“适当大小”的描述是有争议的——我认为这是指一个加压乙二醇系统，它的大小为100%夏季输入，故意避免流体过热。有了标准的排水系统(更简单，更便宜，更低的维护成本，防止冻结和过热，更高效)，我们可以看到全年70%的DHW负荷，而另一个面板(+ 1500美元)，我们可以在被动式房屋项目中获得90%的DHW和空间供暖。这是加州北部，当然，但要做到这一点需要更多的PV。与我交谈过的欧洲人认为，太阳能热发电在美国定价过高，主要原因是市场渗透率低，而且每个系统基本上都是定制的，而不是现场“安装”的。当你降低整体供暖需求时，所需的太阳能热系统的尺寸会减小，同时可用的比例会上升。可再生能源系统的效率非常高!
热泵热水器
空气容积热容(25ºC/77ºF): 0.001297 J/cm3/K
水的容积热容(100ºC/212ºF): 4.216 J/cm3/K
4.216/0.001297 = 3251，所以你必须冷却3251倍的空气体积，以提高等量的水
有7.48加仑/立方英尺，一个2000平方英尺的房子里面有大约2000 x 0.75 x 8 = 12000立方英尺的空气，所以我可以通过将整个房子冷却1度来加热12000 /3251 x 7.48 = 28加仑的水1度。
如果我们假设这个2000平方英尺的家庭每天使用28加仑120ºF的水(保守)，而水是60ºF(乐观)，我们需要每天将房子冷却60ºF来供应DHW。这在夏天可能很棒，但在冬天就很糟糕了。
在大多数情况下，我们的社会必须朝着更多地基于可再生能源、更少地基于化石燃料的能源基础设施迈进。因此，我们应该努力制定与此兼容的策略，并强调通过发电而不是负载转移来减少负载。在可再生能源发电程度很高的欧洲国家，他们已经遇到了问题。如果有经济补贴把人们引向不合逻辑的方向，那就是不明智地浪费钱。
对莱斯利·贝尔的回应
莱斯利,
对不起，我不相信。与佛蒙特州相比，科罗拉多州等阳光充足的地区也受益于更高的光伏输出，而不仅仅是更高的太阳能热输出。我不关心NREL多少次提到它的目标是找到愿意为安装太阳能热系统收取2000至3000美元的神话承包商——一遍又一遍地重复这个目标并不能使它成为现实。
对Graham Irwin的回应
格雷厄姆,
你最大的错误是你假设太阳能集热器收集的所有热能都是可用的。它不是。这与光伏系统完全不同，因为光伏系统的所有电力输出都是可用的。
很少有房主或太阳能热安装人员能够对太阳能热系统进行整整一年的监控，准确监控的人就更少了。要做到这一点，需要在热水箱上安装水表;传感器记录进水和出水热水的温度;备用热水器上还有煤气表或电表。做过这个练习的人发现，大多数太阳能热设备安装人员夸大了设备提供的太阳能分数，低估了备用热水器使用的燃料。
此外，许多房主在进行这些计算时忘记包括运行太阳能热泵所需的寄生能量使用。
什么错误?
我说:“即使热泵的COP和太阳能输出不能100%利用的事实，这是一个很大的效率差距。”
我报告的太阳分数是基于LBNL的监测。
在你的分析中，你似乎忽略了在冬季运行高压水电厂的寄生热负荷。对此有何看法?
负载减少vs.负载转移
我一直是带热泵热水器的光伏发电的忠实粉丝，但当我想到带电阻的光伏发电现在可能具有经济意义时，我感到震惊。多好的想法啊;这绝对让我大吃一惊。我相信它，但我认为有两个潜在的问题:
1.对于那些偏执的防空洞类型来说，他们宁愿有一个太阳能热系统，在电网中断时仍然(可能)提供热水(水泵可以用电池供电)。
2.正如Graham所暗示的，德国有一个PV太多的问题，例如:
http://theenergycollective.com/geoffrey-styles/46058/german-solar-too-much-good-thing
“…(太阳能)发电能力在晚上什么都不产生，但在明亮的夏日中午仍能向电网供电1兆瓦……这种差异影响到电网必须有多少备用容量，同样，随着太阳能输出每天和季节性的增加，有多少其他容量必须离线。”
遗憾的是，在美国，我们离这个问题还有很长的路要走，但在基础设施层面上，我们需要考虑这个问题。也许下一个要补贴的是电池?
http://www.futureoftech.msnbc.msn.com/technology/futureoftech/solar-cells-batteries-could-go-viral-295634
http://blogs.discovermagazine.com/80beats/2008/08/01/new-oxygen-hydrogen-battery-could-be-key-to-storing-solar-energy/
谢谢你的新话题——它确实激发了很多讨论!
致格雷厄姆·欧文:关于你的错误
格雷厄姆,
你的错误在于你大大高估了太阳能热水系统的有用太阳能热输出，因为你的热计算是基于集热器的理论最大输出，而不是监测数据。
你估计加州北部的太阳能热系统将产生107千瓦时/平方英尺/年的热能(该面积指太阳能集热器的面积)。这可能是对的，但据我所知，还没有一项监测研究得出一个家庭在住宅设施中实际使用的热水的数字。
以下是我所知道的两项监测研究的数据:
1.Robb Aldrich和Gayathri Vijayakumar (Steven Winter Associates的)分析了来自两个住宅太阳能热系统的数据:一个在马萨诸塞州哈德利，另一个在威斯康星州麦迪逊。2006年7月12日，Aldrich和Vijayakumar在科罗拉多州丹佛市举行的美国太阳能学会2006年太阳能大会上发表了一篇题为《寒冷气候家庭中太阳能热水的成本、设计和性能》的论文，报告了他们的发现。
他们的结果是:两个系统(家庭使用的太阳能)的平均输出为36千瓦时/平方英尺/年。
2.我所知道的第二项监测研究是NREL的保罗·诺顿和克雷格·克里斯滕森所做的“廉价零能耗住宅寒冷气候案例研究的性能结果”。该论文于2008年1月在纽约举行的ASHRAE冬季会议上发表。诺顿和克里斯滕森报告了位于科罗拉多州麦岭的零能耗人类家园一年的性能数据。
他们的结果是:该系统的输出(家庭使用的太阳能)为6.7千瓦时/平方英尺/年。如果你从太阳热输出中减去泵所使用的寄生能量，输出将下降到只有5.7千瓦时/平方英尺/年。
[关于这个话题的更多信息，请参阅下面我对凯蒂·霍尔巴赫(Katy Hollbacher)的回复后的评论中的表格。]
对凯蒂·霍尔巴赫的回应
凯蒂,
1.你建议“偏执的防空洞类型”坚持使用太阳能热系统。我也写过类似的文章:“太阳能热系统仍然适用于离网家庭。”
2.你写道:“可悲的是，在美国，我们离这个问题还有很长的路要走(安装了如此多的光伏发电，以至于电网很难处理)。”我同意，我们离这个问题还有很长的路要走。
每平方英尺的能量输出
Robert Del Mar和Graham Irwin都提出了关于每平方英尺集热器的能量输出的问题，主要观点是(他们声称)如果你的屋顶面积有限，你每年可以从给定面积的太阳能集热器中获得比光伏组件更多的btu。
这是一个有趣的问题，但坦率地说，对大多数美国人来说并不那么重要。然而，如果你家南屋顶的面积很小，就值得做一下计算。
一般来说，使用太阳能集热器每平方英尺可以获得更多的btu——通常是这样，但并不总是这样。有几个重要的因素需要记住:
1.如果您正在使用您的电力生产来运行COP为2.0的HPWH，在比较这两种技术时，您可以将PV的千瓦时数字提高一倍。
2.太阳能热系统所产生的有用能量差别很大。两个最重要的因素是气候(晴朗的气候比多云的气候产生更多)和家庭使用的热水的加仑数。大量使用太阳能的家庭比节约热水的家庭从太阳能热系统中获得更多的可用能源。
下表总结了所讨论的数据。参考的研究报告如下:
1.Robb Aldrich和Gayathri Vijayakumar，“寒冷气候家庭中太阳能热水的成本、设计和性能”，于2006年7月12日在科罗拉多州丹佛市举行的美国太阳能学会2006年太阳能大会上发表。
2.2008年1月，保罗·诺顿和克雷格·克里斯滕森在纽约ASHRAE冬季会议上发表了《低成本零能耗住宅寒冷气候案例研究的性能结果》。
点击下面的图片来放大表格。
对罗伯特·德尔马的回应
嗨,马丁,
同意了。大多数光伏组件使用寿命很长。我把我的青铜循环器放在了高压高压电源上而不是PV组件上。我认识一个HPWH粉丝，他在两年内第三次上电视。但我不希望用具体的失败例子来拆除高压污水处理厂，我相信对许多家庭来说，这是一种很有前途的可行技术。太阳能热水系统也是如此。
减少光伏的空间要求是有效的家庭有有限的阳光屋顶空间。如果一个房主只有70平方英尺的阳光屋顶，我怀疑他们安装0.7千瓦的系统不到5000美元。这种HPWH解决方案的成本与太阳能热水器的成本大致相同，但移动部件的数量大致相同。
我相信，世界其他地区的低成本系统的经验教训将为美国市场提供低于5000美元的耐冻SWH系统。
没有错误!
马丁,
在我看来，这场讨论(至少)有四个方面:1)物理方面，2)工程方面，3)经济学方面，4)常识。我自己倾向于先看物理学，从工程学的角度看什么是可能的，从经济学的角度看什么是合理的。当我评估一个提案时，我希望这四个方面都能保持一致。如果不是，我需要回头检查各个方面可能出现分歧或冲突的地方。
物理学表明，每平方英尺的太阳能集热器比太阳能集热器能提供更多的能量，而且两者在夏季的输出都比冬季高得多。从经济学角度来看，太阳能集热器每平方英尺也比光伏便宜得多。
工程问题是如何利用现有的能源。对于光伏发电来说，最好的选择是并网发电，这样夏季剩余的太阳能就可以用在其他地方，也可以抵消冬季的化石燃料成本。对于太阳能热，如果没有大量的季节性储存(对于极端气候以外的许多情况，如费尔班克斯，AK)，别无选择，只能接受可用能源利用率低于100%。在太阳能热系统中，有乙二醇用于防冻，典型的方法是将集热器的尺寸设置为100%夏季太阳能馏分，这样乙二醇就不会过热。物理学告诉我们，这意味着冬季的产量要比这低得多，就像你在文章开头提到的那样。一个系统大小为50%的夏季太阳能部分将有更低的年输出，以此类推。正如我在我最初的“错误”帖子中所描述的那样，我们不会将这种类型的系统描述为“设计良好”，这就是为什么我们设计了排水系统，它不存在过热问题。这使我们能够对太阳能热集热器阵列进行成本优化，以应对每年的太阳能馏分而不是乙二醇过热。当这与一个高效率的建筑，如被动式房屋相结合时，结果明显比你提到的报告要好。由于我们的目标是高性能、低能耗的项目，我们发现太阳能热用于我们的DHW是一个好主意，而且在一个更大的集热器阵列上摊销罐、泵等的成本，也提供了大量的空间加热，即使光伏也包括在项目中，也具有经济意义。 Thermodynamics tells us that the least complicated system is best, meaning that the energy is transformed the fewest times, ie sun to water directly.
不管怎样，回到你的建议。即使我接受这样一个前提，即北方气候地区的人们整个冬天在地下室里开空调来加热热水，然后净掉运行热泵的电力成本和夏季光伏生产的额外加热燃料，从物理学的角度来看，这对我来说毫无意义，从常识的角度来看也是如此。
你的观点可能不是说这是一个好主意，也许是当前对PV的激励在逻辑上产生了反常的结果。这一点在你的文章中没有说清楚，这就是为什么有人要求我做出回应。正如我在第一篇文章的结尾所说，如果有补贴使这种方法在经济上可行，在我看来，这是浪费钱，而且对社会有害。
对Graham Irwin的回应
格雷厄姆,
你没有提供任何与我所说的相矛盾的信息。不管纸面上的理论计算如何，在现实世界中，如果没有任何形式的补贴，用光伏发电加热生活热水的成本比太阳能热系统要低。这是因为PV设备相对于同等的能量输出更便宜。到目前为止，光伏系统的维护问题也更少。此外，设计糟糕的太阳能热系统比设计糟糕的光伏系统更常见(尽管我都见过)。
如果你不能使用太阳能集热器的能量，如果你买不起一个保温罐来保存它以备冬季，那么关于太阳能集热器夏季能量产量的纸质计算就无关紧要了。要确定太阳能热系统中有多少热水是实际可用的，唯一相关的数据是来自已安装系统的监测数据。
多么精彩的讨论啊!
这篇文章真的让我思考。这使得我想要自掏腰包来监控一堆太阳能热水系统的实际太阳能分数，也监控一些热水器热泵，以确定任何增加燃料使用的家庭供暖系统，由于他们的使用!马丁，你真是选了个赢家。
我偶尔会在佛蒙特州安装太阳能热系统，我知道这是非常合理的价格，而且我也同意，一般来说，安装一个标准的双罐预热，封闭循环SHW系统，在屋顶上安装收集器，在地下室安装现有的水加热系统，大约需要8000美元。这一成本的大部分是设备，而不是劳动力。我听说我们州的其他“交钥匙”系统价格接近1万美元。因此，我对您的评价很感兴趣。如果时间允许，我打算自己在电子表格中计算一些数字。谁会想到呢?
有一个令人不安的方面，我觉得它仍被掩盖在地毯下。我住在佛蒙特州，离你不远。如果我在地下室安装一个COP为2.0的空气转水热泵，我知道热量从哪里来。我从10月1日到5月1日给家里供暖——一年中的七个月。在这7个月里，我换掉了一些热量单位，比如，通过墙壁传导的热量单位，通过开着的窗户传导的热量单位，从排气通风系统中吸出来的热量单位，或者通过空气转水热泵“移动”到热水系统中的热量单位。都一样。其热力学。
空调包络内空气-水热泵的COP的经济含义与包络外热泵的COP的经济含义是不一样的。从热力学或经济学角度看，COP不是一个总能量方程。它是一个以BTU(或kWh)为单位的效益除以运行热泵的电力“成本”的比率。如果我，就像我在家里一样，用我的供暖系统转移我已经产生的热量，我需要在我的方程中包括用来产生(或替换)热量的燃料。在这种情况下，热泵实际上是低效的，因为我可以直接将热量转移到热水系统中，而不需要首先加热空气，然后使用电热泵从加热的空间中“回收”它。
太阳能热和热泵的区别在于太阳能热是从太阳收集热量。如果我们量化太阳热循环器相对于我们所收集的热量的电气需求，我们也可以给太阳能分配COP。PV-HP组合的泵电来自太阳，但它的热量来自外壳内部，在供暖季节，热量将被替换。这不是一个安慰的问题。如果我们在经济学上比较苹果就不会。热力学仍然需要25,656 BTU的热量被“移动”到任何一个热水器中，将44加仑的热水从50度加热到120度，这将冷却(0.028 BTU/ft3/华氏度)我的整个家，从地下室到二楼，21,000 ft3相当于44度。七个月来，我的供暖系统产生了25656 BTU，通过空气“移动”到热水系统。除了泵的能量外，每天还要多消耗7.5千瓦时。这似乎已经从经济方程式中消失了。我既找不到燃料成本，也找不到提供7.5千瓦时热水的设备的资本成本，因为我们是在比较设备。
我同意未来的分裂系统会有很大的不同。如果热量实际上是由热泵收集的就不一样了。否则，就得有人负责另外7.5千瓦时/天。它不会神奇地实现。为了公平起见，我会把210天7.5千瓦时的电力加到光伏系统中。
对Michael Horowitz的回应
迈克尔,
感谢你验证了太阳能热水系统在佛蒙特州的价格是8000美元到1万美元。
我很高兴你有足够的兴趣想要监测佛蒙特州太阳能热系统的性能。如果你发现一个双收集器系统的太阳能比例高于63%，我会很惊讶。以下是你的8,000美元太阳能热系统的简单回收期的粗略计算，假设我们将其与使用电力的电阻热水器进行比较，每千瓦时成本为14美分:
这家人每天用43.8加仑的热水，一年用16000加仑。
—每加仑水需要加热0.171千瓦时，如果全部使用电阻热水器加热热水，每年需要2736千瓦时。电费是383美元。
如果你可以用一个太阳能热水系统取代63%的费用，你每年将节省241美元。这个价值8000美元的系统的简单回收期是33年。(当然，如果这个家庭用天然气而不是电阻元件来加热他们的家用热水，回收期将远远超过33年。)
正如我已经提到过几次的那样，高温热泵在冬季运行时显然会从家庭中窃取空间热量，除非它们被放置在车库中。如果这让你感到困扰，那就使用一个电阻热水器——数字还是相当不错的。
此外，如果HPWH被放在一个不用作生活空间的大地下室里，它不一定会偷走足够的空间热量来降低你的空间供暖成本——它只会降低你地下室的温度，你可能不会在那里闲逛。
如果你算上由于高压水电厂运行而产生的额外空间加热燃料的成本或能量值(对于一些家庭)，热水器的COP(以年为基准)从2.0下降到另一个数字。但它并没有下降到1.0。
问题在于细节，而不是结论
马丁,
不争论你的主要观点。我确实相信你，在某些情况下，甚至在大多数情况下，安装4.50美元/瓦的PV可以提供比8000美元的SHW系统更便宜的热水，具有2/3的太阳能部分(我相信大多数安装人员估计平均4口之家更像60加仑，以及63%的基础)。正如我所说，我会做一些电子表格工作，以获得更精细的数学细节，如备用损耗，每千瓦时成本，太阳能分数与实际容量，其中PV/ SHW成本达到平价，等等。本能地，我确实有一个红旗在飘扬，表明这还有更多，正如我看到的其他人一样，但我相信你，这至少是一个主要的考虑因素，并对SHW的中等悬挂果实状态产生了怀疑。事实上，由于您发人深省的文章，我现在正在考虑将所有PV转换为我目前正在设计的组合PV- shw系统。
我所评论的是，将高压水处理厂作为一种利用COP作为经济考虑来加热水的机制进行分析。HPHW的营销部门也在这样做。这里有一些烟雾和镜子，试图夸大的好处。这些机器既昂贵又复杂，而且它们能传输热量。COP的来源是外部的自由热源，如井、池塘和地面温度，而不是内部的高值热源。
我没有不尊重的意思，但你从加热热水所需的千瓦时的硬数字，到把从地下室或公用设施空间带走的热量刷掉，作为一个舒适的问题，“它只会降低你地下室的温度，你可能不会在那里闲逛。”是的，我知道你已经承认，如果是生活空间，它会影响你，但请与HPHW联系我的号码:
每加仑水加热1度需要8.33 BTU。42加仑(那房子里有一个十几岁的女儿吗?)加热70度需要24,500英热单位或7.2千瓦时。这并不是微不足道的，美元价值的热量需要添加到HPHW经济学中。一个人是否能感觉到它与他是否为它付钱是分开的。只使用COP会使成本外部化。热力学计算要求我们能看到相邻楼层的热量传递，而能量守恒定律表明，24,500 BTU的热量不能凭空出现，而是必须在供暖季期间在包层内添加，以弥补它。这只是将地下室的温度降低了几度，因为地下室毗邻一个更温暖的空间。如前所述，如果在一小时内不增加热量的情况下将24,500 BTU的地下室空气温度降低100度以上。实际上，这不会发生，因为增加T会增加从任何温暖的相邻表面(如楼上)的传输速率。它是否会发生，以至于没有人能感觉到它不是问题。 If the heat pump moves heat that you have made from another source, it cannot be externalized. 24,500 BTU x 7 months = 5.1MMBTU or 1508kWh. When added to the economics this simply reduces the shiny patina of the HPHW, which I believe was overly optimistic. That $240 worth of electricity or $200 of oil in a year changes the ROI of the HPHW.
在有冷负荷的区域，或需要除湿的区域，则需要考虑这些因素。在热令人讨厌的地方，我的论点是毫无根据的。
此外，没有人说过，如果我要在我的屋顶上添加光伏来补偿热水元素或HPHW，我也可以“过度生产”。虽然它不会导致经济过热，但可能会导致经济的变化。我就得猜PV能覆盖100%的负载。热水需求随着孩子的成长和离开而变化。在许多州和情况下，我们只能在电网供电的光伏发电上获得等值的净报酬，我们无法收回生产过剩的价值。在这种情况下，光伏电力超过平价的成本没有恢复，因此投资回报率下降。这是效率难题。用的越少，省的就越少。显然，同样的问题也适用于SHW。同样不是反对主要论点，而是指出PV的局限性。
对Michael Horowitz的回应
迈克尔,
我没有异议，当HPWH位于房屋的条件围护结构内时，它会从房屋中窃取空间热量。这将年平均COP从2.0降低到一个更低的数字，但这个数字总是高于1.0。如果你不喜欢计算，那就买个电阻热水器。
你对“PV太多”的问题想太多了。看在上帝的份上，电网是几乎所有地方获得电力的最便宜的方式;它通常比PV便宜。而且，如果你没有天然气，电网发电是一种比太阳能热系统更便宜的制造热水的方法。你的屋顶不需要任何面板!只要从当地的公用事业公司购买电力就可以了。我指出PV比太阳能热更便宜，不是因为我们都应该用完PV组件，而是为了表明投资太阳能热系统的愚蠢，即使是PV系统(一个相当昂贵的购买东西)也比太阳能热系统便宜。
地源热泵和条件空间
非常有趣的讨论。就我个人而言，我很高兴不必在我们的屋顶上安装两种不同类型的太阳能系统。然而，我想知道，为什么每个人都认为人们不把地下室作为生活空间?此外，为什么不讨论地源/水源热泵作为一种选择?从室内环境中提取热量的问题就成了一个有争议的问题。我们正在明尼苏达州建造。玛丽·弗洛伦斯·布林克
回复玛丽·弗洛伦斯·布林克
玛丽,
Q。“然而，我想知道，为什么每个人都认为人们没有把地下室用作生活空间?”
答:我没有这样的假设。我说的是，如果你有一个大地下室，你不用作生活空间，它可能是一个放置HPWH的好地方。
Q。“为什么不讨论地源/水源热泵作为一种选择?”
答:我没有提到地源热泵(GSHPs)的原因是安装它们非常昂贵。这篇文章的重点是寻找比太阳能热系统所需投资更小的方法来加热生活热水;在大多数情况下，地源热泵的成本甚至比太阳能热系统还要高。
HPWH的讨论分散了注意力?
虽然不愿意在已经很长的评论列表中添加几乎所有已经说过的内容，但我觉得有必要提出这样一个概念，即关于pwh的辩论与Martin在本文中提供的核心见解并没有至关重要的关系。它们显然不适合所有可能的装置，即使在南方，也经常没有一个放置它们的好地方。北方气候地下室的讨论可能是一个有趣的未解决的问题，也许在不久的将来它应该有自己的线索?
作为一个针对网站管理员的辅助想法，为什么我必须滚动到两页评论的底部(顶部是主要文章的重复)来阅读对一个非常有信息的正在进行的讨论的最新贡献?是否有技术上的原因，我们不能在问答讨论中有“最新优先”选项?
回复詹姆斯·摩根
詹姆斯,
1.是的，我现在正在写一篇关于热泵热水器以及把它们放在哪里的文章。快去找吧!
2.我同意——太阳能热系统的长期回收期，再加上光伏价格的下降，使得这篇博客的主题具有相关性，即使我们不考虑围绕HPWHs的争议。
3.我不知道你在博客上要求“最近的评论优先”选项在技术上是否困难，但我们将把它添加到我们不断增长的期望网站改进列表中。不幸的是，我们的程序员团队最近遇到了令人生畏的障碍，许多网站的改进被证明很难实现。每一项改进似乎都会带来一个新的网站崩溃问题——但我们正在努力克服所有这些障碍。谢谢你的建议和耐心。
优秀的文章和评论
马丁，你真的找到了一个很棒的话题，每个在这里评论的人都很欣赏，而且只有一小部分读者真的添加了评论。
我可以说我对我的GE HPWH非常满意。我充分利用了它，在过去的14个月里，在一个无绝缘的地下室(60-62华氏度)，我的水加热电使用量已经减少到恰好1/3 (800kwh/yr.)，平均使用45加仑/年，进水温度为60华氏度，输出温度为120华氏度。
当我在SHW系统和HPHW系统之间做出决定时，我也有同样的结论反对SHW系统，即使我需要在9-10年内更换热泵而不是在20多年后更换SHW系统。一个重要的决定因素是，在夏季，我将“失去”SHW系统产生的多余热水，而在冬季，我仍然需要使用电阻加热来处理大部分热水。
此外，HPWH的噪音与我几年前的地下室除湿机大致相同，我现在只偶尔运行，因为热水器中的热泵执行相同的功能。
附注:另一个网站的愿望是将评论从灰色改为黑色，使其具有更高的对比度和更强的可读性。
对Bob Z的回应
鲍勃Z,
谢谢分享你的数据。每年只需要800千瓦时就能生产家用热水，这太好了。
我不知道你住在哪里，但如果你住在波士顿，你只需要一个650瓦的光伏系统就能提供这么多的电力。如果你能以每瓦4.5美元的价格买到这样的系统，光伏系统只需要3000美元左右。真便宜!
气源HP和PV
马丁,
我住在波士顿郊区，但自从去年我安装了2个空对空热泵，我想增加光伏，以减少我的电力购买。我只需要除掉那些挡在我朝南屋顶上的讨厌的树。我想安装最大的PV，因为我在冬天的总电力预算大约是50KWH/天。
我对地源热泵和空气源热泵进行了同样类型的权衡分析，并对低温天进行了油备份。长……非常昂贵的地源系统的回报无法与安装的空气源系统竞争。
如果你有石油(即天然气不可用或你对碳燃料不利)，空气源解决方案加上PV是一个很好的答案。
安大略称太阳能热为王
我认为一个家用太阳能热系统的典型价格是7500美元，这个系统可以运行10年，几乎不需要维护，就像光伏系统一样。7500美元恰好位于博客中提到的最低dshw价格4000美元(预计会有一些维护)和最高价格10,000美元(可能过大)之间。
在某些地方，你可能可以以每瓦4.54美元的价格自行安装一个大型住宅光伏系统(>5千瓦)，但对我所在的安大略省来说，每瓦5美元更现实。对于一个较小的系统(小于2千瓦)，价格将高达每瓦8美元，除非你自己做，并避免结构工程审查。投资25,000美元购买5千瓦(外加3,000美元热泵热水器)或16,000美元购买2千瓦泵也是如此。
在热水使用量较低(每天28加仑)的家庭中，太阳能热水器可以满足80%以上的家庭热水负荷。
此外，热泵热水器(hpwh)在加拿大的冬季工作不佳。地下室在冬季通常凉爽干燥，因此需要热泵热水器中的备用电阻加热器来满足水加热负荷。hpwh还会使地下室更冷，更冷的地板不舒服。
通过定义
请描述一种公平的补贴结构。
对彼得·黑斯廷斯的回应
彼得,
我假设你的问题是针对莱斯利·贝尔的，就是那个发表了有问题的短语评论的读者。
我猜莱斯利指的是太阳能热设备行业长期以来的抱怨，在北美的一些地区，对光伏系统的财政激励和回扣比对太阳能热系统的激励和回扣更慷慨。
应该指出的是，该国的一些地区确实有太阳能热系统的激励措施。
对Graham Irwin的回应
让我们重新计算格雷厄姆·欧文(Graham Irwin)提供的东北地区的数据(比较太阳能热水集热器和光伏组件的每平方英尺输出)。
太阳能热水:以奥尔德里奇的数字36千瓦时/平方英尺/年为例。我认为一个设计良好的系统可以达到50千瓦时/平方英尺/年。不可能，107。在SRCC测试中，Heliodyne戈壁在晴朗条件下的日产量为42,800 BTU，∆T为36 F°。在最好的情况下，这接近埃尔文数。
光伏——在东北部，17瓦/平方英尺的太阳能发电为1250千瓦时/千瓦/年，所以是21千瓦时/平方英尺/年。以2.35 COP的HPWH计算，即49千瓦时/平方英尺/年。
49对50?
这是假设净计量吗
这是否假设了全年的净计量，以便在需要从电网获得额外电力时(当DHW需求大于HP和PV容量时)可以使用存储的光伏电力而无需额外费用?
对基思·戴维斯的回应
基思,
是的。在美国，绝大多数并网光伏系统都安装在房主与当地公用事业公司有某种类型的网络计量安排的地方。细节各不相同，但一般来说，超额的光伏生产归功于客户。
有关净计量的更多信息，请参见光伏系统概论．
大局观时间。
让我们面对现实吧:几乎所有这些想法都比标准的燃气或电热水器要好。人们可以对我们想要的所有变量(例如电价、室温、退税、税收抵免等)讨价还价，但事实是，在这些单位被视为负担得起和傻瓜防的情况下，它们不会变得普遍，也不会为这个国家节省数十亿btu /千瓦时。在西澳，HPWHs的价格越来越接近，因为通用电气机组本身的价格约为500美元(1000 - 500美元公用事业回扣)+安装。
ST的新技术
亲爱的马丁,
写得很好。你知道佛罗里达已经有一家公司申请了光伏热水器产品的专利吗?你可以谷歌公司。名字是高级太阳能。佛罗里达州塔拉哈西。他们的网站是http://www.presolarnet.com产品名称为“自由盒子”。如果你去他们的网站，在产品下，你会看到一个“自由直流太阳能箱”。他们使用了一种特殊的专利逆变器，可以连接到1.2千瓦的光伏电池板和现有电热水器的下部加热元件。没有移动部件，没有昂贵的铜，也没有冻结问题。实际上，与太阳能热相反，该产品在较冷的气候条件下提供更热的水，因为光伏板在寒冷的环境下工作更有效。自2009年以来，他们一直在北佛罗里达的一些低收入家庭测试该产品，并声称其效率与常规ST系统相同，但有额外的好处。该系统的成本非常低，更不用说它几乎是一个DIY，因为它是一个离网应用程序。我被公司老板(Victor)告知，他们将在即将到来的全国太阳能展上首次展示该产品。
回应迈克S。
迈克,
谢谢你提供的信息;这很有趣。
有兴趣的GBA读者，这里有一个更好的链接:http://www.presolarnet.com/products/liberty_box.htm
同意
有人刚刚给我发了这篇文章，因为我今天向他们暗示，太阳能热是一个死人走路。85美分/瓦特的光伏发电已经在大多数气候条件下完成了太阳能热发电。我刚刚卖掉了20个用于空间供暖的集热器，并将它们替换为一个12kW的光伏系统。任何一个系统都将花费我大约20k批发和PV的优势(和缺点的缺乏)倾斜平衡在它的青睐。随着价格下降，其他人会更明显地看到这一点——但你是正确的。
回复Colin Dumais
科林,
谢谢你的支持。我同意，随着每个月的过去，支持PV(而不是太阳能热)的论点越来越强。太阳能热设备不会变得更便宜——这是肯定的。
派对来晚了，但仍有兴趣
非常有趣的讨论。这是一个想法:对于那些在北方气候的人来说，也许他们可以把HPWH和他们的冰箱或冰柜连接在一起，然后把热量从一个泵到另一个....(如果你需要更多的热水，让冰箱门开着?!)此外，我很惊讶没有人指出，热水的大部分热量最终都流进了下水道，可能会流经地下室。所以也许HPWH系统只是将热量泵入水箱，然后热量从排水管泄漏回地下室。我确实看到了一个关于漏热回收的评论，这似乎是一个几十年前就应该出现的想法。我的两分钱:案例研究并没有显示出巨大的影响，这可能表明，即使有隔热的地下室，也有足够的热量从地面传递到地下室，以帮助供应能源，而不需要用加热器来替换所有的热量(例如，想想地下室板的底部——许多与地面密切接触的区域，在旧房子中不经常隔热)。当然，如果人们给地下室供暖，这可能就不太管用了，但即使这样，地下也可能有一些夏季的季节性热量储存，可以被这样的系统利用。
我刚刚做了一个分析，比较了几种模式下HPWH和太阳能热系统(单独太阳能，将水预热到HPWH，为热泵提供热源，等等)。就我的气候(加州南部)而言，热泵本身节省了大约70%的电费，与3平方米的太阳能系统差不多，但回报速度快了10倍(我特别看中了AirTap A7机组(零售价699美元，EBay上300美元)。所有的“混合”配置都比单独的热泵更糟糕，但是你可以节省90%，并且通过1平方米的太阳能热系统将水预热到热泵，可以使热泵单独的回报增加3倍。你有没有听到任何关于AirTap系统的反馈(可靠性等)?
最后，为了它的价值，我们从不建议家庭太阳能热水系统不是光伏供电的。20W的PV将运行我们需要的循环泵，并且在前期和运维上比将系统插入墙壁更便宜。也许我们将不得不重新使用我们的太阳能魔杖(TM)来连接热泵，而不是太阳能水系统....
回应罗杰·达文波特
罗杰,
你写过“排出热量回收……这个想法几十年前就应该出现了。”
排水热回收装置至少有20年的历史了。看看提高而且GFX．
真实世界数据
我知道这个帖子已经过时了，但我刚从Marc Rosenbaum的新ZNE课程大纲的链接上看到它。作为一个长期的太阳能热DIY爱好者，我在Marc的博客中关注了他的HPWH经验。我知道他一度对自己的选择表达了一些保留意见，但我从来没有看到过后续的消息。这个博客基本上从两方面进行了分析。
不管怎样，我有价值的真实世界的太阳热数据:
10398加仑120华氏度的热水送出
51度的加权平均入口温度
1259度电。
平均28加仑/天的用量。
专用热水表读取冷进入系统，包括冷混合。专用仪表读取能量到储罐，以及泵和控制器，以及分配系统中的额外电阻加热(稍后详细介绍)。输送到水龙头的净结果是。121千瓦时/加仑。
输送水中的热能为。172千瓦时/加仑(平均上升69度)。所以COP大约是1.42。
我的数据考虑了备用热损失、泵送成本、入口温度的季节性变化和分配成本。但是这里给出的一些数据，我想最初的帖子也是，似乎只讨论了在入口和出口温度之间的T中计算的能量。几乎所有人都在谈论有备用损耗的坦克，这取决于你的日常使用量，随着使用量的减少，这变得相当重要。我的是28加仑/天，我想马克的不到20加仑。
我发现，在某些时候，注意储存效率(额外的绝缘)和分配问题，可以比加热方法更大程度地降低每年的成本。由于我无法控制的原因，我的厨房距离水箱超过60英尺，即使是1/2英寸的管道，我们每次清洗管道都会浪费1/2加仑。撇开浪费的水不谈，每一次新的清洗都占我们每天用水量的2%。每天这样做10次或更多，累积起来很快。所以我们的解决方案是在厨房水槽下面放一个超级绝缘的小型电动助推器。在待机损耗和不活动后重新加热线路中的冷却水之间，大约需要1千瓦时/天。我的观点是，如果我们只是让水一直流到热，我们的千瓦时成本/加仑会好得多，至少在夏天是这样，但我们的整体硬件成本会更大，因为我们会使用更多。这是一个权衡，我很少看到考虑到kwh/gal的比较。
我不得不对其他一些数据提出质疑。我发现，所有计算间接(或无罐)锅炉生产的HW成本的尝试几乎总是被严重低估，因为锅炉效率是一个稳态测量。除非您的锅炉直接运行，否则锅炉待机损失，特别是在淡季，将以低使用率为主。
一个人说他的HPHW加热器用了800KWH消耗了16,425加仑(平均45/天)，计算出来是0.049 KWH/gal或COP为3.54，甚至没有考虑到他的水箱的待机损耗，这应该在数据呈现时被考虑在内。我不相信。
我不打算深入讨论我的特定系统的经济学，但作为一些回收组件的DIY安装，以贸易价格和税收优惠为新收集器，这对我来说是可行的。它位于新罕布什尔州，从秋分到春分，系统在下午1点后面对ESE，有阴影。这是一个夏天的“hummer”和冬天的“bummer”，这放大了ST在北纬地区的主要问题:在冬天，你需要明显更好的性能，因为你得到的阳光更少，入口温度下降，待机损耗增加，在夏天你就把它扔掉了。
从一张干净的纸开始，我可能不会看ST。
我认为PV/HPHW(或如你所指出的阻力)的关键是有免费的季节性储存。
对Bob Lemaire的回应
鲍勃,
谢谢分享你的数据。因此，为了获得0.172千瓦时的“免费”太阳能加热，你必须输入0.121千瓦时的电力。
我同意你的结论:“从一张白纸开始，我可能不会关注太阳能热。我认为PV/HPHW(或如你所指出的阻力)的关键是有免费的季节性储存。”
事后诸葛亮
马丁,
是的，差不多。你这么说有点傻。收集真实数据非常有启发性。我花了2000美元从间接燃烧的石油转换而来，在美联储和城镇的税收抵免之间，不到十年就能还清。不知道我是怎么想的。当时，我已经调查过Nylotherm的HPWH，但仍然为Hallowell的巨大失败而感到痛苦，Hallowell是缅因州的另一家空气源惠普公司，据我所知，它是Nylotherm的前身。
不管怎样，我的厨房分配的独特问题增加了0.036 kwh/gal的成本。这一点在HPHW或任何其他中央加热器中都不会改变。通过比较，数字是。086 vs .172。但是季节变化是我的主要观点。如果不考虑分配固定成本，春季和夏季的价格是0.058，秋季和冬季则翻了一番，达到114。7月的月变化为0.023,1月为0.152。越靠北的太阳能热系统，在有效利用投资方面的存储就越重要。我认为在亚利桑那州这个数字会更好。
对我来说，这不是关于HPHW技术，而是光伏/净计量是利用太阳能的最佳资本，因为它有免费的存储。这篇文章不是关于ST空间加热和空气源HP空间加热的唯一原因是ST空间加热的规模和季节性需求放大了它的不足，使其不再被讨论。(向被动屋道歉，但我的印象是，这真的是关于好的信封)。
谢谢你的回复。
太阳能热水恢复生命
太阳能热的价值是成本和效益的函数。用天然气而不是太阳能来加热家庭热水可能更划算。但如果你加热的不仅仅是家用热水，计算方法就会迅速改变。附件是一个简单的排水热水箱的热虹吸管与燃气备份罐，与组合系统的能力的图像。这种低成本的系统可以加热地板，融化积雪，加热热水浴缸，甚至可以连接到木质火炉上。太阳能热是有活力的，在电力或丙烷被取代的情况下是健康的，在一个单一的太阳能热水系统具有多种功能的情况下。
你的里程可能有所不同
在加拿大，EnMaxx将以每月60美元的价格向您租赁一个3千瓦的系统，为期15年。在这段时间结束时，你可以以350美元的价格买断。约11000美元。
在我们的气候下，1千瓦的安装将产生大约1100千瓦时/年。
我们当地的电力价格大约是15摄氏度/千瓦时
因此，该系统每年将节省约500美元。因此，简单的回收期是22年，比租期长7年。从另一个角度来看，你每年要花费720美元才能节省500美元。
这假设系统在整个时间内都处于完美的工作状态。在实践中，光伏系统每十年退化约10%。
对舍伍德·博茨福德的回应
舍伍德。
据我所知，你的评论是指光伏系统的回收期，而不是太阳能热系统。
虽然PV回报不是本博客的主题，但欢迎您的评论。PV回收期因地区而异。重要的变量是每年的日照小时数，当地电网供电的成本，以及当地可获得的补贴、激励和税收减免。
有关PV回报的更多信息，请参见光伏系统已经变得非常便宜．
舍伍德和马丁:
我是
舍伍德和马丁:
我正要发表类似的评论!!
(在一口气读完“大部分”评论后…)
我认为目前光伏系统也不适合我们魁北克。
他们的安装价格将不得不降低近一半，这可能不会很快发生。
我们仍然保持着0.8美元/千瓦/小时的“清洁”电力，
据我所知，PV的生产通常在1对1的区域
(如1KW阵列=每年生产1000 KW/h)
因为我们60%的电费都花在了取暖费上
我正在考虑研究先进的太阳能集热器，但不是热水。
在白天储存，在晚上释放是我认为这里的关键。
虽然，我们在这里没有看到任何/太多的热太阳能系统，它从来没有真正运行过，所以我猜它不会真正消亡:p
光伏板预热水
我参加这次谈话已经晚了。我有一个想法，可能是愚蠢的，也可能是有用的，但我找不到任何实践过的例子。是否可以安装一个小型光伏系统和储水箱，为传统的热水箱或使用热跟踪和重力循环加热的无水箱机组预热水?如果它工作，它应该是小的，容易改造(没有房子电路重新布线，没有双壁热交换器开始)，如果它工作，回报很快。我是一名工程师，但我不会说我对热力学很在行。我住在加拿大，那里的水温非常低。我真的很想知道这是否可行，或者为什么行不通。如果可行的话，我们有几套出租房子来测试这个想法。谢谢!
回应彼得·克里斯普
彼得,
如果你的房子是并网的，你想安装一个小型光伏系统，那就去吧。所有由光伏系统产生的电力将有助于降低您的电费。
如果你想安装一个电阻热水器来预热你的生活热水——或者，就此而言，把你的生活热水带到任何你想要的温度——去吧。你可以自由地这样做。
光伏系统和电阻热水器这两个系统是独立的。安装其中一个系统的决定不依赖于安装另一个系统的决定。
真空管，热水的其他用途
“绿色建筑商对太阳能热水系统有一种情感上的联系，因为它们代表了一种已经存在了100多年的相当简单的技术。但现在是时候承认，与屋顶上的充满液体的太阳能收集器相比，光伏阵列更便宜，更少麻烦。”
说得好。我承认我不愿意放弃太阳能热作为每单位收集能量的最佳价值。然而，任何零能源家庭都需要一些电力生产，在大多数情况下，这就是光伏。不管确切的经济，拥有2个系统(光伏和太阳能热)比拥有一个更大的光伏系统更复杂。
我对这里的情况有些担忧，但这可能不会改变结论。
“一些太阳能加热的水被浪费了
“毕竟，如果在不需要的一天生产了大量的热水，你就不能真正把能源生产计算在你的年度统计中。太阳能热能是不稳定的，在夏季漫长的阳光明媚的日子里，大多数太阳能热系统产生的热水超过了典型家庭的需水量。”
游泳池或热水浴缸可以使用所有这些额外的热能。额外的能量恰好出现在一年中最好的时间。当然，大多数绿色住宅都没有游泳池或热水浴缸。
有人会喝太多热水吗?用温水洗车或洗狗。加热菜园下面的土壤，延长蔬菜的生长季节。
在寒冷的月份收集的不能用于热水或空间供暖的低温水可能会用于融雪。
在2006年的一项研究中，史蒂文温特联合公司的研究人员对两个住宅太阳能热系统进行了一年的监测，一个在威斯康星州，一个在马萨诸塞州。每栋房子都有两个太阳能收集器。这两个系统的太阳分数分别为63%和61%。”
SWA监控的太阳能装置是平板还是真空管?
我不是要开始平板和真空管的辩论。我知道有很多人有充分的理由喜欢平板收集器。然而;真空管系统将产生更高温度的水，每年更多的天数，每天更多的时间。这可能会对太阳能部分产生重大影响(就像增加第二个储罐一样)。
“与光伏系统相比，太阳能热系统有几个缺点:
“与光伏系统不同，大多数太阳能热系统都有活动部件(泵和电磁阀)。”
确实如此，但与更换逆变器相比，循环器和电磁阀更便宜。
“虽然安装在杆子上的光伏阵列可以包括跟踪机制来跟踪太阳在天空中的路径，但在跟踪器上安装太阳能热收集器几乎是不可能的。”
追踪器是一堆复杂而昂贵的活动部件。如果本田不能制造一辆具有可靠的自动关闭侧门的小型货车，我无法想象现场组装的低产量太阳能跟踪组件可以被认为是免维护的项目。
真空管收集器总是垂直于太阳，没有移动部件!
“平均而言，光伏系统的寿命可能比太阳能热系统更长。”
逆变器以寿命周期短而闻名。与循环器和电磁阀相比，这些都是昂贵的项目。
光伏板似乎持续了很长一段时间，(但随着时间的推移，可能会遭受效率的轻微损失)。太阳能热板也应该使用很长时间。面板上没有活动部件。在光伏和太阳能热的维护可能是在机械室。
(在同一时期，太阳能热系统的销售还受到第三个因素的影响:天然气价格下跌。但这是另一篇文章的话题了。)”
根据我的经验，太阳能热发电销售受到的影响要大得多，因为补贴从根本上向太阳能光伏而不是太阳能热发电倾斜。(我怀疑光伏行业有更多的钱来游说补贴，因为光伏是更昂贵的项目。)在许多情况下，对于房主来说，购买3万美元的光伏系统比购买6000美元的太阳能热系统更便宜。
“当然，如果你的家庭每天使用不到64加仑的热水，或者你的热泵热水器的平均COP高于2.0，或者你生活在一个比马萨诸塞州或威斯康星州每年有更多阳光的州，或者你的冷水的平均温度高于50华氏度，那么你的新光伏系统将产生额外的电力，你可以用于其他目的。”
当然，如果你生活在一个比马萨诸塞州日照更多的州，你的太阳能热系统也会产生更多的热水。
“假设一个家庭拥有1万美元的太阳能热系统，每天使用44加仑，太阳能比例为63%，他们的太阳能热系统平均每天加热约28加仑。即使使用电阻加热器，光伏发电也能多生产37%的热水，而且麻烦少得多。”
我怀疑SWA研究中63%的太阳能分数是平板集热器系统的，对于真空管集热器系统来说会明显更好。然而，如果没有巨大的存储空间，它将永远不会达到100%。光伏系统似乎是最受欢迎的。
这场辩论的经济学影响因素包括:
1.新建建筑与现有建筑
2.可用的屋顶空间。(我相信太阳能热能可以在一定的空间内收集更多的能量)。
3.系统大小。在你的比较中，太阳能热定价的很大一部分是安装。这个数字是非线性的。如果一个房子可以利用更大的太阳能热系统进行空间加热/游泳池加热，那么家庭热水生产的成本就会下降。
4.房子里的供暖系统。水循环辐射系统是一个完美的匹配低温太阳能热。辐射地板系统可以潜在地利用非常低的水温，这使得通过将能量导向空间供暖或生活热水生产，可以从给定的热收集器中获得更多的能量。
人们普遍认为，在增加光伏或太阳能热之前，应该专注于改善(或建造)尽可能好的围护结构。如果我们假设一个非常好的隔热建筑(接近零能量)，那么似乎可以合理地假设，基本上所有的能量被“泵”的室内空气源热泵热水器实际上来自建筑供暖系统。在这种情况下，我认为使用热泵热水器根本没有意义。用一个小型的热水器加热房子，然后再用一个室内热泵热水器输送能量，这可能会大大降低效率。
然而，我确实喜欢在冷却季节使用空气源热泵热水器的想法。我认为这个装置可以放在壁橱里，壁橱里的空气和一个小风扇交换，为房子提供一些冷却和除湿。
太阳能热地热空气hw空气太阳能水
“但现在是时候承认，与屋顶上的充满液体的太阳能收集器相比，光伏阵列更便宜，更少麻烦。”
如果屋顶上有水:同意。
但为什么一个地热疯子
(两个直接流体管没有热泵/以及…)
看看1980年Solstar(tm)加热热水的系统?
也许，现在还不到5000美元的名义-普通-太阳2集热器系统做6800+ btuh(2千瓦时)的水加热与空间加热。
空气-太阳能/过滤闭环空气循环;简单的3路组合鼓风机-空气分流管;所有弯曲管道(已承受30年以上的不脆性);空气加热水换热器用翅片管;80w磁力耦合叶轮泵;1/2“短油管到HW油箱;简单的卡扣盘和并联的冗余安全装置;1温差控制器;1个4杆双掷接力(小冰块式);小型风机电机感应继电器; a "relay in box addition if needed; two great roofing-flashing-mounting labor-techs; plumbing is too simple.
当冬季HW是“满”时，一个或两个管道排放到暖空气空间加热转换!
空气收集器的3层窗纱3/4英寸分离的OEM烘烤500f炭灰色。像排水沟管道成功的空气太阳能的人使用(见youtube) 1.1/2英寸的聚泡沫或等于防止屋顶表面过热…在空气太阳能收集器。
明确PTFE层以上筛~ 3/4”;和太阳能玻璃(Filon (sp?))在12至14年内被替换，尽管早期已经发黄。专业安装在5000以下，提供空间舒适。
回复乔恩·皮尔斯
乔恩,
你的写作风格很难理解，但听起来好像你是一个使用太阳能空气收集器为空间供暖的粉丝。
这是一个老话题了。如果需要，继续构建一些这样的收集器。它们是无害的。但是它们提供的能量抵不上用于收集能量的设备的成本。
太阳能空气系统的基本问题是储存能量(通常是在一个装满岩石的箱子里)需要大量的风扇能量，而岩石只能保持几天的温暖。任何太阳能空间供暖系统的另一个问题是:当你真正需要热量时，太阳很少照射;当阳光普照时，你不需要任何空间热量(因为如果你的房子有一个不错的热包层，你只需要几个朝南的窗户来保持你的房子温暖)。
有限的空间
我相信一个热收集器比一些光伏板更有效地利用可用空间。这在大多数领域都是一个重要的考虑因素。
回复Jeff Auxier
杰夫,
正如我的文章所指出的，在北方气候下，拥有两个4'x8'集热器的太阳能热系统平均每天产生约28加仑的热水(年平均产量)。要用一个光伏系统和一个COP为2.0的热泵热水器来生产这么多热水，(在北方气候下)需要一个额定功率为763瓦的光伏阵列。由于典型的光伏组件每平方英尺产生12瓦的峰值，这意味着你需要一个64平方英尺的光伏阵列——与两个太阳能集热器的大小完全相同。
所以屋顶太阳能电池板的面积是完全相同的，无论你喜欢太阳能热系统还是光伏系统。
太阳能热与光伏的维护成本?
回顾之前的评论，我发现人们注意到太阳能热蓄热系统成本高昂，特别是由于未来的维护问题。不幸的是，我还没有看到任何人提到光伏系统的逆变器不会永远持续，通常每10年左右就需要更换!这些比小型格兰富泵要贵得多，可能需要每5年更换一次或用乙二醇重新填充系统。
事实是，排水式太阳能热系统更容易安装，安装速度更快，几乎不需要维护，比加压系统成本更低。他们不受停滞问题的困扰，也不受冻结条件的困扰。
作为英国光伏和太阳能平板集热器的制造商，我们看到了这两种技术的好处。到目前为止，最适合和最可靠的住宅物业系统是平板集热器，考虑到正常的房屋屋顶空间可用性。
关于光伏板，你没有提到的另一件事是，为了让它们以最高效率有效工作，你必须确保没有遮阳。如果着色侵占了一个面板，它可以破坏整个字符串渲染它完全无能为力。有多少住宅屋顶可以保证完全没有遮阳-无论是来自树木，烟囱，其他屋顶，其他建筑物，等等....太阳热量不受阴影的影响。
不管怎样，事实是，如果你想，你可以把这两种技术并排集成在屋顶上!太阳能热发电满足您的DHW需求，光伏发电满足您的电力需求，如果您从上网电价中受益，则将其卖回电网。
很高兴看到这篇文章受到如此多的关注——它清楚地表明，美国对住宅太阳能有很大的兴趣——无论它是哪种技术。
回复乔纳森·米切尔
乔纳森,
收集有关维护成本的客观、量化数据是非常困难的，所以我们大多数人只能依靠轶事。以下是我家里的两件轶事:
1.我的第一台逆变器(Trace制造)用了18年才需要更换。
2.我哥哥的太阳能热系统的水泵维修费用很高，14年后水箱开始漏水。
太阳能热专业人士介入
马丁,
优秀的文章——这是我自己得出的结论，尽管这大大降低了我来之不易的太阳能热专业知识的价值。
一些吹毛求疵的问题
*你似乎已经从政府/SRCC的64 GPD的63% SF转移到其他研究的63%，这些研究表明实际数字是44GPD -但SF会随着使用量的降低而上升-不是50%(水使用量的差异)，而是远远大于零。如果我错过了你的解释，我很抱歉。
(请注意，你可以去SRCC查看我的数据，并查看纽约64平方英尺的排水系统年SF(我认为考虑到所有讨论的位置，这是一个公平的妥协)-并进一步注意SRCC假设64 GPD)https://secure.solar-rating.org/Certification/Ratings/RatingsSummaryPage.aspx
这是DHW的一个吹毛求疵——也许PV需要150%的太阳能热(对你的论点来说最坏的情况)。但是太阳能热真正发光的地方(双关语100%的意思)是在空间加热-数学上意味着朝南的屋顶成为限制因素-正如我经常告诉我的客户的那样-光伏很棒，但你需要两个屋顶来容纳足够的光伏来加热你的房子(使用电阻)。
*太阳能热具有与低水温相关的更陡峭的曲线(在较冷的天气中，光伏会略微更好;当环境温度和入口温度之间的δ T趋近于零时，太阳能热会明显变好)。这意味着，当我们不考虑你指定的设计条件时(即北方较冷的水温或南方较热的空气温度)——所有这些都被记录在SRCC数据中(客观第三方评估太阳热的黄金标准——但仍然是一个模型)——而不是在基于北方气候的研究中记录下来。{这是一个小得多的问题，我提出的第一个}。
我完全同意太阳能热监测的必要性——我在我们所有的主要系统上都进行了监测，我们不可避免地找到了调整更好性能的方法，因为我们有实时和汇总的数据——我们可以为我们的客户验证，我们正在达到我们出售系统所节省的费用。我认为太阳能热行业在没有监控每一个安装方面真的落后了。
至于可靠性——我发现了巨大的变化——我曾经维修过使用了20年的泵的系统，我在一年内更换过系统上的泵(包括格兰富和塔可泵)。我强烈怀疑逆变器的可靠性将被解决，或通过保险处理(分担风险)。
好文章!
有趣的文章。最近，当我决定为我的可再生能源系统选择一种方法时，我进行了同样的计算。我正在运行一个4.6KW的Allsun双轴太阳能跟踪系统，每年大约7600Kwh/年，还有一个GE Geospring热泵热水器作为我的主热水循环。我的房子在佛蒙特州，去年冬天有几天气温达到零下22华氏度。热泵在我的地下室，我必须说，热泵的一个意想不到的好处是在热泵模式下运行时的除湿效果。我地下室的温度在夏天是中高50度，湿度很低，当外面是90度，湿度90%的时候非常好。通用电气公司表示，热泵可以以相当好的COP运行到40多度。Geospring可以在直热泵、电阻模式或混合模式下运行，在这种模式下，它可以决定在高需求的情况下做什么。到目前为止，我对这种安排非常满意，它取代了我的燃油无罐热水系统(直接否定了化石燃料的使用)。风扇比旧的燃油系统安静得多，在楼上几乎不引人注意。 So far, I am very pleased with this approach and am considering an air source heat pump for shoulder season heating when the wood stove is hard to start as I am generating excess kwh off my solar system right now (no reimbursement under net metering rules).
谢谢你的文章!
沉思?
不充分的描述。更贴切的说法是“毫无价值”。在这篇文章中发现的真相就像沃尔沃汽车上的步枪架一样罕见。这么多不准确的陈述。我可以把它们都炸了但由于时间关系，我就长话短说了。“一年四季都用热泵加热热水”。就像如果你在冬天用暖气加热水，你的屁股会冻掉。可靠性，嗯，即使现在太阳能光伏辅助设备也不存在。用我换逆变器的钱，我本可以买3个热系统。然后是电池。 Storage systems for thermal systems dont eat expensive batteries. I have both systems. Wanna know what works best for me? My passive solar 'thermal' greenhouse. It grows citrus year round in North Georgia. Oranges, date palms, lemons, limes, kiwi, avocado, olives, pineapple(My personal favorite). And doubles as a sprouting base for my spring gardens. It has one small fan. Open windows in spring, close them in winter. Air is drawn into the greenhouse (connected to the house) after raising two operating windows on each side of the entry door about 2". Then heated air is brought back into the house via an open transom window above the previously described structures. The material is twinwall tuffex and in the middle of the swamp, it has never been damaged by flying debris or falling limbs and it is insular. I have over 3000 watts of PV. I have four thermal collectors. But the secret to it all is design and insulation. As for the article, forget what you read, chose what will work for you. I have seen my thermal collectors (Dry) in mid winter at 425 degrees F. Diffuse radiation from clouds and snow works wonders on the thermal panels. Making the most heat when you need it most! I dont have a sophisticated delivery system, only copper finned baseboards where the excess heat flows when the set point for the hot bathing water is met. It is totally bulletproof and WILL NOT BE DESTROYED by EMP from the sun or a nuclear blast. I can stay warm and take warm baths while you are sitting there looking at your fried panels and all the control systems that go with it.
回复Seth Maciejowski
赛斯,
我将按你提出的顺序回答你的问题。
1.你质疑热泵热水器的可靠性。我在文章中提到了你的担忧;事实上，我写道，“如果你对热泵热水器的寿命持怀疑态度，你可能宁愿等几年再买，同时坚持使用太阳能热系统。”此外，我还进行了计算，表明在国内的许多地区，电阻热水器(有或没有光伏系统)比太阳能热系统更有意义。
2.你质疑光伏设备的可靠性，提到需要更换逆变器和电池。首先，很少有光伏系统有电池;绝大多数光伏系统是并网的。唯一有电池的房主是离网的房主。听起来你住在离网的地方。如果你这样做了，你显然错过了我在文章中提到的重要一点:“太阳能热系统仍然适用于离网家庭。”听说你的逆变器出了问题，我很遗憾。我的第一台逆变器用了18年;我现在是第二个。
3.我很高兴你家里有个温室。我也是。它们很棒——尤其是如果你喜欢种东西的话。这是毫无争议的。
4.如果你担心电磁脉冲会在未来的太阳耀斑灾难中损坏你的电子设备，那么搬到远离电网的地方自己种植食物是有意义的。祝你好运。
对安德鲁·格雷的回应
安德鲁,
抛物线槽、12伏电机、齿轮传动、真空管、不锈钢棒、电脑控制的角度调整、配重、液压软管——所有这些都是一个后院修补匠拼凑在一起的，目的是确保他的热水器达到150度。
这并不简单，也不便宜——净效果与我的简单2-收集器系统相同(其复杂性仅为他的系统的2%)。
我猜这个鲁布·戈德堡装置的回报期是——哦，我不知道——大约200年。
抛物槽
好吧,马丁。明白了。信不信由你，你的观点确实很有帮助。还有一件事。告诉我你的简单的双收集器系统在冬天是如何工作的，供我参考。你的油箱里有120华氏度的温度，而外面是35华氏度?由于1000000年。
安德鲁·安塞尔·格雷
对安德鲁·格雷的回应
安德鲁,
很明显，我是在轻率地，夸张地表达我的观点。抛物线槽集热器是巧妙和有用的，特别是对公用事业规模的太阳能热电厂。我不怀疑你后院的发明在冬天产生的热水比我的两个太阳能收集器多得多。我喜欢后院的工匠——他们为美国经济的强大做出了贡献。
我只是觉得这样做热水不划算。
抛物槽
是啊，我知道你说的成本效益。我确实成功地在现有的电热水器中安装了一个自行设计的热交换器(热交换器WH节省了大约1200美元)，我还有一个EcoSmart Tankless备份，所以对于一个单人家庭来说，没有第二个水箱浪费的能量损失(前两个淋浴是免费的，而不是第二个和第三个)。此外，这个抛物线系统将安装在我家的北部或东部，为光伏板留下更多的空间(!)(你会喜欢的)。所以我没有置换PV空间。最后，这个系统的材料很便宜。这是需要的劳动加起来。我敢打赌，它需要规模经济才能让它的价格符合你的喜好。再次感谢您的投入。
安德鲁·安塞尔·格雷
抛物线槽式真空室热水器
马丁，我想知道你对乔治·普莱克(George Plhak)开始的抛物线槽式热水器的想法有什么看法:
https://www.youtube.com/watch?v=tlBRpQffIBA
你觉得这个系统怎么样?我在冬天工作是因为真空室，在夏天它有热量转储能力，因为整个阵列可以向北旋转(“关闭”)。
安德鲁·安塞尔·格雷
漂亮的文章
你提供了非常有用的信息。我会继续关注你的帖子。保持下去。
不正确地使用太阳能热应该被淘汰
马丁,
我认为你在误导人们关于ST和它的能力。这篇文章应该告诉人们的是，ST行业远远达不到它所能做的，而不是炒作PV。
1)首先，我想谈谈转换效率，这是用太阳制造热水的最有效的方法。像大多数事情一样，物理可以根据条件向任何方向发展。ST在收集太阳能方面的热效率可以在80%到0%之间，这取决于平板vs.真空管以及部分太阳vs.全太阳的条件。商用非浓缩电池的PV最高可达20%，薄膜电池的PV可低至5%。PV效率不会像ST那样随着光强度的变化而变化，但如果没有适当的逆变器/双通二极管，遮阳确实会损害PV。需要注意的一件重要的事情是，PV在高温下表现较差，而ST在热天表现较好(对热水的δ T较低，特别是使用平板收集器)。所以，是的，如果你在马萨诸塞州或威斯康辛州安装一个平板集热器，在那里一年的大部分时间里它的效率只有15%，而与之相比，由于寒冷的晴天，它的最高效率接近20%，那么PV更好。然而，如果你对比一下Marc Rosenbaum引用的日蚀戈壁和相当高效的面板，很明显ST的效率大约比PV高2.35，这就是为什么你需要HPWH来弥补这一差距。已经有人质疑，如果是在寒冷的地下室里，或者从已经很冷的房子里吸热，那么HPWH甚至无法达到这样的效率，就像你质疑的戈壁无法达到它的测试输出一样。我认为这两种说法都是绝对正确的，在现实世界的条件下，没有真实的数据表明哪一种表现更好。 My vote is on properly designing a ST system.
2)正如人们已经提到的，光伏并网有免费的存储，所以这个问题得到了解决(直到公用事业公司开始收取存储费用，我相信他们在某个时候会收取)。对于ST，存储是必须正确设计的关键因素。这就是人们误解的地方。储热有2种方式，因此有2个设计参数:温度和体积。常见的64平方英尺的收集80加仑的存储是ST效率不高和名声不好的主要原因，因为这个比例更倾向于温度存储，这使得收集器在太阳能资源可用时效率更低，并且在负载持续超过1天的情况下没有足够的容量/总btu存储。为什么人们会选择这些比率呢?因为它们是为其他目的而大量生产的，因此对承包商来说很便宜。2个40加仑的热水器和2个4x8(胶合板和其他托盘运输物品的通用尺寸)通常用于ST应用。这给出了1.25加仑/平方英尺的比率，这远远不够。2:1的比例是最好的，因为存储不是这些安装的主要成本，我选择3-4:1。 There is a reason dedicated solar tank companies likehttp://www.sunmaxxsolar.com有119加仑和211加仑的。从常识的角度来看，你每天需要从一个80加仑的水箱中提供64加仑热水(75%的容积和至少46%的btu存储，假设水箱温度最高160度，出口温度120度，进口温度50度= 37184 btu/79680btu)，除非你所在的地区每天都有阳光照射，当然你只会得到63%的分数。对我来说，很明显为什么来自加州的帖子说他的系统没有问题。那里的阳光更持久。对于这样的ST系统，你能做的最好的事情就是多花450美元在第三个热水箱上，你将获得20-30%的系统效率提高，而资本成本增加5%。更好的是，买一辆真正为ST设计的坦克，你可能会得到很好的性能，可以轻松击败任何你选择的PV+DHW。
3)人们通常会搞错倾斜角度。破坏ST系统性能的最好方法是把它平放在屋顶上，很多人都这么做。为什么倾斜如此重要?因为你一年到头都需要热水!在夏天，室外很热，白天很长，ST集热器甚至不会出汗，通常泵会关闭，系统停滞不前，产生蒸汽，这降低了面板的寿命。在冬天，天气非常寒冷，而且可以捕捉能量的日照时间也很短，收集器很难获得水，甚至是温暖的水。那么，作为设计师，我们能做些什么来帮助我们的收集器更可靠地每天加热水呢?答案是偏向冬季生产!http://www.solarpaneltilt.com/如果你看看“倾斜固定在冬季角度”表，就能准确地展示我的观点。请注意，即使倾斜到60度，佛蒙特州的收集器在夏天也会比冬天多接受30%的日照。虽然日晒的强度会小得多，这不利于ST的生产，但夏季的高温通常会弥补这一点。你提出了一个非常有效的观点，SRCC一年的产量预测几乎毫无意义。我们的目标不是在6月或全年生产最多的热水。它是为了在你全年需要的时候提供足够的热水。
4)我绝对支持数据收集和系统监控。我甚至会进一步说，如果安装人员想要正确地完成工作，那么一个好的ST系统应该使用TMY数据进行模拟。除非你拿回成绩单，否则没有其他方法让别人知道你做得对或错。不幸的是，你引用的研究只是证明了我的观点，人们没有正确地做ST，它并没有表明ST不能收集SRCC测试所声称的收集者应该收集的所有btus，因为它们都是设计很差的研究。从你的研究中给出的硬数据和稀疏的实验描述中可以明显看出这一点。在威斯康辛和马萨诸塞州的研究中，他们弄错了储存。从我的第二点可以看到，他们使用典型的80/64比例来提供不足的存储。他们似乎试图将倾斜调整到适当的程度，尽管它似乎没有在60-65度的适当倾斜范围内，但他们在北方气候中使用平板收集器(我假设是单窗格，但没有给出描述)。这是一个错误!双壁聚碳酸酯/双窗格平板，或真空管集热器将是适当的选择，在那种气候。 Not surprisingly, they had 87% and 93% fraction in the highest month (bet that was summer) and 28% and 19% in the lowest month (bet that was winter where poor tilt and cold temperature got them). The data is vague on energy accounting for pumping as I don't believe the PV pump was included, but the COP for the Wisconsin study is 390 (390 kwh for ever 1 kwh of electricity used). This is not unreasonable for an indirect loop system. The Colorado study made 2 other very important mistakes. While they had the proper storage ratio of almost exactly 2:1, they 1) oversized the system for the load and 2) poorly tilted the collector. For the area of Colorado they experimented, the ballpark year round optimal tilt would be 33.5 degrees. The optimal summer tilt would have been 16 and the optimal winter tilt would be 54 based on the website I shared. They laid the collector flat on the roof at 23 degrees! They didn't even tilt it high enough for year round maximum insolation! So during the hot long sunny hour of summer the panels sat there mostly unused (2.8% energy collected) and again in the winter they did poorly because they were off tilt flat plates either covered in snow or too cold to even circulate. Yet they saw better utilization (7.8%) because they didn't even meet with demand. You can see (not easily) in the energy consumption data that a huge amount of natural gas was burnt in December when the lowest sun angle would have rendered the collector nearly useless. And lastly, they oversized the system 3 fold (20 gallons per day consumption vs 64 gallons per day design parameter) so when you cite 5.7 kwh/sqft/day it is meaningless to the larger point. It should be made clear the system provided 64% of the hot water needs including getting rid of parasitic loses and that's with an incorrect collection angle. Why do you even bring up that study? NREL should be embarrased to even publish it.
5)你关于寄生泵损失的说法将成为过去。ST系统的泵，像许多行业一样，要么是最坏情况下的尺寸，甚至是超大的。在大多数应用中，这对效率来说是可怕的，但在st中尤其如此。因为泵不是变速的，无论你接受什么样的日晒，你都消耗相同的功率。这对于排水系统来说更糟糕，因为泵必须有很高的扬程要求(即使只需要5分钟，直到排水虹吸管开始工作)。有单速泵解决方案，例如在低功率循环器并联安装带有止回阀的增压泵，但我推测大多数ST承包商不会这样做，因为增加了故障点或忽视了它的重要性。所以，是的，如果你使用一个糟糕的单速泵，你可以期望热COP为1-20。但是由于使用VFD和ECM电机的变速泵，整个HVAC和ST行业即将发生变化。这些泵不仅适用于ST，而且适用于所有具有可变负荷的水泵。没有以最高效率运行的冷凝锅炉(一位评论者提到了这一点)现在将有循环器来减缓流动，以确保较低的温度回流，并确保冷凝确实发生。分区阀寿命更长，因为系统压力可以动态降低。这里有一个很好的解释。https://www.youtube.com/watch?v=H1Z16jt872U
因此，ST具有非常低的寄生泵损失和20-400的热COP的前景。这就是未来。
6)我认为你的标题和文章本身所暗示的关于ST与PV的经济分析与事实相反。首先，没有比聚碳酸酯更便宜的方法来生成低于200华氏度的BTU。我们都同意附带的温室是惊人的，这是一个不用动脑筋!当然，在你的热水箱中收集和存储BTU是有成本的，但这个行业已经让这种东西变得过于昂贵，而且没有理由。我不怀疑专业安装ST系统要花费8k，但它真的需要那么贵吗?来自builditsolar的Gary (http://www.builditsolar.com/Projects/SpaceHeating/DHWplusSpace/Main.htm)用胶合板、池塘衬垫、聚碳酸酯、水管、铝拱腹和绝缘材料建造了一个2000美元的系统。就是这样。等等，我忘了硅胶填充物和泵。他有99%的太阳能馏分，在二月份蒙大拿州，他的SINGLE SPEED泵的COP是63(这些都是数据驱动的数字)。他的劳动力是免费的，所以我不期望系统花费2000美元，但考虑到他基本上是用冰棍组装了一个系统，我相信一个拥有变速泵和多年经验的行业可以提供一个4000美元的可靠系统，提供99%的分数，使用最小的电力。也就是说，如果客户知道这是可能的，并要求这种产品和性能。
7)另一方面，PV并没有降低50%成本的承诺。薄膜依赖于许多稀土金属，这些金属很难大量开采，而且具有剧毒。硅基太阳能电池价格下跌主要是由于投机。http://www.greentechmedia.com/articles/read/solar-cost-reduction-drivers-in-2017)，纯粹由物理因素造成的价格下降是有限的。硅的基本材料像许多金属一样需要巨大的能量来生产。一个组件近1/3的成本是硅，而硅的几乎所有成本都是能源(沙子相当丰富)。就像你会看到铜和铝的价格随着能源的变化而变化一样，太阳能电池的价格也会随之变化。
显然，自从你写了这篇文章以来，硅电池的价格已经进一步下降到0.73美元/瓦，但安装成本仍然在4.5美元的范围内(根据地区的不同，3- 7美元)。我想我还是宁愿做正确的ST，而不是买一些中国制造的PV。
我期待着你的回复，我真的很喜欢这篇文章和评论，尽管我不同意你的观点。
对Kelly Livingston的回应
凯利,
我同意你的观点，一些太阳能热系统设计师和安装人员比其他人做得更好。但是，即使我们看的是由顶尖设计师和安装人员设计的系统，我的结论仍然成立。
毕竟，光伏系统受到同样的约束:一些设计得很好，而另一些则不是。然而，平均而言，就每投资一美元所节省的美元而言，光伏系统的表现要优于太阳能热系统。
效率本身(每平方英尺收集器收集的btu)并不能说明全部问题。正如我在文章中提到的，并不是太阳能热系统收集的所有热量都可以利用。
当然，净计量合同的变化有可能改变光伏系统的回收期。但光伏系统的成本仍在持续下降……不像太阳能热系统的成本。
巧合的是,上周我哥哥的太阳能热系统膨胀水箱的泄漏,太阳能热承包商援引他900美元修理,而我的太阳热能系统要求所有循环防冻剂的解决方案所取代(由于直流水泵提供动力的太阳能电池板被雪盖住了一天,太阳热能收集器里——这种情况导致收藏家过热液体)。我的系统现在已经修好了——这是我自己做的——但我哥哥仍在考虑这900美元的投资是否值得。
太阳能热已经过时了
我最近没有看到任何回应。这两年很多事情都变了。光伏成本继续下降。电网电力成本持续上升。但从我作为一名能源顾问和PH顾问的角度来看，更重要的是建筑继续变得更好。
去年夏天，一位客户搬进了密苏里州的第一个被动式房屋。与现代建筑规范相比，房子非常紧凑，具有超强的绝缘性能。由于许多原因，所有这些原因都很好，它没有地下室，全电动，并且最大热负荷为~9000Btu/h。我们嘲笑用吹风机加热，但我们可以这样做。
由于上述原因，与生活热水相关的总供暖负荷的部分比“正常”家庭大得多。如果我们要安装高压水轮机，它会使空调空间的空气变冷。当然，在正常情况下，小型地源热泵具有非常高的COP，填补HPWH损失的热量将花费非常少的能量。然而，地源热泵中的减热器将以HPWH的一小部分能源成本提供DHW，既没有HPWH硬件的成本，也没有冬天从空气中窃取热量的舒适问题。
因此，通过增加一个小型光伏阵列和一个较小的ST阵列，该建筑每年产生100+%的总电力，以及~80%的DHW。如果需要填充热水，电线圈可以以非常低的电费输送热水。而ST机组在冬季没有被雪覆盖的情况下，当光伏阵列吸风时，可以提供高质量的热量。
所以，我相信这个讨论有两个答案——“视情况而定”，就像我们经常谈论圣路易斯的天气一样，“等着吧，事情会很快发生变化”。
回复Gary Steps
加里,
据我所知，随着光伏价格的持续下降，太阳能热系统的成本保持不变或正在上升。因此，在这篇文章写完后的几个月里，支持光伏胜过太阳能热的论点继续加强。
当然，太阳能热系统可以满足客户的生活热水需求，甚至太阳能热系统和PV的组合也是可能的。但是只有电视机的路线会更便宜。
我同意，在某些气候条件下，对于一些家庭来说，热泵热水器没有多大意义。所以在这种情况下，安装一个电阻热水器。一旦你这样做了，用光伏发电来满足你的家庭热水需求仍然比太阳能热更便宜。
这篇文章省略了关于太阳能热的所有信息
我知道这篇文章是几年前写的，但我仍然非常不同意。从哪里开始呢?
在比较太阳能热系统和光伏系统下，让我们逐点分析:
-是的，太阳能热有活动部件，这是毫无争议的。它们由一个用于乙二醇回路的廉价循环器和一个标准的三通混合阀组成。
当你有一个加压丙二醇系统可以防止任何冻结时，冰冻气候就不是问题。在现代系统中很少使用漏回。
太阳能和光伏都需要维护。但丙二醇对于一个信誉良好的系统(想想德国，比如菲斯曼)的额定寿命为8-10年。所以在一个系统25-30年的使用寿命中，我们说的是2天的服务电话，包括乙二醇的成本，每次可能几百美元。相比之下，10年后更换逆变器只需1000-1500美元
这篇文章似乎忽略了太阳能热罐的存储能力增强。ST罐必须额定将水保持在略低于沸点，这意味着，我们可以不断将太阳能btu泵入罐中，通常负载高达180°。尽管水箱具有超强的绝缘性能，但也有备用损耗，但你仍然在储存和节省潜在的热水，即使你加热水箱的温度越高，效率就越低。光伏可能会对电网进行净计量，但没有人会告诉你，你将以购买价的一半出售kWh，因为你的公用事业公司拥有输送线路，所以你不会得到输送部分的报酬。
安装在杆子上的跟踪系统几乎总是非常昂贵。我还没见过能证明额外费用的数字。
-最后一个很好，“平均而言，光伏系统可能比太阳能热系统寿命更长。”虽然PV可能没有活动部件，但您严重地忽略了两个相关点。您的逆变器将在10-12年后失效，导致每次更换都成本高昂。最重要的是，用于光伏板的硅片会随着时间的推移而退化。行业标准保修期是25年后80%当然，这只是基于实验室的预测，因为这些系统都没有运行超过10年，所以希望能达到80%。相反，太阳能集热器没有退化，从70年代开始就有了。我个人见过一些30岁的收藏家。
还有一些想法:
-光伏电池板的效率远远低于太阳能热。我们说的是目前能买到的最好的(也是最贵的)SunPower E19模块的效率为19%。通常平价的中国藏家会多出12-14%。与高质量ST收集器的70-80%相比。即使你在COP 3.0下运行与高效热泵连接的PV，这不是最坏的主意，你只能净得42-57%的整体效率。
不知道为什么这里的统计数据一直引用ST的61%太阳分数?住宅锅炉备用菲斯曼系统具有80%的太阳能分数，由SRCC额定。
最后费用:
这是最后一点，如果你没有一个合理的投资回报率，那么世界上所有的效率都是无关紧要的。根据你所在的州，除了税收抵免外，可能会有预先的激励资金。至少在联邦层面上，你可以在任何太阳能安装上获得30%的无上限信贷，PV或st。从纽约州的经验来看，即使有NYSERDA的激励资金，30%的联邦信贷，以及我们25%的州太阳能税收抵免，PV的回报仍然保持在10年左右，这还是在再花费3000美元购买热泵之前。太阳能热能还可以从NYSERDA获得激励资金，加上两个积分，如果你使用的不是天然气，那么系统的净成本将降至2700美元，投资回报率为4-5年。即使没有NYSERDA提供的4000美元，只要有税收抵免，净成本也是4500美元，这仍然是一个合理的投资回报率。
-最后，我承认，如果没有税收抵免和/或国家激励计划的结合，PV或ST在当前价格上都没有多大意义，所以趁它们可用时好好利用它们。
我欢迎任何人对我的观点提出异议。
对Gabriel Stinson的回应
盖伯瑞尔,
你提供的一些信息是准确的，但有些是完全错误的。
你写道:“光伏可能会向电网进行净计量，但从来没有人告诉你，你卖回的千瓦时价格是你购买时的一半。”各公用事业公司的净计量合同各不相同，但绝大多数的净计量合同都是这样的——在从总用电量中减去光伏发电量后，客户支付净用电量。换句话说，客户获得了电力的全部零售价格。当然，有些公用事业公司不喜欢净计量合同，但这种合同很常见。
我不喜欢跟踪PV阵列的支架，在本文中也不提倡使用它们。
你写道，“这些(光伏)系统没有一个运行超过10年。”我的系统已经连续使用了34年，光伏组件工作正常。有关更多信息，请参见测试一个30年的光伏组件．
你写道:“用于光伏板的硅片会随着时间的推移而退化。”在我自己的光伏组件的情况下，这不是真的，我在30岁测试;参见上面的链接。
你写道，“太阳能电池板的效率远远低于太阳能热发电。”但效率(每平方英尺产量)无关紧要;重要的是成本效益，而这正是太阳能热的不足之处。此外，太阳能热系统收集的能量并非全部可用，而光伏系统收集的能量100%可用。
你写道，“不知道为什么这里的统计数据一直引用st的61%太阳能分数。”来源如下:寒冷气候家庭中太阳能热水的成本、设计和性能(Steven Winters Associates研究人员的一篇论文)。
关于投资光伏是否是一项好的投资的问题，你的信息是过时的，情况正在迅速变化，有利于光伏。在我国的许多地区，光伏投资从第一天起现金流就为正，而且回报情况正在改善。
马丁·霍拉迪的回应
作为一个曾经在光伏太阳能行业工作过的人，让我在回答之前说明一下，我100%支持光伏，我只是觉得它特别不适用于加热水。太阳能热是伟大的，但作为超级高效的加热水，它主要是一个用它或失去它的场景，显然它不会为你提供任何电力，如果这是你需要的使用。
你在网络计量部分是正确的，我想我误解了你在文章中的说法。净计量基本上使用电网，我们会说你的电池存储。当你生产的电量超过目前的使用量时，你的双向电表就会在被推入电网时向后旋转。然而，如果你设法在年底生产的电量超过了你的使用量，我是正确的(至少在纽约)，你从公用事业供应商那里获得的超额千瓦时生产的年终支出只会支付你的供应费用，而不是交付费用，所以实际上是一半的成本。这是一种独特的情况，当光伏系统设计被限制为110%的年度历史使用量时，这种情况几乎从未发生过。我猜我的反应来自于那些穿制服的人的沮丧，他们认为他们将把他们的kWh卖回电网并从中赚钱。
很高兴听到你不喜欢追踪系统;只是因为你在文章里提到了。
说实话，我不熟悉任何30多年前的住宅应用程序，这是我的疏忽。你的面板在34年后仍在运行，这真是太棒了，但我想说，你是少数几个拥有如此独特系统的人之一。在这种程度上，也很少有正确安装的ST系统超过30年，我只是认为后面有更多的例子可以借鉴。既然你主动提供了关于你34年系统的信息，我真的很好奇到目前为止你换了多少次逆变器?大约多少是一个新的逆变器，什么规模的kW系统?
我不想戳破你的幻想，马丁，但PV集热器的退化是真实存在的。看看这个研究(http://www.nrel.gov/docs/fy12osti/51664.pdf)对2000个不同的利率进行了40年的调查，清楚地显示为0.5%/年。按照这个速度，你的收集器自安装以来可能已经下降了17%，如果它们那么旧的话，现在的最大潜力可能是10-12%的83%。
在每平方英尺的效率或产量上，当你的南屋顶的房地产有限时，它肯定是相关的。当2-3块太阳能热板可以与7-8个光伏组件匹配相同的千瓦时输出时，这就是效率的最佳证明。你含糊地说…不all of the energy collected by a solar thermal system is usable, while 100% of the energy collected by a PV system is usable," I'm guessing is referring to the tank storage capacity. Lets be clear, all the potential energy is being collected and utilized, but efficiency drops as the tank gets hotter. Generally a ST systems is set to a delta of 12°, so the collectors need to be 12° hotter than the tank to get the circulator to turn on. Its relatively easy to heat to 120°, but getting to 150°+ is much harder. All the potential energy is being collected, and you're losing >1° an hour due to normal standby loses. Guess that will drop the efficiency slightly. I'll still take 70+% efficient over 14% any day for heating water. It certainly isn't cheaper buying 3 times more modules to produce the same kWh output.
我要指出的是那篇关于61%太阳分数的文章现在已经13年了。让我们继续。同时，我附上了当前SRCC系统评级锅炉支持菲斯曼系统的太阳能分数评级为96和86。当然，如果你用一个电子元件备份，它会下降，但如果你追求效率，你可以做到。
我不认为我的信息是过时的，最多是我离开光伏行业两年，但它肯定比你链接到的那篇13年前的文章更有意义。我之前提到的Sunpower E19模块的效率是19%，但是在过去的两年里，他们已经将效率提高到了21.5%。这些模块的额外费用将为你提供15年以上的回报。是的，光伏系统从第一天起就是现金正的，太阳能热系统也是如此。不同的是，大多数人不想等待8-10年的PV系统的回报。我要再一次补充一句，我完全支持光伏发电(尽管价格还需要降低才能得到更广泛的采用)，但我认为用它来加热水是一个糟糕的主意。
对Gabriel Stinson的回应
盖伯瑞尔,
Q。“我真的很好奇，到目前为止，你换了多少次逆变器?”
答:我在用第二个逆变器。我最近的逆变器花了1100美元;我自己安装的。在过去34年里，逆变器的总成本约为50美元/年。
太阳能热系统工作良好;我家里有一个太阳能热系统。如果你想要这样一个系统，请随意安装一个。
我对没有经验的房主的主要警告——也是我在文章中提出论点的基础——是，在光伏设备上的同样投资将比在太阳能热设备上的类似投资产生更多有用的能源。我在我的文章中展示了数学。
你的成本可能会有所不同，但所有的迹象都指向与你声称的相反的方向:光伏越来越便宜，而太阳能热设备却不是。
所以自己算算吧。我警告过你了。如果你仍然想要太阳能热系统，这是你的选择。
看起来越来越倾向于用PV
2年后，你的分析仍然成立。PV现在更便宜了。唯一的方式ST有意义的是，如果你自己建立或不能得到净计量。
我在评论中注意到的一件事是，人们认为热泵只输送热量。这是不对的-用于运行HP的电力(大部分)也转化为热量。所以HP既能像电阻加热一样产生热量，又能“移动”热量。评论中的一些计算并没有说明这一点。例如，一个COP为2的高压水处理厂，加热水10000 BTU，只是从空气中“移动”了大约5000 BTU，其他5000 BTU来自高压水处理厂的电力运行。
也……
我知道这可能是一个禁忌，因为我没有阅读每一条评论，可能是重复信息。在这一点上，我同意马丁的观点，并补充以下好处:
1.在新的超级绝缘结构中，你可以一起放弃煤气服务。在我住的地方，光是煤气费一个月就要10美元。更不用说不安装天然气管道的初始节省。我知道很多人更喜欢用煤气做饭，但是新的电炉很好，当我们在生活空间里不燃烧燃料时，室内空气质量就会改善。
2.光伏可以做太阳能热能做的一切(效率除外)，但反之亦然。PV还能做得更多——它甚至可以在此时为你的汽车充电。任何想要关闭能源使用的人几乎肯定会想要光伏，它的用途更通用，适应性更强，以满足他们的需求。太阳能热板只做一件事，提供热水。如前所述，特别是在我居住的炎热的犹他州，它们闲置着，因为它们在夏天的头几个小时里加热储存罐的水。
3.随着我们希望向更可再生能源的未来发展，太阳能光伏与天然气分配相吻合。这意味着有很多方法可以通过电网生产和输送可再生能源;据我所知，还没有哪个公用事业规模的项目能把可再生天然气带回家。因此，从长远来看，投资电网及其后续部分更有意义。
4.一个专业人士胜过两个。一个帖子评论说，多年来，他只需要更换一个5美元的零件，大多数人都必须付钱给专业人士来做这件事——至少60美元才能让人来修东西。如果你需要两个专业人士来修理两个5美元的零件……你懂的。我想Martin和我都是在谈论大众市场，而不是我们这些会自己解决问题的书呆子。
5.充液系统的附带损害潜力比光伏系统高得多。
ST死了?是的，这就是证据
嗨
2年前，我建立了一个电子PCB，以实时模式控制光伏生产和家庭消费。这个PCB单元，驱动三个电源继电器，激活三个1200W电阻插入到200L铁罐(我研究了所有细节:液压，机械，电力和电子，安全认证等)，系统完成与锅炉连接的再循环泵的反馈温度和命令。
我的第一次安装是在2013年5月，在客户上安装了3个跟踪器(5980 Wp)，到目前为止都工作得很好。
我证实了马丁的话:
A)跟踪器工作得很好
b) 3个电阻的插入和关闭取决于太阳照射和家庭负载。所有设备实时工作，当水温上升(60 - 65℃)，再循环泵工作，使锅炉罐和电阻罐温度平衡时，系统进入待机状态。
c)所有用于加热的能量都来自PV，工作的电阻以步进方式调制。
d)客户说(他在锅炉上使用了GPL)一年内GPL的成本降低了40%以上!
e)所有剩余能量在水热后送到分电器。因此，所有者
可以出售剩余的电力。
f)所有家用机器(洗衣机、洗碗机等)不受pv-tank存在的影响。他们有优先权。
g)欧盟和夫琅和费研究所正在研究一种智能系统，使更多的家庭使用能源进行供暖，其中最近的家庭配备了光伏电站。
h)非常容易安装
i)我很感谢这次讨论，因为两年前我很担心这个项目，而且我没有对这项新技术的结果进行反馈
我所有的客户都很满意，投资回报率计划在3-4年内
非常感谢
路易吉
SHW成本
这篇文章应该重写或至少修改，以反映最近降低太阳能热水系统净成本的激励措施。与光伏一样，税收优惠和退税是成本计算的关键组成部分。在MA中，一个普通家庭(3个收集器;80加仑的储油罐)现在低于2500美元!马萨诸塞州鼓励使用SHW技术是有充分理由的——它是一种容易获得、廉价、高效且经过验证的可再生技术。查看:http://www.masscec.com/programs/commonwealth-solar-hot-water
用太阳能加热散热器里的热水?
我和妻子刚搬到纽约罗彻斯特，住在1929年的房子里，房子里有一个旧油罐、燃烧器和循环热水(不是蒸汽)散热器。我们正在探索各种升级的选择，从安装一个新的燃气锅炉，三菱超热泵和/或太阳能。
一种选择——是否有可能通过光电产生足够的热量来循环散热器中的热水?(房子面积1400平方英尺;楼下是1000平方英尺，我们可以把楼上调低)。在进行能源审计后，我们还将把我们的房子布置得更紧凑——谢谢!鲍勃
对Robert Berkman的回应
罗伯特,
Q。“有没有可能通过光电产生足够的热量来循环散热器中的热水?”
答:作为水力加热系统的一部分，运行循环器所需的电力并不多。但你可能也在考虑找到一种方法，用电来加热水，用于你的水力加热系统。
最有效的用电方式是使用像大金Altherma这样的空气转水热泵。这是可能的，但大金Altherma的系统很贵——通常在2万到3万美元之间。
这是底线:如果你决定安装光伏(PV)系统，限制因素通常是你的预算或你的屋顶的面积。如果你能买得起一个8千瓦时(例如)的光伏系统，并且你有一个好地方来放置它，你就有可能产生足够的电力来满足你所有的需求。如果你安装一个较小的系统，你可能只会产生一部分电力。但是没有办法确定光伏电力是用来做什么的。它只是减少了你需要购买的电量。光伏系统可以降低电费，但光伏系统并不关心用电的用途。
如果你想使用电力进行空间加热，最经济的方法是购买一个或多个无管道(或管道)微型裂热泵。
真空管太阳能集热器
[编者注:埃里克·麦金尼受雇于一家销售真空管太阳能集热器的公司。]
鉴于太阳能光伏和热能提供不同类型的能源，比较这两种技术的唯一方法是比较每种技术可以提供的应用程序及其相关的ROI。虽然集热器不发电，但在设计合理的系统中使用真空热管集热器产生的热量远远超过市场上任何光伏电池板/系统的投资回报。热能还减少了对电力的依赖，因为它不需要电力来启动系统。
一个太阳能真空热管集热器每天能够产生300000多BTU(或每年1095,000,000 BTU)，对于一个适当设计的住宅系统来说，用于空间热和生活热水的应用已经足够了，工作原理如下:第一优先级:通过强制空气(电、气、地热)产生的空间热，耗散热(系统剩余的热量)用于生活热水。
该系统将面向两个应用程序，以最大限度地利用该收集器产生的热。该系统的投资回报率将小于3年，而仅针对热水的光伏安装最多为6-8年，可能接近10年。
真空管集热器与光伏技术相比的其他优点:
1)太阳能热能会延长机械设备的寿命，这是PV太阳能技术绝对做不到的。这是PV的支持者在将PV技术与热技术进行比较时容易忽略的一点。
2)真空热(管)集热器的工作来自太阳的紫外线，而不是阳光直射，就像热平板和光伏技术一样。即使在多云的冬季，一个能够在高峰季节每天产生30万以上热量的真空集热器每天也能产生20万英热单位。
3)热能应用为工业/商业和住宅空间提供热量、空间冷却和生活热水，其可能性仅受工程师的想象力和创造力的限制。
4)易于维修:ETC由管道组成，除了通过歧管的传输流体外，没有任何移动部件到收集器。如果管道损坏，集热器仍将在非常高的水平工作，而损坏的管道很容易更换(5-10分钟内)。在炎热的天气里，一个来自ETC的积极的紫外线收集管会感觉，徒手触摸，就像一个空可乐瓶坐在太阳下(一个主要的热量收集效率)。另一方面，考虑到“触感热”的表面(所有太阳能电池板的热损失效率低下的主要原因)，光伏电池板需要更多的时间来拆卸/修复。
5)需要在太阳能热收集系统中散热。耗散保护和增强了系统的性能，而不管耗散是如何发生的——通过系统的耗散器重定向到另一个应用程序，或者两者兼而有之。
这里有一个很好的光伏和热能的比较:印第安纳波利斯国际机场安装了44128块太阳能光伏电池板，“预期”每年产生16500,00千瓦时的电能。参见链接http://www.indsolarfarm.com想要更多的信息。安装费用的数字“范围”在3000万至4000万美元之间。虽然英热单位和瓦是不同类型的能源，当将这1650万千瓦时转换为英热单位时，只需要685个真空集热器，每个集热器在峰值时能产生30万+英热单位/天(原始比较的尺寸为22.5万英热单位/天)，以不到44/128光伏板的1/12的成本产生同样数量的能量。那么投资回报率比较呢?
我的建议是——理解你的目标应用程序的期望，在比较Thermal和PV时真正衡量ROI。最重要的是，做好调查。一个能够产生300000英热单位/天的真空集热器是存在的，并且是可用的。
你的可持续能源~ EM
太阳能热发电并没有死
你在博客开头说“安装太阳能热水系统没有任何意义”，我希望你在文章末尾有一个星号，链接到你所有的“但是”。
光伏安装可能更便宜，但限制许多家庭安装光伏系统的一个因素是缺乏屋顶空间。在我所在的新泽西地区，大多数家庭都没有足够的屋顶空间来容纳可以100%生产现有电力使用量的光伏系统，更不用说从天然气/石油/丙烷转换到电力高压水电厂了。
如果使用ogg -300 STHW系统，COP高达。90而不是。63,STWH的经济性变得更好，需要大约80平方英尺的屋顶空间，而1.7-2.2KW光伏系统尺寸要求需要高达170-200平方英尺。当屋顶空间有限时，适当设计和安装的STWH将帮助房主节省更多的能源账单。你的数学甚至能证明这一点但你没有提出。只有安装在理想倾斜和方向的PV系统才能产生您示例中使用的1.2-1.3水平。在新泽西州，很少有家庭的屋顶具有理想的倾斜和朝向。许多新进入该行业的承包商会在一年中有部分时间能看到太阳的屋顶上安装太阳能板，这进一步降低了每年每千瓦安装的发电量。但大多数STHW系统，由于占地面积小，可以安装到理想的倾斜和方向上，大多数家庭充分暴露在阳光下。
我对太阳分数为63%和61%的两种情况表示怀疑。使用了什么系统设计?你怎么能在这么少的样本上兜售自己的观点呢?我们为STWH设计使用了一个单独的预热箱，以提供更多的太阳能，而不与补充燃料的热量竞争。大多数家庭都有一个现有的，功能性的热水器，所以增加单独的太阳能储水箱使系统更高效。第二个或预热罐系统的成本在我们地区的预估安装成本之内。我的冬季水箱平均温度为80华氏度以上，2月份室外高温为20华氏度，达到120华氏度。我的屋顶上有2个32平方英尺的收藏家，已经有30多年的历史了。光伏发电在那个年代可以保证产生80%的电量，而且刚开始时太阳能到电力的转换还不到16%。
夏季的过度使用和冬季的缺乏使用可以通过面板倾斜进行调整，有利于该场地的居住者使用最多热水的时间。回流和乙二醇为基础的系统有助于消除过热和冻结损害。
当系统设计和安装正确时，STHW系统的维护并不多。我们所服务的大多数存在最大服务问题的系统都是那些设计不当并试图加热所有东西(游泳池，水，空间热量)的系统。最可靠的是那些简单加热生活用水，并在设计中规划了防冻和过热保护。我们的服务系统与原始的收集器，泵，控制通常25年以上。当我们需要更换部件时，我们只使用那些在现场被证明可以使用25-30年的部件，而不是从营销手册或实验室测试中获得的。
光伏系统在其早期存在时存在着无数的问题。逆变器故障，啮齿动物在系统下筑巢，啃咬电线，导致短路和可能的火灾危险，急救人员和当地政客担心布满面板的屋顶和电气危险。此外，根据屋顶被面板覆盖的百分比以及损坏的位置，维修人工成本可能会成为天文数字。在设备故障/维护期间，中央逆变器与微型或带功率优化器的中央逆变器将对故障排除和节省成本产生影响。我相信你将30年的太阳能热系统维护历史与几年的光伏系统维护历史进行比较为时过早。维修成本总是受到初始设计和安装质量的影响，以及房主/系统所有者对系统的关注程度，就像任何电器一样。
这些污水处理厂何时可达到2或以上的COP ?我的经验是，就像汽车贴纸上的汽油里程一样，他们从来没有达到现场的宣传效果。设计安装承包商的质量将对设备的性能产生重大影响。像任何基于政府的项目一样，包括70年代末的STHW，每个没有经验的未充分就业的承包商都会去资金流动的地方。1985年之后的几年里，我们公司靠没有经验的承包商修理可怕的设备为生，大部分维护成本与ST负相关，而不是承包商的质量。
我们很快就会从光伏承包商的工作中看到质量或缺乏的后果。我预计您将不得不更新您对PV的低维护估计，不仅是设备故障，而且是由于缺乏经验的承包商利用PV市场中产生的政府泡沫而安装不良而损坏的财产。
看到这篇原创文章是2009年的，你对PV的维护成本估计有什么更新吗?如果它们没有明显超出你最初写这篇文章时的预期，我会感到惊讶。我知道是因为我们正在经历PV系统服务工作请求的显著增加。这些系统绝大多数是由已经破产的承包商安装的。太阳领域的历史即将重演。
回复John Schlosser
约翰,
太阳能热系统是否具有成本效益取决于当地的能源成本以及太阳能热设备的当地成本。本文的分析是针对北美;当然，中国的能源成本和设备成本是不同的。
在没有冰冻温度的气候条件下，太阳能热设备可以更简单。然而，我不建议寒冷气候的房主安装没有防冻保护的系统，因为他们会记得在一年中最冷的三个月排水。只需要一个寒冷的夜晚，水管就会结冰;如果房主忘记及时排水系统，设备将需要昂贵的维修。
简化DHW问题
在中国(包括北方地区)旅行后，看到了如此多的住宅屋顶太阳能热水系统，我很难得出结论，家用热水的太阳能热是不切实际的或相对低效的。
也许关键在于安装一个简化的系统，而不是一直为所有事情优化的系统。
如。
只使用STHW系统作为预热;限制使用8-9个月无冻结风险;并采用简化的过热保护。也许可以避免防冻剂和泵，只有在有收获的情况下才通过集热器输送DHW。
您能否评论一下这种现成系统的可用性以及太平洋西北地区气候的可能投资回报率?
PS:关于结冰风险，我想到的是一个恒温控制的排水阀。
太阳能热发电已死是不正确的:
太阳能热发电并没有死:
SRCC OG 300是基于系统设计的计算机计算，设计合理的系统每年可抵消5000千瓦时。
这些年我好像有很多太阳能热水安装不好，太阳能热水系统的设计和安装就是一切。
我总是使用排水系统，因为在过去的30年里，我发现它们更可靠，我的系统仍然工作了25年，没有任何问题。
如果我加热家用热水，我会用一个单独的太阳能罐，一个150加仑的聚丙烯罐和一个无动力的气体备份或助推器，所以如果我们有3天的云天气，水会首先通过太阳能罐，然后被加热到所需的温度。
在夏天，我们有一个旁路值，只使用太阳能水箱的水。
我在一个8口之家长大，我父亲在1980年安装了我们的第一个太阳能系统，它使用2 - 4 x 8太阳能收集器和一个150加仑的聚丙烯罐，可以使用一辈子，我们的泵故障超过30年，但就是这样。这个系统为我们家提供了所有的热水。我的许多客户的系统至今仍在工作，他们非常高兴。
一个设计合理的系统，所使用组件的质量和安装与效率和回报息息相关。设计合理的太阳能热水系统几乎不需要维护。30多年来，我们有一个泵坏了，太阳能罐仍然和我们安装它的那天一样好。翻修屋顶时，我们需要安装新的收集器，但这并不是因为它们失败了。我们更换了它们，因为我们需要一个新的屋顶，而收集器是旧的。
无论是谁写的这篇文章都是大错特错，太阳能热肯定不会死，一个设计合理的系统，拥有良好的设备和安装，每平方英尺可以收集比P.V.系统更多的太阳能。
在高端，我们安装的排水太阳能热水系统运行约8000美元，高端为2 - 4 x 8高质量的收集器，150加仑的太阳能水箱和一个无水箱的助推器或备用热水器。
对Paul Soucy的回应
保罗,
谢谢你的意见。你的评论证实而不是破坏了我的论点。
你报告的太阳能热系统的成本($8,000)与我估计的$8,000到$10,000范围一致。
当然，太阳能热系统是可行的;我从没说过他们没有。我很高兴你的太阳能热系统几乎没有什么维护问题。
关于重新安装屋顶:我也不得不更换我房子的屋顶。当你重新安装屋顶时，你发现有必要(或适当)更换你的太阳能集热器——这是一个昂贵的提议——我觉得没有必要在重新安装屋顶时更换我的光伏组件。我只是简单地拆除了光伏阵列，并在工作完成后将旧的光伏组件放回屋顶。
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