Results are presented from a monitoring study of the performance of a sample of UK domestic PV systems. Five-minute average climatic and performance data was recorded for 27 PV systems at two sites for up to 2 years of operation. On average, the annual energy losses due to faults were 3.6% (Site A, first year of operation), 6.6% (Site A, second year of operation) and 18.9% (Site B, first year of operation). Simple empirical models are constructed to describe the performance of the PV systems under ‘normal operation’ (when no faults occur). New analysis techniques are developed which estimate the energy losses of four different fault categories: sustained zero efficiency faults; brief zero efficiency faults; shading; and non-zero efficiency non-shading faults. The results demonstrate that faults have the potential to cause significant energy losses in domestic PV systems. The benefits of applying the data analysis techniques described in this work to PV system clusters and other urban micro-generation technologies are discussed.

The Community Domestic Energy Model (CDEM) has been developed to explore potential routes to reduce carbon dioxide (CO₂) emissions and the model is used to predict the CO₂ emissions of the existing English housing stock. The average dwelling CO₂ emissions are estimated as 5827 kgCO₂ per year, of which space heating accounts for 53%, water heating for 20%, cooking for 5%, and lights and appliance for 22%. Local sensitivity analysis is undertaken for dwellings of different age and type to investigate the effect on predicted emissions of uncertainty in the model's inputs. High normalized sensitivity coefficients were calculated for parameters that affect the space heating energy use. The effects of the input uncertainties were linear and superposable, so the impact of multiple uncertainties could be easily determined. The results show that the accumulated impact on national CO₂ emissions of the underperformance of energy-efficiency measures could be very large. Quality control of the complete energy system in new and refurbished dwellings is essential if national CO₂ targets are to be met. Quality control needs to prioritize detached dwellings because their emissions are both the greatest and the most sensitive to all energy-efficiency measures. The work demonstrates that the uncertainty in the predictions of stock models can be large; a failure to acknowledge this can lead to a false sense of their reliability. Le Modèle d'Energie Domestique Communautaire (CDEM) a été développé afin d'explorer les voies possibles pour réduire les émissions de dioxyde de carbone (CO₂) et ce modèle est utilisé pour prévoir les émissions de CO₂ du parc bâti anglais existant. Les émissions de CO₂ d'un logement moyen sont estimées à 5827 kg de CO₂ par an, le chauffage des volumes en représentant 53%, le chauffage de l'eau 20%, la cuisine 5%, et l'éclairage et les appareils électroménagers 22%. L'analyse de la sensibilité locale est entreprise pour des logements d'âges et de types différents afin d'étudier l'incidence sur les émissions prévues de l'incertitude des données entrantes du modèle. Des coefficients de sensibilité normalisée élevés ont été calculés pour les paramètres qui affectent l'utilisation d'énergie pour le chauffage des volumes. Les effets des incertitudes des données entrantes étaient linéaires et superposables, de sorte qu'il a été possible de déterminer facilement l'incidence des multiples incertitudes. Les résultats montrent que les effets cumulés sur les émissions nationales de CO₂ d'une performance inférieure aux attentes des mesures de rendement énergétique pouvaient être très importants. Le contrôle qualité de l'ensemble du système d'énergie dans les logements neufs et réhabilités est essentiel si l'on veut que les objectifs nationaux de CO₂ soient atteints. Il est nécessaire que le contrôle qualité se donne pour priorité les logements individuels parce que ce sont leurs émissions qui sont à la fois les plus importantes et les plus sensibles à toutes les mesures de rendement énergétique. Ces travaux démontrent que l'incertitude dans les prévisions des modèles de parc de logements peut être importante; une incapacité à reconnaître cela peut conduire à une fausse impression quant à leur fiabilité. Mots clés: parc bâti modèle carbone émissions de dioxyde de carbone (CO₂) domestique rendement énergétique modèle énergétique, logement

Crucial empirical data (currently absent in building energy models) on central heating demand temperatures and durations are presented. These data are derived from the first national survey of energy use in English homes and includes monitored temperatures in living rooms, central heating settings reported by participants, along with building, technical, and behavioural data. The results are compared with model assumptions with respect to thermostat settings and heating durations. Contrary to assumptions, the use of controls did not reduce average maximum living room temperatures or the duration of operation. Regulations, policies, and programmes may need to revise their assumptions that adding controls will reduce energy use. Alternative forms of heating control should be developed and tested to ascertain whether their use saves energy in real-world settings. Given the finding that detached houses are heated for longer, these dwellings should be particularly targeted in energy-efficiency retrofit programmes. Furthermore, social marketing programmes could use the wide variation in thermostat settings as the foundation of a ‘social norm’ programme aimed at reducing temperatures in ‘overheated’ homes. Finally, building energy models that inform energy policies require firmer foundations in real-world data to improve policy effectiveness. Greater coordination of data collection and management would make more data available for this purpose. Sont présentées ici des données empiriques critiques (actuellement absentes des modèles énergétiques des bâtiments) concernant les températures demandées et les durées d'utilisation du chauffage central. Ces données proviennent de la première enquête nationale sur l'utilisation de l’énergie dans les foyers anglais et comprennent les températures contrôlées dans les salles de séjour, les réglages du chauffage central indiqués par les participants, ainsi que des données comportementales, techniques et relatives aux immeubles. Les résultats sont comparés aux hypothèses des modèles en ce qui concerne le réglage des thermostats et les durées de chauffage. Contrairement aux hypothèses, l'utilisation de dispositifs de régulation n'a réduit ni les températures maximales moyennes dans les salles de séjour, ni la durée de fonctionnement. Il serait peut-être nécessaire que les réglementations, les politiques et les programmes révisent leurs hypothèses selon lesquelles le fait d'ajouter des dispositifs de régulation réduira l'utilisation d’énergie. D'autres formes de régulation du chauffage devraient être développées et testées afin de vérifier si leur utilisation économise de l’énergie dans des cadres de vie réels. Etant donné la constatation que les maisons individuelles sont chauffées pendant plus longtemps, ces logements devraient être particulièrement ciblés dans les programmes de mise aux normes visant un meilleur rendement énergétique. De plus, les programmes de marketing social pourraient utiliser les grandes variations dans le réglage des thermostats comme base d'un programme de « norme sociale » visant à réduire la température dans les logements « surchauffés ». Enfin, il est nécessaire que les modèles énergétiques des bâtiments, qui ont une influence sur les politiques énergétiques, soient plus fermement basés sur des données réelles afin d'améliorer l'efficacité de ces politiques. Une plus grande coordination dans la collecte et la gestion des données permettrait de disposer de davantage de données à cette fin. Mots clés: modèle énergétique des bâtiments, chauffage central, systèmes de contrôle, température demandée, commandes du chauffage domestique, demande énergétique, comportement des habitants, réglage des thermostats

Wright was lead author. Firth is a Research Assistant, supervised by Wright

Providing 100% of a building’s heating and hot water using a solar thermal system in a European climate has been shown to be both practically feasible and functionally successful for a new apartment building\ud in Switzerland. The research conducted a life cycle assessment of the solar thermal system and compared the results with an air-source heat-pump, ground-source heat pump, natural gas furnace, oil furnace and\ud a wood-pellet furnace. Using a range of lifetime scenarios it was found that the solar thermal system\ud displays potentially significant advantages over all other systems in terms of reductions for purchased primary energy (from 84 to 93%) and reductions in GHG emissions (from 59 to 97%). However, due to the heavy industrial processes and the particular metals used in manufacturing, the solar thermal system was shown to have a higher demand for resources which, in relation to the natural gas system, can be\ud by a factor of almost 38. Potential impacts on ecosystem quality were marginally worse than for the heat-pump and fossil fuel systems due to resource use impacts whilst potential human health impacts were similar to the heat pump systems but better than the fossil and biomass fuelled systems