我最近一直在思考热泵的问题
在阅读了“太阳能热能真的，真的死了”这篇引起很大反响的文章之后，有没有可能热泵本身至少也受伤了?
请注意，热泵仍然适用于所有光伏不可能的地方。
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只有当电力成本(来自光伏或任何其他来源)下降到如此荒谬的低水平时，热泵才会受伤，以致热泵的前期成本相对于电阻加热在生命周期成本基础上是不可用的。3美分/千瓦时的价格可能令人信服，但世界上大多数国家的电费是这个价格的3-10倍。
对于大规模的光伏发电阵列，与电网相连接的光伏发电的平均生命周期成本不到10美分，但在世界上大多数地区，屋顶太阳能发电的成本仍超过10美分/千瓦时，在一些地方甚至更高。
但与电网捆绑的光伏发电的“学习曲线”仍然相当不错，长期趋势是，光伏发电的安装基数每翻一番，成本就会下降20-25%。随着钙钛矿/硅混合光伏在未来1-2年内实现30%以上的效率商业化的前景，更高的效率将显著降低“系统平衡”成本(一半的货架，一半的劳动力)。各种类型的钙钛矿薄膜PV应该非常便宜，但是标准硅技术的面板成本已经变得相当便宜了——系统的其余部分比面板本身占安装成本的比例更大。
在未来20年内，新一代光伏技术将实现3美分/千瓦时的电力均价，这至少是一个微小的机会。在这一点上，热泵必须非常便宜或非常高效，才能在供暖应用中竞争。当然，热泵在冷却应用中总是占有一席之地，但它们不一定要使用压缩机技术。目前至少有一些更新的、相当高效的固态热电材料正在商业化，但它们还无法与基于制冷剂/压缩机的技术竞争。
Dana掌握了大部分重要的考虑因素，但这里还有另一个因素:您在网格上施加的每日和季节性变化。随着越来越多的人使用太阳能+电驱动的热量，无论是热泵还是电阻，在寒冷的二月夜晚，没有所有这些太阳能电池板的帮助，电网将会有很大的负荷。迟早，消费者电费账单的结构将要求或允许以一种有吸引力的方式将冬夜负荷从10千瓦的电阻热降低到4千瓦的热泵。
一旦这种转变发生，就会有其他东西开始变得更有吸引力:
一个超级绝缘的外壳不仅可以降低你冬夜的稳态需求，还可以增加你的房子的热时间常数，减缓它对外界温度波动的响应，让你度过一个寒冷的夜晚，而没有峰值的电力消耗。液体循环热泵允许在水箱中储存热量，根据电网的需要来改变电力消耗的时间。也许我们甚至会再次看到地源热泵变得有趣起来。
丹娜，回答得好，让我再加几个数字。让我们说，15美分千瓦时的迷你分裂可以节省60%。这就像6美分千瓦时的电，你用它来取暖。加上热泵的成本超过12?年。现在你的电费大概是每小时8美分。(这些只是非常粗略的猜测)所以如果Pv可以生产8美分/千瓦时或更低，那么这就是热泵。3瓦30年，每年1500千瓦时= 45000千瓦时，3000美元。也就是每小时6.6美分。现在，在电费为10美分千瓦时的地方，情况略有不同，但似乎仍然很接近。
我想我们都同意，每3个警察实际上可以减少66%的用电量，而60%的节约是一年内的现实预期。惠普的全价安装，因为我们没有指定的型号等。我很想知道这些数字是否有误。
回复查理。你的回答是一个大局观的回答，我同意你的回答的精神。但是许多关于电网功能的考虑都是很长的路要走。如果我们只考虑未来五年的情况，我说的对吗?顺便说一下，我在上面扩展了我的帖子，回复了Dana Dosrset。
只要电力成本高于零，你就永远不会因为少用电而亏钱。我现在要引用固定成本上升的论点，如果一部分固定成本被纳入到使用率中，那么它就必须被转移，但它的成本不能超过一个人使用的电力，否则我们将支付大部分的账单固定成本电力的成本将如此之低，这将是一个抽象的概念，它不是。简而言之，如果电力成本下降90%，固定成本上升50%，你仍然领先40%(所有数字都被夸大了，以显示效果)。
你把苹果和橘子做比较，那篇文章说太阳能电热水(通过热泵生产)的成本比太阳能热生产的热水低。这对热泵与天然气、石油、丙烷相比没有影响，因为这些其他商品的价格并没有低于热泵产生的热量。
这里有一些很好的讨论。这迫使我进一步探究热泵与PV的区别。简单地说，我们应该回到热泵热水器和电阻热水器之间的比较。让我们忘记太阳能热能吧，因为它被发现更昂贵。因此，随着更多的PV的加入，电阻加热器和热泵并立，为3.74瓦的PV。随着pv价格的下降，电阻加热器的优势。这是否适用于所有的空气源热泵?是的。计算结果是，尽管PV的发电量只有热泵的一半，但PV的使用寿命却是热泵的两倍(至少两倍)。所有这些都建立在热泵网格价格的假设上。 The higher the grid price the more Pv has the advantage. At 15 cents kwh PV pulls away. The lower PV goes in price (and it is falling and can go to German and Australian prices nearly half of the U.S. rates) then heat pump cannot compare.
Alan B关于热泵节省的百分比总是相同的观点是正确的，但是我们必须把热泵12-15年寿命内的价格加到电力成本上。在最初的5-6年里，热泵不会节省任何东西，只有在第6年到12-15年，它才会减少60%的费用。PV在第10年之前也不会为你节省任何东西(除非你获得回扣等人为降低价格)，但在接下来的20-25年里，它可以100%节省，也就是说，它在支付后是“免费的”。
综上所述:正如热泵热水器与附加太阳能电池板的电阻热水器的比较发现它们很接近一样，那么它是否适用于空间供暖呢?
电阻电加热器的另一个优点是简单，低成本，易于在整个房子(如卧室)分配。我不是说热泵没用，当PV空间不可用时，热泵是绝妙的解决方案，这可能占所有情况的65%。
Ven,
你的分析是有道理的，但这取决于电网计量协议，该协议将电力零售价格计入房主。
美中不足的是:美国的一些州正在破坏净计量协议，向光伏用户收取新的费用。在电池价格稍微便宜一点之前，这些对电动汽车充满敌意的州的房主都处于进退两难的境地。欲了解更多信息，请参见威斯康星州改变计税规则．
即使是好的电池也不能让光伏用户利用8月份产生的电力在1月份保持温暖。
是的，马丁，我必须承认，有关计税的变量是任何人都无法计算的。那些建造零能耗房屋的人似乎倾向于同时使用光伏和热泵，所以这是另一个需要思考的数学层面。
这个讨论也让我想起了关于PV跟踪装置的争论，它在夏季比固定面板增加了高达50%的产量。唉，事实证明，随着光伏价格下跌，买更多的光伏更便宜…追踪者无法支付自己的费用，除非PV是12美元瓦!所以这些是我一直在应用于一些较新的节能设备的历史范例，比如热泵。
对不起……重复的回复。
在评估这些投资时，人们必须考虑到资金成本，以及潜在维修和维护的风险。对投资的净现值计算确实是正确的出发点。
把它看作是“节约”了某种比例并不是正确的看待它的方式，因为这假定了一些能源成本的范例，而能源成本是与之比较的。能源的总成本，包括热泵的总生命周期成本和PV需要考虑在内。当PV足够便宜时，热泵的前期成本可能不会比增加PV更便宜。
到目前为止，美国只有一家公用事业公司正在考虑将“按需收费”应用于居民账单，而不是使用基于能源使用量的整体费率来支付电网基础设施费用，那就是亚利桑那州的一家小型市政公用事业公司。按需收费是根据从电网获得的最高用电半小时或一小时来计算的，这比固定的每千瓦时能源使用量更能衡量需要多少电网基础设施来支持客户。如果这成为无处不在的分布式能源时代的住宅收费结构的新范式，它将改善热泵的经济性，同时也将破坏无罐式电热水器和其他重型间歇负荷的经济性。
丹娜，是的公用事业公司会有很多策略。记住，他们从来没有竞争，他们的整个商业模式就像一个继承了很多钱的人，这并不是因为他们聪明或努力工作。对于他们所能采取的每一步行动，在个人方面采取反击行动是相对简单和合理经济的(不便宜!)。低成本PV将继续存在，并将继续下降。像德国的家用电池现在将允许一些峰值剃除和一些存储，但电网将被迫合作，否则游戏，如他们所说，“开始!”而在GBA上发现的这些聪明的绅士，会让那些完全过得太舒服的无名巨人们的日子不好过。
我对公用事业商业模式的变化和历史有相当多的了解，它们在美国有相当多的变化。一些公用事业公司(如乔治亚电力公司)是全国性的大型垄断企业，他们拥有电网和绝大多数发电资源，他们通过所有费用的费率来获得资本投资的保证回报。另一些则是“脱钩”的，甚至被禁止拥有超过一定比例的电网发电能力，在可靠性和与可靠性相关的明智的电网基础设施资本投资上获得补偿，而能源成本(通常是来自多个独立发电机的电力购买合同)没有加成。但现在纽约的情况完全不同，它把电网变成了一个对有意愿的电力买家和卖家平等的接入网络。
向居民客户收取按需收费，以支付独立于能源使用的电网基础设施成本，可能被认为是一种保护主义做法，但事实上，这是一种比传统方法更公平的电网基础设施成本评估，与能源使用成比例。如果他们只对发电的客户收取按需收费，那就真的是保护主义/反分布式发电。使用标准的固定费率型结构，耗能者和耗能者支付相同的能源，但使用热泵热水器和2-3吨调制迷你分离器的人只需要电网容量/基础设施的一小部分，而使用无缸式电热水器和8吨空调机的客户使用相同的总能源。这是耗电者对耗电者的严重交叉补贴，因为耗电者决定了配电线路、变压器和变电站需要多少容量，而耗电者则为他们实际上并不需要或使用的电网容量付费。
这正是导致澳大利亚电价飙升的原因所在。在假定电力需求将永远增长的前提下，澳大利亚的电网装机容量被建设得比实际需求高得离谱的数倍。但是在十多年的时间里，更高效率的设备使需求曲线变得平坦(即使他们还在继续建造它)，随着分布式光伏变得无处不在，电网的电力使用一直在缓慢地减少，而不是增长。当价格上涨以支付过度建设的电网和较低的千瓦时销售时，在你这边的电表的屋顶光伏的财务案例上升。
在澳大利亚，用户在电表的一侧储存电池是被允许的，SolarCity准备在这个市场上占有很大的份额，因为向电网输送的多余电力只按批发电价补偿，而不是像美国大部分地区那样按全额零售电价补偿。去年，在加利福尼亚州，用户在电表的一侧储存电池在去年才成为合法(并受到监管)，这在很大程度上是由SolarCity(美国最大的住宅光伏安装商)推动的。但在美国并非所有地方都是这样(目前还不是)。
一些公用事业公司已经听到了钟声，非常支持分布式电力，并正在调整他们的商业模式以适应。(德克萨斯州奥斯汀当地的公用事业公司是一个，佛蒙特州最大的公用事业公司是另一个)。夏威夷的投资者拥有的公用事业公司直到咖啡沸腾时才意识到咖啡烧焦了，最近被一家拥有分布式电力经验的大公司收购，以避免悲惨的破产失败(这是在拒绝华尔街投资者组成的财团几倍大的收购仅3-4年之后)。许多公用事业公司向光伏用户收取费用，以“为电网支付公平份额”，但这充其量是一种拖延战术。光伏(和储能)的价格正迅速下降，未来几十年，从当地电网购买电力的需求将继续减少。到2040年，那些既能获得充足的太阳能，又能获得充足资金的企业，如果继续提高太阳能客户的费用，完全脱离电网将是合理的。
从监管的角度来看，美国的一些州在这方面走在了前列，如纽约州、马萨诸塞州、马萨诸塞州、加州等，而其他州仍在采取推诿模式。在后者中，阿斯利康是目前规模最大的泥浆战之一，垂直整合的公用事业公司正在努力避免严重的资产滞留问题。就像在德国发生的那样，公用事业公司如果不减记一些不再需要的资产，不调整业务模式，就会在财务上失败。
戴娜，谢谢你对公用事业和电网的细致讨论，这是个大话题。一个关于热泵vs Pv的后续评论。热泵的电力来源可能很脏，尽管它在数量上减少了使用。Pv不需要电源，在阳光充足的季节，可以通过回馈到电网来减少电源电量。这一因素本身可能会使一些人倾向于pv而不是热泵，尽管也可能存在两者结合使用的争论。
最后一个音符。在像亚利桑那州这样的地方，冬天的太阳能占夏天的70%，现在可能完全用Pv来加热，当然，在非常炎热的夏天也可以用同样的阵列来冷却。一些热储存可能是公式的一部分。同样，这只可能在目前的某些地区，只有在阵列空间可用的情况下。
只是同意大多数评论，PV和电阻热可能适用于个人。但是在我居住的地方，在一个蓝天的日子里，太阳能的强度是夏天强度的30%——不管PV变得多便宜，总有人会储存或旋转它!假设我们(好吧，不是我)用光伏解决了供应端，电阻热负荷在光伏解决方案的存储端，就像任何比可能的技术或电力使用效率低的一样。在我的气候中，人们拒绝热质量建筑解决方案，但我猜随着光伏成本的降低，热质量解决方案的范围向北延伸，就像寒冷气候中的空气源一样。
今天的greentechmedia博客上出现了另一个关于公用事业、分布式光伏发电机和非太阳能付费用户情况的微妙讨论(来自SolarCity家族内部人士的观点):
http://www.greentechmedia.com/articles/read/A-Possible-Solution-to-the-Utility-Revenue-Shift
回复Peter Kidd，我应该澄清的是，在北方各州的大多数地方，pv在冬天提供直接的空间热量是不可能的。问题真的是。“我应该花5000美元买一个能用15年的热泵，还是花1万美元买一个能用30年的pv ?”哪一种能最大程度地减少我的电力需求?现在，这假设你有一个与电网的馈送关税。在成本即将显现的情况下，3美元的安装光伏是更好的投资。你不会用它来加热，但在夏天不会有多余的房子，冬天就会回来。一些零能耗房屋同时使用热泵和光伏发电。相比单纯的pv和简单廉价的电阻加热器，这有什么意义吗?这就是我想说的。 Now of course you need more roof space, but if available, pv seems to be the simpler solution.
据我所知，在美国任何地方都没有采取过上网电价(FIT)的方法。到目前为止，大多数公用事业公司都选择了住宅零售费率的“净计量”，当光伏发电的电量超过住宅用电时，就有效地反向运行电表。年底向电网输送的任何多余电力通常都是给电力公司的“礼物”，每年都会被重置为零。(一些公用事业公司正试图获得批准，将每月的超额净用水量降为零。)这与欧洲大部分国家(和澳大利亚)对光伏发电的补偿方式截然不同，在这些国家，输往电网的电力以FIT的形式支付溢价，通常远远高于用户使用这么多电力的费用。德国8-10年前安装的光伏高适配率是德国居民平均零售电价的2倍。
澳大利亚的fit曾经相当可观，但现在几乎没有新装置了。更糟糕的是，许多公用事业公司根本不使用电表，对输往电网的电力零付费。另一些公司则使用净电表，但只支付向电网输出瞬时多余电力的批发能源成本。你可能一天/一周/一个月的净零能耗，但仍然有一笔巨额账单，因为当你的PV的电量低于你的整个负荷时，消耗的电量是你向电网支付的电量的3-4倍。但在那里，仅电网使用费用每千瓦时的账单就约为美国平均零售(电网+电力)费用的1.5倍。这种不平衡的净计量加上电网的高成本，使得光伏客户的电表的电池存储非常有吸引力，因为他们储存和使用的电力将以非常低的费率补偿，如果它进入电网。澳大利亚的一些光伏业主已经安装了系统，可以感知并防止向电网的瞬时净输出，将“额外的”光伏输出分流到热水器水箱中的加热元件，因为用电网发电加热热水的费用将是公用事业公司支付给他们的3倍或更多。
热泵与光伏的经济性必须基于当地的FIT或净计量环境进行分析，但对于简单的净计量光伏(非FIT补偿)，热泵利用的热能在生命周期基础上仍然几乎总是比光伏发电在生命周期基础上的成本更低。当PV的安装成本降至1美元/瓦时(希望永远存在!):-))这可能不再是情况了。但目前在美国，这一差距甚至还没有达到。在美国，小型光伏发电的平均安装成本仍然是德国(由于天气和纬度的原因，德国的光伏发电量仅略低于美国大部分地区)或澳大利亚(光伏发电量大大高于美国平均水平)的2倍左右。
丹娜,
有一段时间，佛罗里达州的一些公用事业公司提供的光伏上网电价高于零售补贴。佛蒙特州对一些使用光伏的客户也有19美分/千瓦时的上网电价。然而，这些合同是有限的，并不是所有客户都可以使用。
俄勒冈州的上网电价为39美分。你必须通过抽签的方式被选中。它可能还在运行，但我想他们把它关闭了。
http://www.oregonlive.com/hg/index.ssf/2014/03/go_solar_by_april_1_to_receive.html
丹娜，是的我们和公用事业公司关系的不确定性确实是症结所在。顺便说一下，拥有1400万人口的安大略，其住宅用电标准为70美分/千瓦时!保证20年，我相信。很神奇的。但是，是的，我们真的需要做的数学简单地倒转仪表....特别是当他们在年底把多余的钱归零的时候。所以pv在炎热气候下比在寒冷气候下更有优势。它对应于最大可用生产。尽管正如我之前提到的，亚利桑那州几乎完全适合冬季和夏季的最佳使用和太阳能生产。当然，阿拉斯加是热泵和pv的杀手，因为它是如此的黑暗和寒冷。阳光明媚的中西部是一个有趣的折腾，阳光明媚但很冷，热泵效率降低。 We need to run this through a rocket scientists' brain to get the final formula, I think!
我对推动FIT路线的美国公用事业公司的数量感到惊讶，(即使只是以有限的方式!)
我想奥斯汀的太阳能关税价值(VOST)也是一个真正的进口关税，所以我猜我是在学校外谈论这个(我知道它，但在打字时没有想到它)。谢谢你们的教育，尼克，马丁!
稍作网络搜索后发现，CA的FIT只适用于2008年开始的三大投资者拥有的公用事业公司。它是根据市场进行调整的——只要这些公用事业公司有必要实现其法定份额的安装，就会达到一个上限。最初的上限达到了，然后在2012年提高到三家公用事业公司的总安装基数为1吉瓦，之后该上限到期。
我也很惊讶安大略省的FIT仍然那么富有。IIRC澳大利亚的FIT达到了0.44澳元的峰值，但德国的FIT一开始明显偏高，但在与日历相关的阶段一直在下降。如果有一种“正确”的方式来进行FIT(或其他补贴)，那就是基于安装基础的步数，而不是日历(类似于ca风格)。德国陷入了PV通货紧缩陷阱，PV价格下降的速度比FIT快了好几年。这就产生了一股光伏热潮，使得大量的光伏设备迅速安装起来，但相对于光伏所有者的实际成本，纳税人为光伏支付了太多的费用。然后，当FIT突然被削减作为回应时，就出现了光伏泡沫破裂，让当地太阳能行业重新陷入困境。
安大略的FIT大约是我电费的4倍，这意味着空气源热泵不可能支付额外的PV，如果他们支付超过净。但是数学还是有点奇怪。如果你能通过热泵释放更多的PV输出，以77美分/千瓦时的价格出售更多的电力，即使COP只有1.5，这可能仍然是一项显著的现金正投资。
在电网电力昂贵的地方，光伏和热泵都有优势，而且监管机构不允许公用事业公司在光伏发电上占你的便宜。阿斯利亚州的年日照量甚至还不到安大略南部的两倍，所以他们在净计量环境中并没有太大的优势。他们在阿斯利亚州的住宅电价也比大多数加拿大公用事业公司的收费略高，这是真正的成本优势。但阿斯利康州的公用事业公司甚至反对直接计税，经常耍卑鄙和肮脏的手段，更不用说支付FIT了。这只是他们对太阳能竞争对手最新的反讽:
http://www.motherjones.com/environment/2015/02/solar-letters-arizona-congress
没有单一的火箭科学公式，因为法规、电力价格和fit都在不断变化。在新英格兰的安装成本和日照水平下，屋顶太阳能的生命周期成本为12-14美分/千瓦时。这大约是今年新英格兰大部分地区冬季住宅价格的一半，但仅略低于最近5年的平均水平。即使是13-14美分/千瓦时，与电阻加热相比，无管道迷你分离式热泵仍然是一项巨大的投资。但在5美分或更低的价格下，它就变得相当不稳定，很难有足够的前期成本。当PV的安装价格达到1美元/瓦时，整个生命周期的成本将处于一个需要锋利的铅笔才能确定的模糊领域。
Superinsulate # 1
正确定位你的家#2
使用小分割#3
完成了。
故事结束了。
PV变得非常非常危险，当斯科特·沃克成为我们的新总裁时，情况会更糟。光是提到PV就会让你被烧死，更不用说拥有太阳能电池板了。
我带着一个比较热泵和pv的新方法回来了。我希望这个帖子还没有死。不管怎样，我们在讨论中引入网格已经偏离了轨道。事实上，如果你理解我的观点，PV似乎是热泵的两倍便宜!顺便说一下，我不希望在这个比较中的任何一方获胜，希望最好的系统获胜。
让我们从波士顿附近的一栋房子开始。这是一个相当好的房子，每年需要1000万英热单位的热量。让我们花5500美元安装一个热泵和一些电阻加热器作为备用。现在我们已经减少了60%的热量需求，即600万英热单位。让我们把它转换成千瓦时…我们一共节省了1764千瓦时。波士顿每年生产1764千瓦时需要多少PV ?我检查了PVwatts和一个千瓦阵列每年生产1350千瓦时。假设我们安装了1.5千瓦的阵列，那我们每年能得到2025千瓦时。这比我们的热泵节省的钱还多。 So how much does the PV cost? At $3.74 per watt cost about $5600. Wow, the two system are close indeed! Except...the PV lasts twice as long as the heat pump. Voila, PV is easily half the cost of heat pump over the life of both systems.
注意网格价格是无关紧要的。这对两个系统都是一样的。Pv只需要使仪表向后旋转，它不需要任何支付关税。
这个结论让我大吃一惊，我真的没有料到。但如果这是真的，那么它肯定在经济上有很大的不同，与廉价电阻电加热器的光伏有很大的优势。
Ven,问题。Scott Walker类型想让我们停止出售PV回夏季冬季回购怎么办?休斯敦，我们有麻烦了，这看起来像是一种趋势。
我不会把太多的赌注押在计税净值上，因为我们知道，在光伏普及率高的地区，计税净值的持续时间要比五年多。网格动态和大蓝图是绿色建筑顾问这里的适当讨论的必要部分。
约翰,
我同意“网格动态和大蓝图是绿色建筑顾问进行适当讨论的必要部分。”
关于这个问题的更多信息，请参阅我的最新博客:超绝热材料的进化．
是的，网格动力学非常重要，但也相当不确定。这就是为什么PV和热泵的简单比较应该只基于我们今天所知道的。光伏并网比热泵有很大的优势。
讨论的下一部分是:“pv是否可以在没有电池的情况下直接用于您的家庭需求，从而不与您的电网连接纠缠?”答案是…也许是的，有一些条件限制了光伏发电量，这样人们就不会在夏季过度生产而浪费电力。但这值得一个新的讨论论坛。也许有人会提出这个问题，打开这个新的麻烦!
Ven:它需要比一个相当好的房子(PGH)更高的效率，以结束只有10MMBTU/年的热负荷。也就是100温氏度——不到大多数人购买热水花费的一半。在PGH中，如果使用热泵，空间空调和热水的年能耗大致相同。与PV @ 3.74美元/瓦的成本相比，u系数如此之低的围护结构成本很可能远远超出财务理性。这就是“好房子”或“净零房子”与“被动式房子”讨论的基础——即使在隔热材料100年生命周期的基础上，“额外”隔热材料的额外成本也无法抵消用PV覆盖额外负载的优势。(是否使用热泵。)
在波士顿的气候下，一个更好级别的迷你分离器每千瓦时提供的热量是电阻加热的3倍多，并且PGH的净现值与接近代码最小值的值也必须更新。对于“额外的”PV +电阻加热，在直接的净计量环境中与迷你分离器竞争，PV必须在PV或热泵的生命周期内每美元投资产生3倍以上的千瓦时。这与年负载无关，无论是10万btu /年(被动屋)还是1000万btu /年(泄漏的子代码残骸)。
至少在变电站负荷侧的PV峰值输出超过瞬时负荷的100%之前(就像瓦胡岛的一些当地电网所发生的那样)，分布式太阳能在用户电表一侧的电网稳定和基础设施负荷减少值对其他非太阳能费率纳税人来说比住宅电力零售价格的价值更高。不过，解决这个问题并不需要大量的分布式电池，而且在光伏饱和的社区，我预计本地存储可能成为任何新型光伏的必要条件，除非电网敏感的电动汽车充电器首先出现。根据纽约的新法规，似乎公用事业公司将被允许在其电网的不同位置以不同的价格激励光伏和/或汽车充电器，只要补贴的成本低于公用事业公司自己的电网升级，以解决变电站容量或当地电网稳定问题。广泛的电网故障将是一种滑稽的行为，因为它需要更多的基础设施投资(对电网故障者而言)，而电网运营商无法管理它，而且它将剥夺其他公用事业客户分布式资源的容量和稳定效益。
在这种情况下，金融合理性的主要障碍是由老派电网模式演变而来的费率结构，这种模式通过受监管的垄断公用事业公司促进了电力生产和分配的基础设施投资。鼓励维护电网仍有可取之处，但扩大电网就不那么有必要了，而且光伏发电的实际成本正在快速下降，在2030年之前，其生命周期成本将低于集中的化石和核能发电机的批发成本，这使得广泛分布的光伏发电在财务上成为一种合理的电网供电方式。许多非常聪明的人(在纽约和其他地方)正在花费大量的时间和精力重新思考如何使费率结构合理化，以实现这一目标，这将使电网上的每个人(不仅仅是PV所有者/运营商)的电力更便宜。例子:
http://blog.rmi.org/blog_2014_08_26_new_elab_report_rate_design_for_the_distribution_edge
随着规则和商业模式的改变，以及在峰值发电或电网基础设施上花费过多的公用事业公司试图避免资产搁浅和资产减记，道路上将会有颠簸，但要想迫使必要的变化发生在电网大范围内，这种想法似乎不太可能。
Ven说:“pv是否可以在没有电池的情况下直接用于你的家庭需求，从而不与你的电网连接纠缠?”
然后Dana令人信服地争辩说这不是一个正确的问题但我还是会回答这个问题。现在，一种基于热需求进行调节的微型分体式热泵。这将是有可能的调制，而不是基于一个光伏系统的功率输出。这就需要在微型芯片和光伏逆变器中安装新的控制板，由这些制造商合作开发。这不是一个DIY项目——目前它只是一个思想实验。
使用20%的高效光伏面板(高端)和COP = 3的热泵，净效率为60%。这和水循环太阳能集热器很相似。
这说得通吗?嗯，用太阳能热水循环集热器供暖的方法在不久前失去了人们的青睐。与被动太阳能相比，它的主要优点是，你可以使用一个大的水箱，从晴天储存热量，以备阴天冷时使用。如果你不允许PV +热泵系统使用电池，你就只能在晴天加热了。
我预计在未来，我们会希望特定建筑上的PV与热泵系统相连，在太阳出来的时候做更多的加热，但我不认为这是全部。两者都将与电网进行沟通，通过电网上更广泛的能源和用途，我们将能够通过减少其他电力使用，并在整个电网范围内增加其他电力来源，来度过寒冷的阴天。
主动太阳能热的成本、维护和生命周期不同于PV和微型分离器。即使在同样的太阳能效率下，用太阳能加热一个地方也比用净表PV +热泵的情况下需要更多平方米的电池板。离网光伏+热泵在电池尺寸上增加了巨大的成本因素，完全不经济，但离网有源太阳能也是如此。
丹娜，1000万英热相当于被动式建筑，面积约为1800平方英尺，而人均建筑面积约为1200平方英尺。因此，尽管这只是一个方便的数字，但并非不现实。从以前关于太阳能和光伏的讨论来看，实际的生活热水大约是每年800万Btu。在一所非常好的房子里，热量和热水这两个数字是相似的。我们需要注意的另一个短语是“3倍”，指的是cop3的热泵。我们应该说"比电阻小60% "这样我们就不会在计算上出错了。警察2是警察3的“两倍”，而警察3的效率只比警察2高16%。
无论如何，真正的问题在于PV的使用脱离了电网连接，这是我们实际上想要保留的。我们当然不想在冬天用PV加热，虽然我们可以直接用我们的2000千瓦时的生产在我们的家庭热水，每年8个月。最终，它产生了比在一年中最糟糕的时候为我们的房子供暖的空气源热泵更好的经济投资。我们也可以找到其他直接利用光伏电力的方法，而无需将其储存在电池中，但热储存是最简单的方法。没有必要反馈到网格中…PV的独立电路。使用一个非常小的电池，比如4千瓦时(500美元)，使我们的日常使用顺畅也是可行的。我假设非加热电的日使用量可能最多为5千瓦时。顺便说一下，如果你有一点意识的话，这已经足够了。
这种讨论的一个重要原因是，像亚利桑那州这样的电网显然处于危险之中，因为它们拥有适合光伏发电的完美太阳能条件，而作为反动类型的电网，它们做出了冲动的保护裁决，这只会激怒所有认为光伏发电是未来的人。
如果只考虑未来能源使用节省的净现值，被动屋的能源使用水平是不“现实的”，除非你预测长期的能源价格上涨。(PV成本的下降表明，我们实际上可能看到的是一所房子整个生命周期内的长期能源价格通缩。)
电阻加热:3412 BTU / kwh
波士顿的迷你分裂相当不错:10,236 BTU/kwh
计算PV产生的6824 BTU差异的生命周期成本，对比由迷你分割提供的相同6824 BTU的生命周期成本。在波士顿目前的PV成本下，迷你分裂仍然是赢家(就目前而言)。
热泵热水器仍然是赢家。
请注意，如果迷你分离器只被要求提供10百万英热单位/年，它的生命周期可能会比在“相当好的房子”(使用Martin Holladay等人提出的定义)或IRC 2012规定的3-8倍年负荷的最小房子的负荷循环下运行的时间长得多。
最后更新一下马萨诸塞州的供暖数据是否真实。他们!请查看马克·罗森鲍姆斯关于他在马萨诸塞州的8家净零社区的详细数据。供暖数据和我从脑子里取出来的几乎一模一样。他的热泵在2点25分运行。电阻加热器也是必需的。他的热泵每年减少了约1700千瓦时的费用，这与我的估计几乎相同。因为他在屋顶上有5千瓦的光伏阵列，仔细监控和电网连接，你可以看到他们的实际产量是每年7000千瓦时或每千瓦阵列1400千瓦时，比我猜测的1350千瓦时略好。所以，让我自己有点惊讶的是，我的所有数据都非常接近实际监控的房子。唯一剩下要说的是，除了电网连接的光伏的不稳定的未来，我觉得我可以停止我的案例光伏是热泵的一半成本在他们的生命周期。 By the way Marc Rosenbaums stats appeared right here on GBA but the whole beautiful pdf is on google as well.
我想如果只使用暖气，情况就不一样了。一旦你进入了冬寒夏暖的气候，你可以把热泵看作是一台免费的空调机。同样的，在那些大部分时间都很热，供暖负荷较轻的地方(如美国南部)，当需要时热泵可以成为加热器，所以你不必安装一个完整的单独的系统。而在那些既需要大量供暖又需要大量制冷的地方(中西部、落基山脉各州、大西洋中部、高原沙漠等)，情况更是如此。
我想衡量热泵价值的公式是:它运行得越多，为你节省的就越多。在温暖的气候下，它在冬天跑得不多，但在夏天跑得多。将两者相加，计算出全年节省的总千瓦时。用这个数字来计算，用PV来替换千瓦时。如果价格相等PV等于一半成本，因为寿命是两倍。现在，在南部，当需要冷却时pv会产生，这可以实时抵消冷却需求。以亚利桑那州、新墨西哥州或南加州为例。pV的回报要高得多(高达50%)，因为每年阳光照射的小时数。所以PV的好处可能更大，事实上，你可以计算出在那些地区1千瓦的PV每年1800千瓦时。以3500美元的安装。 Try to get 1800 kwh savings from a Heat pump that costs $3500 installed. Maybe you can...it still has only half the lifespan of PV and is therefor twice as expensive.
我的观点是，热泵并没有“节省”你任何千瓦时的冷却，因为它没有相当于空调的电阻。如果你需要冷却，你需要某种类型的制冷剂泵机，迷你分离式热泵只是众多选择之一(除非你住在新墨西哥州的高沙漠，在那里沼泽冷却器就可以了，但我跑题了)。所以热泵只会为你节省千瓦时的冷却，如果你把它和旧的低seer旧车交流或其他东西比较。但我想我明白你的意思了:如果你考虑用SEER 20迷你分离式热泵取代SEER 10机组，预计节省的千瓦时必须与增加更多PV产生的千瓦时进行比较。
纳撒尼尔，是的，我忘了提供一个替代热泵的冷却器。如果冷负荷比热负荷大得多你就得在冬天给热泵加码当它的cop是3。在夏天，我不认为它比同等质量的空调更有效。也许Coolerado的表现会比它们都好。还有冰储存……显然是最好的，适合直接从PV使用。(顺便说一下，我很乐意听到有人用PV直接给他们的“冰电池”充电!)
既然我们已经开始讨论这个话题了。既然光伏电网现在已经摇摇晃晃了，那么在夏天用蓄水的方式储存生活热水和一些肩季空间热和冰电池不是很好吗?当然，在阳光明媚的挪威北部、阿斯利亚州、加州等地是完美的。
我的沼泽冷却器肯定比市场上最高的SEER AC或迷你分离式热泵性能更好。每小时200瓦和6加仑的水(大部分用于灌溉)，它使我的房子在几乎整个冷却季节保持在72-76华氏度。它是如此简单，没有理由说它不能持续30年或更长时间;每个部件都是房主可以修理或更换的。更先进的两级设计和/或不增加湿度的装置应该是不需要考虑的，但在夏天超级潮湿的地方。
我带来了一些新的数字....不幸的是，这对ASHP来说是个坏消息。我真的很喜欢这些东西，但事实证明，如果是出于经济原因，我是非理性的。在看到马克·罗森鲍姆关于他在新英格兰的8家净零社区的惊人数据后，那份文件揭示了各种各样的真相。好的是，它涉及到光伏热泵和空气源热泵，热泵是高质量的大金，它们是在实际使用中测量的，而不是制造商的声明。
现在有一个警告:这些数字是非常特定的中等规模的高性能房子。如果适用于80年代2000平方英尺的牧场主，他们将会改变。这里。每年节省的千瓦时约1700度。需要说明的是，电费比只使用电阻热时低1700千瓦时。我不知道安装热泵的确切成本，但我猜在5000美元左右。如果千瓦时电网价格在Mass。是15美分那么每年节省的是255美元。哦,哦!花了20年才还清热泵的钱! But the heat pump died sometime around year 15-17. Conclusion, heat pump is a net loss over resistance electric heater! What about PV? It had similar cost to the heat pump for the same 1700 kwh/year production. It is paid off at year 20 and then produces free electricity for the next 10-20 years.
我不知道该怎么想，但我肯定不会在那些房子里安装热泵……而且可能需要25美分的电费和更便宜的热泵才有意义。
芬:如果这对你的分析有帮助的话，我今年花3200美元在缅因州安装了富士通热泵，每瓦花了3.30美元买了光伏。这两种价格都不包括信贷或退税(光伏产品的30%联邦税收减免，缅因州能效公司的热泵产品的300美元退税)。
我们的电费是每千瓦时15美分左右，下个月将涨到19美分左右。
Stephen Sheehy，谢谢，非常有帮助。这三个数字很能说明问题。如果你的热泵每年为你节省1700千瓦时，那么1.2千瓦的阵列每年将产生同样多的电量。它将花费4000美元。你的热泵花费3200美元，可以使用17年(希望如此)。在15美分千瓦时，它将节省你4335美元在它的寿命，总净收益1135美元!祝贺你。在同一时期，你的PV将节省你4335美元和总净利335美元!再次祝贺你。然而，在这一点上，乌龟拉在兔子前面，在未来17年你的PV将赚取你$4335! (if, electricity is still at 15 cents kwh!) So we see that both systems are good investments but pv, in the long run is almost double the return.
警告:我不是一个数学家，我是一个佛教僧侣，所以建议你们所有人都对这些数字有第二个意见!
让我们计算一下你的电费上涨到19美分千瓦时和你的退税。
你的热泵8.9年就能收回成本。在接下来的8年里，你可以赚到2591美元。这是根据热泵退税后2900美元的价格计算的。这些数字看起来真的是一笔不错的投资!
Pv在8.6年后可以收回成本，到第17年可以赚2691美元。在剩下的17年里，它还能再赚5491美元。这是一项非常非常好的投资。
结论:因此，热泵似乎是一项很好的投资，在正确的数字。这些数字是一项惊人的投资!
1.2千瓦的vena阵列不能让我保暖。不要忘记，如果一个人取消了热泵，他仍然需要一些东西把光伏电力转化为热能。如果使用电阻加热，安装费用就会增加。为了比较这两种选择，热泵vs . PV，我们需要一个电热器安装成本的数字。电阻热是便宜的，但不是免费安装。
最后一点:在缅因州，一个1.2千瓦的光伏阵列平均发电量约为1450千瓦时。今年冬天，考虑到每两天下雪一次，可能就没那么多了。
这个讨论真的很有用。并不是每一个有关建设的决定都应该以美元为基础，但每一个重要的决定至少应该有可用的财政影响来帮助决定。
Stephen Sheehy，在Marc Rosenbaums的房子背面也安装了电阻热!在所有8所房子里，它都是间歇性使用的。今天的GBA上有一篇Marc写的文章，是关于在暴风雪期间热泵会发生什么……他们的斗争。所以你可能需要电阻电。至于Pv额定值，Pv瓦在其预测中确实是相当可靠的，并注意到系统损失的降额随着新面板和逆变系统的减少。仔细检查全年净增重的最佳角度(通常纬度是最好的)。
事实上，我支持探索这种比较的每一个角落和缝隙，因为在不久的将来，许多人将不得不做出这样的选择，而数字一直在变化。甚至在一年前还有效的建议可能已经过了它的最佳期限。
谢谢大家的讨论。
你的论点越来越有说服力了。随着光伏价格的持续下跌，热泵的情况变得不那么明朗。我们不是在过去5年才开始对这些东西感到兴奋吗(至少在北美)?
也就是说，如果光伏能创新并变得更经济，热泵也可以。它们还可以兼作空调。我的收获是，它们不再是“无需动脑的东西”，而是值得进一步分析。也许他们一直都是。
在过去的几年里，我读了很多关于光伏、储能和电网的前瞻性文章。这是一个快速变化的环境，但我逐渐意识到真正发生的是我们对能源的感知正在发生变化。技术只是跟随情绪。
当我坐在这里，看着我1岁的女儿在地板上玩耍时，我意识到她会在学校读到过去几年和未来5年(10年?)可能是在历史课上，题目是“太阳能革命”。激动人心的时刻。
干杯
杰森，是的，当我询问得更多的时候，我意识到，至少就我所发现的，对热泵的仔细考虑是很少的。不幸的是，我的数学和会计技能有限，所以我尽量小心地走出自己的专业领域。但是，当我一直小心翼翼地四处搜寻时，我在美国最权威的太阳能计算网站上发现了另一个重大的计算错误“PVWATTS”。这是一个关于整个北美光伏成本和生产的即时计算的金矿。但当我对Stephen Sheehy的房子做了最新的计算时(见上图)，我突然意识到，以19美分千瓦时的电网价格，光伏和热泵在不到9年的时间内就还清了!这意味着PVWATTS的计算是错误的，因为他们为25年7.5%的贷款的“电力均等化成本”(确实是花哨的说法)自动添加了一个经济因素。所以这里有两个大错误:1)贷款在9年内还清。2)太阳能电池板保证使用25年，但它们很容易使用40年。我想第三点是现在的利率低于7.5%，特别是9年期的利率。 So this throws their numbers for a loop!
我知道什么，我又不是银行家!但我会根据电网电力的“位移”计算数字，而不是试图计算安装成本除以终生生产加上贷款利息等。所以我相信GBA上的许多人对这些公式比我更流利，我很想听到一些关于“PV的实际成本是多少?”这个话题的优秀数学知识。
试试NREL的快速而肮脏的在线LCOE计算器，无论你喜欢什么价格点或折扣率:
http://www.nrel.gov/analysis/tech_lcoe.html
http://www.nrel.gov/analysis/tech_lcoe_documentation.html
对于PV图13-15%的新英格兰型容量因子。PV的零售价约为3.5美元，但第三方拥有太阳能公司的成本基础正在迅速下降到2美元以下(在任何补贴应用之前)。
面板可以使用25年以上，逆变器一般不能-图逆变器更换间隔15年，最好的情况是20年。每年每千瓦阵列的固定成本操作和维护部分以20- 30美元的价格进行计算，以涵盖逆变器交换和其他较轻责任的维修。
在25年的分析中，假设15%的容量因数，3%的折扣率和无补贴的3.50美元/瓦(3500美元/千瓦)，20美元/年每千瓦，包括逆变器的更换，它的价格约为17美分/千瓦时。按2.5%的折扣率计算，它的售价约为16美分。
在美国，(目前)有30%的税收抵免补贴，这将使电价降至2.50美元/瓦特，按照低贴现率的数字，此时电价约为12-13美分/千瓦时。如果把贴现率提高到5%，你的电费就会回到15美分/千瓦时。
SolarCity将(或者可能已经是?)为信用良好的住宅客户提供4%/30年的融资(以及30年的监控、维护和保修)，作为美国排名第一的安装商，他们在每瓦美元的基础上具有竞争力。用它打败新英格兰标准电网费率是很容易的…
.．.只要公用事业公司不对使用电网收取过高的费用。到目前为止，这还不是新英格兰的常态，监管机构可能不会像在美国其他一些地区发生的那样，让它们逍遥法外。(公用事业公司通常会输掉这些斗争，但也有例外。)
环评报告LCOE比较编号在此:
http://www.eia.gov/forecasts/aeo/electricity_generation.cfm
注:公用事业规模PV的118.6美元/兆瓦时(= 0.186美元/千瓦时)LCOE被严重夸大了。2014年，在德克萨斯州和佐治亚州，就有一些长期电力购买协议的价格不到这个数字的三分之一的例子。在我所在的社区，大多数住宅屋顶太阳能的第三方租赁合同都在16美分/千瓦时的范围内，这包括太阳能公司的巨大利润空间，超出了他们的融资成本。公用事业规模太阳能的成本基础远低于住宅屋顶。目前，大型阵列的全球价格低于2美元/瓦(安装)。
．
丹娜，谢谢你。我注意到犹他州的一个新的商业阵列，以6.5美分千瓦时的价格卖给了公用事业公司。我猜他们从中获利，他们不是慈善机构。当然，他们必须购买土地来安装这个阵列，虽然商业安装成本更低，但不会比免费的屋顶和没有输电线便宜多少。此外，微逆变器现在保证预先安装与面板相同的25年。如果有30%的退税，我们可能要花2.2美元安装一瓦特。正如你所指出的，如果商业电价是每小时6.5美分，NREL的计算就不现实。我最后得出的数学结果表明，住宅电力安装的实际价格(2.20美元)肯定接近8美分/千瓦时。有魔鬼经济学学位的人需要处理这些数据。我闻到了数字失真的味道…and it wouldn't be so surprising if that was the case, would it?
甚至，大型商业光伏可能通过二氧化碳交易市场来削减成本?
大型阵列仍然可以获得税收抵免和其他补贴，由于规模经济，每瓦建造成本更低。根据最近greentechmedia的报道，SolarCity的总成本为2.09美元/瓦:
http://www.greentechmedia.com/articles/read/SolarCity-Lowered-its-Cost-By-20-Despite-Flat-Module-Prices
这是一个项目规模从1千瓦到几兆瓦的混合，其中大多数在10千瓦以下的范围。这是他们的成本，不包括任何补贴。对于大型数组，它们可能低于50美元，但仍然超过1美元。
注意，犹他州或德克萨斯州的光伏容量因子也明显高于新英格兰地区。每额定面板瓦的年发电量越多，销售的电力就越便宜。
美国能源情报署(EIA)关于可再生能源的数据一直以来都使用了大量过时的数据，报告也很晚。这更多是由于缺乏专注力，而不是无能或有意欺骗。当这些数字像太阳能和风能那样迅速变化时，他们几乎总是会出错，无论是在成本上，还是在预期的实施速度上。
NREL的计算只是直接的净现值，不包括任何税收优惠或碳抵消销售等。但如果你插入1.50/瓦(对于有能力的大型开发商来说，这可能是没有补贴的成本)和20%的容量因子，然后使用一个有利的融资率作为贴现率，在剥离一些税收优惠的前期成本后，你可以获得非常有利可图的6-7美分的电力。试一试——假设1500美元/千瓦，25年，25美元/千瓦的O & M和3%的折扣率，NREL计算给你6.5美分/千瓦时LCOE。降低30%的$/kw成本，LCOE下降到5美分。在此基础上，将贴现率提高到5%，你的成本仍低于6美分。随着该行业的持续发展，这就是在2030年之前，与电网相连接的屋顶太阳能的LCOE将会达到的水平。
如果你想知道真实项目的真实成本数字，greentechmedia的太阳能专家们到处都是，并且每季度发布更新(是的，他们知道如何做数学)。银行业分析师也相当与时俱进——尽管他们对成本的估计有些保守。他们在成本和预测上都比美国能源情报署那些步履蹒跚的家伙更接近现实。