100524_CSI_SWH_Training_Prog_Rqmnts

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100524_CSI_SWH_Training_Prog_Rqmnts Powered By Docstoc
					California Solar Initiative 
Thermal Program
Contractor & Self‐Installer Workshop
    WORKSHOP INTRODUCTION




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    Housekeeping:

    •   Please sign in
    •   Turn off your cell phones
    •   Refreshments 
    •   Recycle
    •   Restrooms down the hall
    •   In case of emergency….
    •   Fill out your Evaluation Forms


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    CSI Thermal Program Workshop Agenda

    • Workshop Introduction
    • CSI Thermal Program Introduction
    • Overview of Solar Water Heating (SWH) 
      Systems
    • CSI‐T Program Eligibility Requirements
    • Application Process
    • Technical Requirements & Inspection 
      Checklist
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    Purpose of Workshop Training

    • Provides details of CSI Thermal program 
      • Eligibility Requirements
      • Incentive Structure
      • Application process 
    • Training required for contractors and 
      self‐installer participation in CSI‐T
    • Not a “how to” install/design/sell SWH 
      systems.

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    INTRODUCTION TO CSI THERMAL 
    PROGRAM




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    CSI‐Thermal Program: Current Status

• Single‐family residential program launched May 1st
       • Today’s workshop will mainly cover this portion of the 
         program
• PAs need to complete commercial/multi‐family 
  calculator by May 21st

• PAs need to file commercial/multi‐family handbook 
  by May 24th
       •   PAs will offer supplemental workshop for commercial 
           multi‐family updates

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      Program Background

    • Senate Bill (SB) 1, 2006: Authorized $100.8 million of incentives for 
      solar thermal technologies that displaced electricity usage

    • Assembly Bill (AB) 1470, October 2007: Authorized $250 million 
      incentive program to promote the installation of 200,000 solar 
      water heating (SWH) systems that displace the use of natural gas by 
      2017.

    • SWH Pilot Program, July 2007‐December 2009: $2.59 million  pilot 
      incentive program administered by the California Center for 
      Sustainable Energy (CCSE) in the San Diego Gas & Electric territory.   

    • CSI‐Thermal Program, January 2010:  $350 million incentive 
      program from 2010 to 2018 for natural gas and electric displacing 
8     SWH systems, using SB1 and AB1470 funds
       Program Goals

    • Significantly increase the size of the SWH market in 
      California
    • Displace 585 million therms (equivalent to 200,000 single 
      family residential systems) over the 25 year life of the 
      systems
    • Displace 275.7 million kilowatt hour (kWh) per year 
      (equivalent to 100,800 single family residential systems)
    • Support 16% reduction in the cost of SWH systems by 
      2018
    • Reduce market barriers to SWH adoption, such as high 
      permitting costs, lack of trained installers, lack of 
      consumer knowledge and confidence in SWH technology
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      Program Administrators (PA)
 Southern California Gas Company:    Pacific Gas and Electric:
 Phone: (800) Gas‐2000               Phone: (877) 743‐4112
 Email: swh@socalgas.com             Email: solar@pge.com
 Website:                            Website: www.pge.com/csithermal
    www.socalgas.com/rebates/solar

                                     California Center for Sustainable 
 Southern California Edison:
                                        Energy (SDG&E territory):
 Phone: (866) 584‐7436               Phone: (877) 333‐SWHP
 Email: CSIGroup@sce.com             Email: swh@energycenter.org
 Website: www.sce.com/csithermal     Website:
                                        www.energycenter.org/swh




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     OVERVIEW OF SOLAR WATER 
     HEATING TECHNOLOGIES




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      What is Solar Water Heating?
     • Converts solar radiation to conductive 
       heat to raise water temperature
     • Can be solar assist or solar pre‐heat to 
       conventional water heater
     • Displaces gas/electric energy used for 
       water heating.
       •   Conserve energy
       •   Reduce your utility bill
       •   Increase the value of your home
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       •   Reduce your carbon footprint!
     Solar Water Heating Systems Types

           • SWH Basic Components
           • Collector Types
           • System Types
             • Freeze Protection
             • Overheat Protection



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          Basic Components

     a)   Solar Collector
     b)   Sensors, Controller
     c)   Pump (Active Systems)
     d)   Solar Storage Tank




      Source: Schuco
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     Glazed Flat‐Plate Collector




      Source: EERE        Butler Sun Solutions
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      Unglazed Flat‐Plate Collector 
      (typically used for pool heating)




Solar pool heating
systems are not
eligible for incentives

     Source: FAFCO        Son Energy
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     Evacuated Tube Collector




     Source: Apricus        CleanTech
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     Evacuated Tube Collector, cont.




18
       Source: Mariner Mechanical, Inc.
     Two Types of Basic SWH Systems

      1. Passive – no pumps
         • Integral Storage Collector (ICS)
         • Thermosiphon (Passive Closed Loop Glycol)
      2. Active – uses pumps to move the water through 
        the collector
         • Direct Forced Circulation (Not eligible for an incentive)
         • Indirect Forced Circulation:
            • Active Closed Loop Glycol
            • Closed Loop Drainback




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     Passive System: Integral Collector Storage (ICS) 




                                         •Passive
                                         System

                                         •Open loop




20     Source: EERE
     Passive System ‐ Thermosiphon



                          •Closed loop glycol

                          •Open loop
                          thermosiphon
                          systems are not
                          eligible for an
                          incentive
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Source: FSEC
 Active System – Direct Forced Circulation



 •NOT eligible for a              Freeze drain valve


 CSI-Thermal incentive

 •Open loop system
 (aka Recirculation)



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                                      Source: FSEC
     Active System – Indirect Forced 
     Circulation: Closed Loop Glycol




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                                        Source: EERE
     Active System – Indirect Forced 
     Circulation Closed Loop Drain back




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     CSI THERMAL PROGRAM 
     ELIGIBILITY REQUIREMENTS




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     Eligibility Criteria &  Requirements

     •   Participants         •   Warranty
     •   Equipment            •   Energy Efficiency
     •   Shade Factor         •   Metering
     •   Surface              •   Field Inspections
         Orientation Factor




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     Participants Eligibility
Host Customer:  The utility customer of record at 
  the location where the SWH system will be 
  located. 
• Natural Gas Customers  of PG&E, SDG&E, SCG
• Electric Customers  of PG&E, SDG&E, SCE
• Propane Water Heating Customers are not 
  eligible for a CSI‐Thermal incentive



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       Participants Eligibility, cont.

     Host Customer (cont):
     • Natural Gas Displacing SWH ‐ Gas Customer
       • New/Existing Home
     • Electric Displacing SWH ‐ Electric Customer
       • Existing Home or Business
       • New Construction Residence not eligible




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     Participants Eligibility, cont.

Customer Class:
• Single Family
• Multi‐Family/Commercial (Non‐Residential)
• Natural Gas / Electric 
• Customer Class and Incentive Rate 
  determined by Utility rate
• Rate Schedule adjustments allowed prior to 
  incentive payment, subject to conditions.


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     Participants Eligibility, cont.

     System Owner:

     • Owner of SWH system at time incentive 
       is paid
     • Host Customer or Third Party




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     Participants Eligibility, cont.


     Applicant:
     • Entity that completes/submits CSI‐
       Thermal application 
     • Serves as main contact throughout 
       process
     • Eligible solar contractor or self installer 
       will be the applicant for CSI‐Thermal 
       applications
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    Participants Eligibility, cont.
 Solar Contractor:
 • Contractors must have an active A, B, C‐4, C‐
   36, or  C‐46 License
 • Must attend one day workshop (today)
 • Solar Contractor is the Applicant‐ will receive 
   a “key” at the end of the workshop to register 
   at www.csithermal.com
 • Maintain eligibility: 3 installations per year or 
   attend workshop annually across all program 
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   administrators
    Participants Eligibility, cont.
 Self‐Installer:  Homeowners or building 
   owners who choose to install a SWH 
   system on their property. Must meet 
   definition of Host Customer. Self‐Installer 
   is also the Applicant.

   Equipment Sellers:  Refers to retail sellers 
     such as manufacturers, distributors, retail 
     businesses, and contractors. An Equipment 
     Seller is not an in‐home sales 
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     representative.
      Eligible Equipment
     • SWH Systems single family residential must 
     be SRCC OG‐300 System Certification
     • Solar collectors used in Multi‐Family 
     residential or Commercial SWH systems must 
     have SRCC OG‐100 Collector Certification 
     • Components must be new and unused, 
     except for the following components:
       • De‐scaled copper piping 
       • Collector racking (design stamped by Structural 
       Engineer – to ensure the existing racks are 
       appropriate for expected wind loading)

34                 SRCC = Solar Rating & Certification Corp
                        (www.solar‐rating.org)
     SRCC Website Walk‐Through
     http://www.solar‐rating.org/RATINGS/RATINGS.HTM




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     Ineligible Equipment (not eligible for incentives)

• Pools, spas, space heating, space cooling
• Direct Forced Circulation and Open Loop 
  Thermosiphon systems
• Combination systems will only receive an incentive 
  for domestic hot water (DHW) energy savings (must 
  clearly isolate DHW energy savings)
• A SWH system that replaces a SWH system which 
  previously received an incentive through the       
  CSI‐Thermal Program

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      Permit Requirements

• All SWH projects must receive a permit 
• Projects with a final signed‐off permit after July 
  15, 2009 may apply for a CSI‐Thermal Program 
  incentive
• Eligibility is valid up to 24 months after date on 
  final permit sign‐off
• Contractors should be familiar with local code 
  requirements as they relate to SWH installations

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     Shade Factor




38
        Shade Factor
     • The minimum allowable average annual solar 
       availability of the collector(s) is 85% between 
       10am to 3pm (no more than 15% shading)
     • Collectors with less than 85% average annual 
       availability between 10am to 3pm are ineligible
     • For each percentage of average annual availability 
       below 100% on the collector(s) between 10am and 
       3pm, there will be an equal percentage reduction 
       in the system incentive payment down to 85%. 
     • Example: 95% solar availability between 10am and 
       3pm=5% incentive reduction
39
     Solar Pathfinder




40
     Solar Pathfinder




41
     Solmetric SunEye




42
     Solmetric SunEye




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        Calculate Shade Factor

     • Add total hours of shading between 10am and 
       3pm, based on shade analysis results
     • Divide by total hours in the year between 10am 
       and 3pm (1825)
     • Example: 219 hours of shading/1825 hours= 12%
     • Shade Factor = 88% 




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       Surface Orientation Factor (SOF)

     The SOF is one of the variables in the incentive calculation 
       formula.

     • SOF value is determined by Azimuth and Tilt

     • The ideal SOF = 1.0; Minimum SOF required = .75

     • SOF less than 1.0 receives a lesser incentive

     • SOF less than .75 is not eligible for an incentive

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     Surface Orientation Factor (SOF)

          Azimuth           Tilt      SOF             Azimuth           Tilt      SOF
        60-90 (East)       0-30       0.85         181-210 (South)     0-30        1
                           31-60   not allowed                         31-60      0.95
                           61-90   not allowed                         61-90      0.75



        91-120 (East)      0-30       0.85       211-240 (Southwest)   0-30        1
                           31-60      0.75                             31-60       1
                           61-90   not allowed                         61-90      0.75



     121-150 (Southeast)   0-30       0.95         241-270 (West)      0-30       0.9
                           31-60      0.9                              31-60      0.85
                           61-90      0.75                             61-90   not allowed


      151-180 (South)      0-30        1           271-300 (West)      0-30       0.85
                           31-60      0.95                             31-60   not allowed
                           61-90      0.75                             61-90   not allowed




46
      Surface Orientation Factor (SOF)
                             SOF < 0.75
                             Not Eligible
     Tilt     SOF                                           Tilt     SOF
     0-30      0.85                                         0-30         0.85
     31-60     n/a                                          31-60        n/a
     61-90     n/a                                          61-90        n/a




                                                     Tilt          SOF
     Tilt     SOF
                                                     0-30          0.85
     0-30      0.9
                                                     31-60         0.75
     31-60     0.85
                                                     61-90         n/a
     61-90     n/a




                             Tilt    SOF    Tilt    SOF
             Tilt     SOF    0-30    1      0-30    0.95
             0-30     1      31-60   0.95   31-60   0.9
             31-60    1      61-90   0.75   61-90   0.75
             61-90    0.75



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     Collector Tilt
     • Tilt - Angle at which the collectors are mounted
       relative to 0º (flat horizontal surface)




                                                Co
                           Co                     lle
                              l                         ct
                                  le                       or
                                     c   to
                                            r   Fr
                                                  am
                                                    e


                                                                Ex. 30º   tilt angleº



48
     What is True Azimuth?

     True Azimuth – the angle, usually measured in degrees(°), between a reference point
         (True North Point 0°) and the direction of interest (direction panels are facing)

     •   The magnetic azimuth is measured using a compass, which does not represent the
         true north point because of the Earth’s magnetic fields

     •   Therefore, the magnetic azimuth must be corrected by adding (in Western U.S.) the
         magnetic declination of a specific location to give true azimuth


                                           Magnetic Declination
                                                                     Magnetic North on a
                                                                         Compass




49
     Magnetic Declination Correction

• Look up magnetic declination for specific location at:
  (http://www.ngdc.noaa.gov/geomagmodels/Declination.jsp)
• Enter in zip code, and it will calculate the magnetic declination for that location.


               For example:
   If you are in San Francisco and your
  compass shows you a reading of 180°,
   you would look up the zip code (e.g.
 94105) and add the given correction for
 magnetic declination of 14° to get a true
              azimuth of 194°




50
     Tips for Determining Azimuth with a 
     Compass
       • Try to stay 10-15 ft away from metal, motors,
         rooftop package units or magnets

       • Store compasses away from cell phones and
         magnets

       • Do not place compass directly on collector or
         racking in case there are any magnetic fields
         present

       • Check reading against tools like GoogleEarth. There
         is no azimuth function, but it can be used to provide
         sanity check for azimuth.

51
      Warranty Requirements

     • Collector Manufacturer: 10‐year minimum

     • Contractor:
          • 1‐ year minimum on installation labor and 
            workmanship 
          • 10‐year minimum to protect the purchaser 
            against more than a 15% degradation of 
            system performance that may occur as a 
            result of faulty installation

52
        Energy Efficiency Requirements

     • An energy efficiency audit is required for all 
       existing residential and commercial buildings or 
       proof of Title 24 energy efficiency compliance 

     • Must  have been performed during the past three 
       years

     • Acceptable audits include online, telephone, or 
       onsite audit provided by the utilities, PA, or a 
       qualified independent vendor or consultant 
53
        Energy Efficiency Requirements

     • All accessible hot water piping must be insulated 
       with a minimum of R2.6

     • If there is a recirculation loop, all accessible piping 
       must be insulated with a minimum of R2.6




54
     Metering Requirements

     Purpose of Metering Requirements:
     • System Owner knows system is working
     • Program Measurement and Evaluation 
       Program (M&E)

     M&E Program:
     • Participation in the M&E program is required 
       to receive a rebate if selected

     • M&E selection process is TBD
55
     Metering Requirements

     Small Systems 
     • 30 kWth* & less, ≤ 462 sq ft of collector area

     • A sample will be metered using program M&E 
       Budget

     • All participating customers are encouraged to 
       install metering equipment – but is not 
       mandatory.
     *1kWth=3,412 Btu/hr


56
     Metering Requirements

     Large Systems  
     • Over 30 kWth, > 462 sq ft of collector area
     • Performance monitoring and metering 
       equipment is required on all large systems
     • The cost for performance metering and 
       monitoring equipment is at the system owner’s 
       expense. 
     • Minimum requirement: TBD
     • A sample will be metered for M&E purposes 
       using program M&E Budget

57
     CSI THERMAL PROGRAM 
     INCENTIVES & APPLICATION 
     PROCESS




58
     Incentive Structure

Natural Gas Displacing System 
            Incentives
               &
  Electric Displacing System 
            Incentives

     • Single‐Family
 • Multi‐Family/Commercial




59
         Incentive Budget
     CSI‐Thermal total program incentive budget is 
       approximately $280,800,000:

     • $180,000,000 for natural gas displacing SWH systems 

     • Up to $100,800,000 for electric displacing  SWH systems

     • 40% of the total incentive budget is reserved for single‐
       family residential customer SWH systems

     • 60% of the total incentive budget is reserved for 
       commercial or multifamily SWH systems.

60
     Incentive Budget Per Program 
     Administrator

         Program             Natural Gas Budget   Electric Displacing 
       Administrator            (& millions)      Budget ($ millions)
                  PG&E             $70.2                $44.0
                  CCSE             $18.0                $10.4 
                       SCE           ‐‐                 $46.4 
              SoCalGas             $91.8                   ‐‐
                  Total           $180.0               $100.8




61
     Incentive Steps

     • 4 Step declining incentive structure
     • Steps decline as we receive more projects and 
       step budget allocations are used for each 
       customer class
     • Steps move independently by Customer Class 
       and Program Administrator
     • Electric incentive steps change when natural 
       gas steps change
     • Trigger Tracker: www.csithermal.com

62
     Natural Gas 

     Step        Customer Class       Dollar per therm      Incentive Cap    Budget Allocation
                                         displaced

 1          Residential              $12.82               $1,875            $20 Million
            Commercial/Multifamily                        $500,000          $30 Million

 2          Residential              $10.26               $1,500            $18 Million
            Commercial/Multifamily                        $500,000          $27 Million


 3          Residential              $7.69                $1,125            $18 Million
            Commercial/Multifamily                        $500,000          $27 Million


 4          Residential              $4.70                687.5             $16 Million
            Commercial/Multifamily                        $500,000          $24 Million




63
     SoCalGas Budget Allocations 
     Single‐Family Residential




64
     SoCalGas Budget Allocations 
     Multi‐Family/Commercial & Industrial




65
     Electric

     Step   Customer Class           $/kWh displaced   Max Incentive


     1      Residential                       0.37     $1262.5
            Commercial/Multifamily                     $250,000


     2      Residential                       0.30     $1,025
            Commercial/Multifamily                     $250,000


     3      Residential                       0.22     $750
            Commercial/Multifamily                     $250,000


     4      Residential                       0.14     $475
            Commercial/Multifamily                     $250,000




66
SRCC OG‐300 Incentive Calculator
      4 Factors:
      1)  SRCC estimated annual energy savings, based on the CEC climate zone of 
          the project site
      2)  Incentive Step Level at the time the Incentive Claim Form is approved
      3)  Surface Orientation Factor (SOF), which includes the azimuth and tilt of 
          the collectors
      4)  Shade Factor


                          Incentive Calculation Formula:
                (SRCC OG‐300 estimated annual energy savings) X
             (Current Incentive Step Level) X (SOF) X (Shade Factor)= 
                               $ Incentive Amount


 67
Example: OG‐300 Incentive Formula    
(Natural Gas)

   1. Annual Energy Savings =125 therms 
   2. Step 1= $12.82/per therm saved
   3. Surface Orientation Factor= 1.0
   4. Shade Factor= 98% solar availability

                    Calculation: 
       125 therms x $12.82 x 1.0 X .98 = $1570

  68
Example: OG‐300 Incentive Formula    
(Electric)

   1. Annual Energy Savings =2780 kWh 
   2. Step 1= $0.37/per kWh saved
   3. Surface Orientation Factor= 1.0
   4. Shade Factor= 98% solar availability

                   Calculation: 
        2780 kWh x $0.37 x 1.0 X .98 = $1008

  69
     Multi‐Family/Commercial Incentive 
     Calculator


      • An online incentive calculation tool is 
        currently being developed for Multi‐
        Family/Commercial projects




70
     Application Process

     • What: Fully automated online application processing 
       database

     • Where: www.csithermal.com

     • How: Register as a Contractor or Self‐Installer using your 
       unique “key” provided at the end of this workshop

     • When: On or after May 1, 2010 

     • Who: Once registered, Contractors and Self‐Installers 
       may create additional accounts to accommodate 
       multiple users
71
     Application Process‐
     Single Family Applications

      • One‐Step Process

      • Incentive Claim Form and supporting 
        documentation are submitted after the final 
        signed‐off building permit obtained




72
      Application Process‐ Single‐Family Residential 
      Documentation:

• Incentive Claim Form (ICF): Complete with signatures 
     (originals not required)

• Energy Efficiency Audit or Title 24 documentation: 
     Must be within the past 3 years

• Executed Agreement  to purchase and install an 
  eligible SWH System:  Agreements must be legally binding 
     and clearly spell out the scope of work, terms, price, and SWH 
     system components to be installed.
        • For Self Install Systems – Proof of Purchase Documentation

73
      Application Process‐ Single‐Family Residential 
      Documentation Continued:


     • Executed Alternative System Ownership 
       Agreement: If System Owner is Different from Host 
       Customer

     • Final Signed‐off Building Permit: Must be after July 15, 
       2009

     • Authorization to Receive Customer Information or 
       Act on a Customer’s Behalf: Only required for SDG&E 
       applicants

74
     Single Family Residential‐Complete ICF


     PA receives new Incentive Claim for review:
     • Documentation complete=
        • Application Approved
        • Incentive amount locked in
        • Project is  a) processed for payment or 
                      b) selected for inspection
        • Contractor and System Owner notified



75
     Single Family Residential‐Incomplete ICF


     PA receives new Incentive Claim for review :
     • Documentation incomplete=
        • Application Suspended
        • Contractor notified of incomplete 
          documentation
        • 20 days to submit corrections
        • Corrections not submitted within 20 
          days=Cancelled project; Contractor must re‐
          submit application
76
     Application Process‐
     Multi‐Family/Commercial  Applications

      Two‐Step Process 
      • Step 1: Incentive Reservation Request 
        prior to installation 
      • Step 2: Incentive Claim after final signed 
        off building permit obtained




77
     Application Process‐
     Multi‐Family/Commercial  Applications

     Likely elements (still under development):
     • 12 month reservation period
     • Application fee for projects over 30 kWth 
       (more than 462 sq ft of collector area)




78
     Application Process‐
     Multi‐Family/Commercial  Applications
     Likely elements (still under development):
     • Application Fee Schedule for Large Multi‐
       Family/Commercial Systems
       Collector Sq Ft ≥       Collector Sq Ft <        FEE
            462            ‐       4,000           =    $1,250
           4,000           ‐       8,000           =    $2,500
           8,000           ‐      12,000           =    $5,000
          12,000           ‐      16,000           =   $10,000
          16,000                                   =   $20,000
79
Payment Process

      • Upon final approval of the Incentive Claim Form and 
        passed onsite field inspection (if applicable), the PA 
        will disburse the CSI‐Thermal Program incentive 
        payment. 

      • Payment will be made to the Host Customer or a third 
        party as indicated on the Incentive Claim Form, and 
        will be mailed to the address provided. 




 80
     Application Database Demonstration 




           www.csithermal.com




81
     CSI Thermal Database Support Information



CSI Thermal Support Email: 
support@csithermal.com

CSI Thermal Support Hotline: 
(888) 323‐3133



82
Onsite Field Inspection Process

      • Required:
         • First 3 ICFs for projects that displace 30kWth or less 
           (462 sq ft of collector area or less)
         • First 3 ICF for projects that displace more than 
           30kWth (more than 462 sq ft of collector area)
      • PAs will inspect a random sample of projects 
        thereafter
      • Contractors are encouraged to attend 
        inspections



 83
Onsite Field Inspection Results

  • Infractions: Items that do not require corrections, but are 
      identified as educational items for improvements on future 
      projects 


  • Failure items: Items that do require corrections and will 
      delay the incentive payment. Failure Sanctions will be 
      imposed.

        (These items will be discussed in detail in the technical 
                    Section  of this presentation)


 84
Onsite Field Inspection Results

      • PAs notify System Owner and Contractor of 
        Inspection Results 
      • Inspection may uncover incorrect SOF or 
        shading, resulting in a change in the estimated 
        incentive amount
      • Results:
         • Pass = Process Payment
         • Fail = Failure Sanctions 




 85
Failure Sanction Process: Notification

  Applicant will either accept or dispute the results:

      Accepted results:  
             • 30 days to correct the failure item(s)
             • Re‐inspection may be onsite or via photos of 
               corrections
             • Failure to correct items may be grounds for removal 
               from the program
      Disputed results:
             • Appeal in writing to the PA within 30 calendar days 
               of notification
             • Panel will review and notify of the decision within 
 86
               60 days 
Failure Sanction Process

      Three failures* in a rolling 12‐month period=
      • Probation for 6 months
      • Re‐attend  Contractor/Self Installer training workshop
      • Additional program applications will not be processed until 
        completion of the workshop

      Five failures* in a rolling 12‐month period=
      • Disqualification from the program for a minimum of 6 months.

      *Failures are tracked across all PA territories




 87
     CSI THERMAL PROGRAM 
     TECHNICAL REQUIREMENTS & 
     INSPECTION CHECKLIST




88
Technical Requirements  

      • System Sizing
      • Inspection Checklist
        • Failure Items
        • Infraction Items




 89
      System Sizing

     • Single Family Projects – size according to 
       Gallons of hot water used per day (GPD)
       • Number of occupants 
          • 1st person= 20 GPD; 2nd person= 15 GPD; Each 
            person thereafter=10 GPD 
       • Number of bedrooms (if occupants unknown)
          • 1st bedroom= 20 GPD; 2nd bedroom= 15 GPD; Each 
            bedroom thereafter=10 GPD 
       • Rules of thumb: 
          • 1 ft2  of collector area per GPD
          • 1.5 gallons of storage per ft2 of collector area
90
     System Sizing

     Single Family project example:
     • 3 occupants 
     • 45 gallons of hot water per day
     • Collector Area: approximately 45 ft2 of 
       collector space is needed
     • Storage Capacity:  at least 68 gallons of 
       storage capacity is needed
     • Appropriate OG‐300 system would likely 
       include one 4X10 collector (40 square feet) 
       and 80 gallons of storage capacity
91
      System Sizing

     • Multi‐family/Commercial Projects* –
       sized according to hot water GPD 
       consumption
       • Occupant or bedroom method (for 
         multifamily projects only)
       • ASHRAE guidelines
       • Actual consumption
       • Billing analysis
       • Other sizing methodologies must be signed 
         by a P.E.
92     *Multi‐family/Commercial Handbook still under development
Inspection Checklist

      • Condensed from SRCC OG‐300 
      • Shows OG‐300 Section reference
      • MF/Commercial system designers must follow 
        SRCC OG‐300 Standards
      • Extracts exact language relevant to installers 
        and commercial designers
      • Explains CSI‐Thermal Program interpretations
      • Identifies 18 Failure Items & 18 Infractions


 93
Summary of Failure Categories

      • Collector / system certification
      • Freeze and stagnation protection, operating limits 
        controls
      • Pipe insulation
      • UV radiation protection
      • Back thermosiphon protection
      • Leak and water damage protection
      • Appropriate mounting, structural supports
      • Appropriate storage tanks, waterproofed
      • Appropriate controls, sensors, and electrical wiring
      • Mixing valve
 94
      • Owner’s manual
Summary of Infraction Categories

      •   Missing details in owner’s manual
      •   Bypass valves, air traps, and pressure relief valves
      •   Operating indicators
      •   Fluid / safety labeling
      •   Rain / snow build‐up
      •   Expansion tank sizing
      •   Appropriate pumps and controllers
      •   Main shut‐off valve
      •   Maintenance accessories
      •   Protection of buried components
      •   Pipe hangers and supports, pipe sloping
      •   Thermal expansion protection
      •   Appropriate building penetrations

 95
       Failures Item: 6.1.2 Collector

• Collector:
     • Must be SRCC certified, labeled, and consistent with 
       Incentive Claim Form 
     • Must have stagnation control measures 
     • Must have freeze protection measures
     • Collector Flow Rate/Distribution: In multiple collector 
       arrays, the instantaneous flow rate variations between 
       collectors shall not exceed 10% of the array average flow. 
     • Surface Orientation Factor: Collectors must have an SOF 
       value of between 0.75 and 1.0.
     • Shade: Collectors must have less than or equal to 15% 
       annual average shading between the hours of 10am and 
96     3pm.
Non‐certified collectors




 97
Failure Item: 6.2.5 Freeze Protection

      • Collectors may freeze at ambient temperatures of 42˚F or 
        higher
      • Since every California climate zone has  experienced recorded 
        temperatures below 41°F, freeze protection is required.
      • For solar systems where the collector fluid is water, a 
        minimum of two freeze  protection  mechanisms shall be 
        provided on each system.  Manual intervention (draining, 
        changing  valve positions, etc.) is suitable as one mechanism.  

        (Note. Direct Forced Circulation Freeze Protection is not 
        eligible for a rebate, whether freeze protection valves or 
        recirculation is utilized.)
 98
Failure Item: 6.2.5 Freeze Protection

      • A system in which components and/or piping are subject to damage by 
        freezing shall have the proper fitting to allow for pipe slope and collector 
        design to allow for manual gravity draining and air filling of the affected 
        components and piping.  
      • Pipe slope for gravity draining shall  have a minimum 1/4 inch per foot 
        vertical drop. This also applies to any header pipes or absorber plate  
        riser tubes internal to the collector.  
      • At the time of installation, a conspicuously placed label how the  system 
        is protected from freezing and what actions the homeowner should take 
        shall be attached to the system.  
      • For systems which rely on manual intervention for freeze protection, this 
        label shall  indicate the minimum ambient temperature conditions
        (Freeze Tolerance Limit) below which owner action is recommended and 
        the procedure to be followed. 
 99
Failure Item 6.1.1.1: Operating Limits 
(Stagnation/Overheat Protection)

       • High collector fluid temperatures (over 200˚F) 
         can be generated during long (especially 
         summer) vacations where the fluid is left in 
         the collector un‐cooled.  

       • This heat may damage glycol and/or critical 
         system components, and may pose a serious 
         risk of scald injury to humans  


 100
Failure Item 6.1.1.1: Operating Limits
   • Means shall be provided to protect the SWH system within the design 
     limits of temperature and  pressure.  Limit tank temperatures to a value 
     not to exceed the tank supplier's specified high temperature limit (unless 
     using emergency stagnation prevention cycling.) 
   • The pressure/temperature  relief valve shall not be used for this purpose 
     under normal operating circumstances. 
   • “Emergency stagnation prevention cycling is when the controller cycles the 
     solar loop pump  on and off during the day to allow the tank temperature 
     to rise above the high temperature limit in order to prevent stagnation in 
     the collector.”
   • The system shall be able to withstand prolonged periods of stagnation(high 
     solar flux, no hot water demand) without significant system deterioration 
     and with no maintenance.  This includes  conditions during loss of electrical 
     power to the system. 



 101
6.1.1.1: Operating Limits
High Limit Setting




 102
      ICS Freeze and Overheat Protection

  • Thermal Mass = Freeze and overheat protection
  • Freeze protection generally limited to infrequent or 
    light freeze climates
  • Summer Vacation overheat protection‐ Drain 
    collectors




103
       Source: SunEarth               CPAU
      Thermosiphon Freeze and 
      Overheat Protection
        Freeze Protection= Antifreeze (Glycol)
        Overheat Protection= Expansion Valve




      Source: SunEarth      CleanTech

104
      Direct Forced Circulation‐ Freeze and 
      Overheat Protection
      Freeze Protection 
      • Warm water is pumped through the collectors
      • Freeze protection is limited to locales that seldom see 
        temperatures less than 42F; Inappropriate for use with 
        hard water
      • Pumps can be powered by PV, but this system needs AC 
        power and a drain valve for proper freeze protection

      Overheat Protection
      • Drain or cover collectors

105                (Not eligible for an incentive)
      Closed Loop Glycol – Freeze and 
      Overheat Protection
      Freeze Protection
      • Anti‐freeze fluid (Propylene Glycol) with a 
        heat exchanger
      • Very good freeze protection
      Over Heat Protection
            • Summer Vacation‐ Advanced Controller with 
              vacation/holiday mode
            • Advanced Controller with thermal cycling 
              function
            • Heat Dump Radiator
            • Steam Back
106         • Pressure Stagnation Protection
      Closed Loop Drain Back‐ Freeze and 
      Overheat Protection

      • System designed to drain water from the 
        collector when pump stops = Freeze and 
        Overheat protection

      • Simplest and most reliable freeze and 
        overheat protection measures if 
        continuous drainback slope can be 
        obtained
107
Failure Item 6.1.2.4: Collector Flow Rate

       In multiple collectors arrays the instantaneous flow 
       rate variation between collectors shall not exceed 
       10% of the array average flow. When an array of 
       collectors is connected by manifolds to form a 
       parallel flow configuration, provision shall be 
       incorporated in the manifold and/or collectors to 
       maintain the  proper design flow rate of the heat 
       transfer fluid through each collector. 



 108
Collector Flow Rate




 109
Parallel Flow




 110
Failure Item 6.1.6.3: Insulation  


   All accessible hot water piping and the final 5 feet of 
      metallic cold water supply pipe leading to the system 
      shall be insulated  with R‐2.6 °F‐ft2‐hr/Btu or greater 
      insulation.




 111
Insulate over fittings




 112
Poor Insulation Technique




 113
Use Escutcheons




 114
Failure Item 6.1.2.2:
Protection from UV Radiation 

       Components or materials shall not be affected by 
         exposure to sunlight to an extent that will signifi‐
         cantly deteriorate their function during their design 
         life. Insulation must be protected from UV by 
         jacketing or at least two coats of the insulation 
         manufacturer's recommended UV coating, or at least 
         two coats of exterior grade latex paint.



 115
      Example of good jacketing to protect
      insulation




       Source: Sunlight and Power



116
Insulation Protection




       Unprotected      Protected

 117
      Insulation gap
118
Was plastic and not protected




 119
Should miter & cover




 120
         Rain gutter




    Clever use of
 reversed rain gutter
    for jacketing
121
Failure Item 6.1.1.5:
Back Thermosiphon Prevention 


       Means shall be provided to prevent undesired 
       escape from storage through thermosiphoning
       action. Acceptable means are check valves, 
       solenoid valves, and/or 18" heat traps.




 122
      Wrong check valve

      CV mounted wrong




123
Failure Item 6.2.6:
Protection from Leaks 


       All potable water sections of a solar water 
       heating system shall not leak when tested in 
       accordance with the codes in force at the 
       installation site.  All non‐potable sections of a solar 
       water heating  system shall be tested for leaks in 
       accordance with the supplier's instructions. 




 124
Failure Item 6.5.6: Water Damage 

       Collectors and support shall be installed in such a 
       manner that water flowing off the collector 
       surface or  pressure relief valve shall not damage 
       the building or cause premature erosion of the 
       roof.  Water tanks located in or above the living 
       space shall be installed on a drip pan with a drain 
       line to a waste or  outside or have other means to 
       safely remove any excess liquid. 



 125
Water Damage




 126
Failure Item: 6.5.8 Structural Supports


       Neither wind loading (including uplift) nor the 
       additional weight of filled collectors shall not exceed 
       the live or dead load ratings of the building, roof, 
       roof anchorage, foundation or soil.  The design load 
       shall be as specified by the codes in force at the 
       installation site and shall  include an additional load 
       due to snow accumulation for applicable locations. 




 127
Wrong Mount Clip
Method




128
Proper Mount Clip
Used. Still not
properly clipped.




129
Mounting errors




 130
Structural




 131
      Discourage this type of mounting!




132
Structural Challenge




 133
Mounting Bracket




 134
Spanner Block




 135
Failure Item 6.1.3.1: Solar Tank

       • Capacity, make, and model must be in compliance with 
         SRCC OG‐300 system or in compliance with SRCC guidelines 
         for OG‐100 systems
       • Waterproofing: Underground and above ground 
         unsheltered storage tanks shall be waterproofed to 
         prevent water seepage.




 136
Failure Item 3.1.3.3: Waterproofing

       Underground and above ground unsheltered 
       storage tanks shall be waterproofed to 
       prevent water seepage.  Storage tanks used 
       outdoors shall be rated for outdoor use.




 137
Failure Item 6.1.2.7: 
Collector Circulation Control 


       The collector subsystem control shall be 
       designed to be compatible with control 
       requirements of the system.




 138
      Wrong check
      valve for hard
          water




139
Failure Items 6.1.5.5 & 6.5.18: 
Control Line and Sensors 
 •Shall be sufficiently protected from degradation or from 
 introducing  false signals

 • Weather‐exposed wiring must be rated  sunlight and moisture 
 resistant and comply with NEC Articles 340 and 690. Sensor 
 wiring shall be separated from hot collector piping and shall be
 protected from UV




 140
      Wire nuts not
      weather protected

141
Strap on Sensor




 142
Do not do this!




 143
Poor Sensor Placement




 144
      Sensor is not attached to the
      collector absorber or return pipe.




145
      Must use stainless steel hose
      clamp or immersion well.




146
Sensor Wire




 147
Flashing and Hood




 148
                     Fiberglass
                     insulation is
                     not adequate
Note the spring      to hold the
clip holding the     tank sensor to
sensor to the tank   the tank wall
wall




 149
Believe it or not, this
sensor was attached
to the outer wall of
the solar tank!




150
Failure Item 6.1.5.6: 
Temperature Control/Mixing Valve  
       • The system shall be equipped with a means for automatically
       limiting the temperature of the hot water at the fixtures to a
       selectable temperature.

       •The range of selectability shall be at least 18°F, and shall include
       a set point of 122°F. Acceptable means are:

           •properly installed mixing valves with a set point of 122°F

           •properly installed ASSE rated Anti-scald valves with a set
           point of 122°F

           •other ASSE rated valves such as point-of-use anti-scald
           valves.


 151
Watts Mixing Valve Warning




 152
                    No mixing valve
                    No solar bypass

Sloppy insulation




 153
      No Mixing valve




154
ASSE 1017 Anti‐Scald Valve




 155
Failure Item 6.6.1: Owner's Manual 

   An owner's manual or manuals shall be provided with 
     each SWH system and should contain the following:
   • The name, phone number and address of the system 
     supplier
   • The system model name or number 
   • A description the operation of the system and its 
     components
   • The procedures for operation and maintenance



 156
Infraction

       • An ICS Owner's Manual shall, among normal matters, 
         explain the homeowner's responsibility to drain the 
         ICS system when the temperature may drop below the 
         FTL.
       • Glycol Systems Owner's Manuals shall, among normal 
         matters, recommend the next date when the glycol 
         should be tested.
       • Drain Back Systems Owner's Manuals shall, among 
         normal matters, recommend regular checking by the 
         homeowner of the water level.

 157
Infraction 6.1.1.2: Solar Loop Isolation 

       Isolation/bypass valves must be installed to 
       allow the system owner to bypass the solar 
       storage tank in the case of a 2‐tank system, 
       or to shut off the cold water supply to the 
       solar tank in a 1‐tank system. All isolation 
       valves shall be labeled with their normal 
       operating position indicated. 



 158
Infraction 6.3.9: Entrapped Air 

       Suitable means of air or gas removal from all high 
       points in the piping system and any other location 
       where air is most likely to accumulate shall be 
       provided. The method of removal shall be 
       appropriate for the system type as follows: Automatic 
       for open loop(direct) circulating systems using 
       potable water as the heat transfer fluid, manual or 
       automatic for closed loop (indirect) systems.  Not 
       required for integral collector storage (ICS). 



 159
Avoid Air Pockets 




 160
Infraction 6.3.15: Pressure Relief

       Each portion of the system where excessive 
       pressures can develop shall have a pressure 
       relief device to ensure that no section can be 
       valved off or otherwise isolated from a relief 
       device.  Automatic pressure  relief devices shall 
       be set to open at not more than maximum 
       design pressure, or as limited by code.



 161
Pressure Relief Valves




 162
Infraction 6.4.1: Operating Indicators


       The SWH systems shall include means for an 
       observer to determine readily that the 
       system is operating properly and providing 
       solar heated water.  As a minimum, a 
       temperature indication is required for the  
       solar storage tank. 



 163
Operating Indicators




 164
Flow Meter Label




 165
Infraction 6.3.7: Fluid Safety Labeling


       Labels shall mark all drain and fill valves in the SWH system. Each label 
       shall identify the fluid in that  loop.  The location of fluid handling 
       instructions shall be referenced.   The label shall list the heat  exchanger 
       type and heat transfer fluid class as defined by the American Water Works 
       Association, Cross  Connection Control Manual.  (Water is Class I.  
       Propylene Glycol is Class II.)  The label shall include a  warning that fluid 
       may be discharged at a high temperature and/or pressure.  The label shall 
       contain the following warning:  "No other fluid shall be used that would 
       change the original classification of this system.  Unauthorized alterations 
       to this system could result in a hazardous health condition." 




 166
Propylene Glycol Label




 167
Good Labeling




 168
Infraction 6.5.21: 
Rain and Snow on Collector

       The location, orientation, and position of the 
       collector surface relative to nearby objects 
       and surfaces  shall be such that water run‐off‐
       from the collector surface is not impeded nor 
       is excessive build‐up of snow on lower 
       portions of the collector glazing permitted to 
       occur. 


 169
Rain or Snow




 170
Infraction 6.1.3.4: Expansion Tank


       Expansion tanks shall be sized in accordance 
       with manufacturer's instructions or ASHRAE 
       methods. 




 171
Infraction 6.1.5: Pumps and Control


       Pumps and controllers shall be those listed in 
       the Installation Manual. For multifamily and 
       commercial systems the pumps and controls 
       shall be appropriate for the intended use and 
       shall be listed by recognized standards 
       organizations. 




 172
Infraction 6.1.6.5: Water Shut‐Off

       The SWH system shall be valved to provide 
       for shut‐off from the service water supply 
       without interrupting normal cold water service 
       to the residence. A bypass valve shall be 
       installed to allow uninterrupted function of the 
       auxiliary heater should the solar system need 
       service



 173
Isolation Valve Labels




 174
Motorized Check Valve




 175
                        Is this the best way to handle recirculation?




 Hot to
 house                                           Is this a sensor lead?



  Cold supply. Is it
  connected to the hot line
  under a sink?




                                          Cold not insulated
176
Infraction 6.1.6.6 & 6.4.7: Service Connections 
and Permanent Maintenance Accessories 

       Suitable connections and permanent 
       maintenance accessories shall be provided at 
       readily accessible locations for filling, draining 
       and flushing liquid systems. 




 177
Infraction 6.2.10: Buried Components 


       Solar components and materials that are 
       intended to be buried in soils shall be 
       protected from degradation under in‐service 
       conditions to insure that their function shall 
       not be impaired.  Use proper  jacketing and 
       flashing to prevent rain penetration.




 178
Infraction 6.5.14: 
Pipe and Component Supports 

       Hangers shall provide adequate support 
       and correct pitch of pipes.  Hangers or 
       supports for insulated  pipes or 
       components shall be designed to avoid 
       compressing or damaging the insulation 
       material. Hangers shall not cause 
       dissimilar metal corrosion.


 179
Infraction 6.5.15: 
Pitch or Angle of Piping Installation


       Piping should be sloped toward drain ports 
       with a drainage slope of no less than 1/4 inch 
       per foot. 




 180
Drain Pitch




 181
Pitch




 182
Infraction 6.1.1.3:Thermal Expansion 


       The system design, components and 
       subassemblies shall include adequate 
       provisions for the thermal contractions and 
       expansion of heat transfer fluids and system 
       components that will occur over the design 
       temperature range.




 183
Infraction: Building Penetrations

   Penetrations of the building through which piping or 
   wiring is passed shall not reduce or impair the function 
   of the enclosure. Penetrations through walls or other 
   surfaces shall not allow  intrusion by insects and/or 
   vermin. Required roof penetrations shall be made in 
   accordance with applicable codes and also by practices 
   recommended by the National Roofing Contractors 
   Assoc. 



 184
Use flashing and sealant




 185
Heat Exchanger: SRCC Language

       A single wall heat exchanger may be used when in compliance 
       with both of the following:

   1.      Heat transfer medium is taken from a potable water source or
           is distilled water suitable for domestic use. Any additives
           shall be listed in the Code of Federal Regulations, Title 21,
           Food and Drugs, Chapter 1, Food and Drug Administration,
           Part 182, “Substances Generally Recognized as Safe,” Part
           184, “Direct Food Substances Affirmed as Generally
           Recognized as Safe.”

   2.      Operating pressure within the heat exchanger shall be less
           than the normal minimum operating pressure of the potable
           water system.


 186
Heat Exchanger: 
California Plumbing Code

   L3.2   Single‐wall heat exchangers shall be permitted if they satisfy all of the 
      following requirements:
       1. The heat transfer medium is either potable water or contains 
             essentially nontoxic transfer fluids having a toxicity rating or class of 
            1(see Section 207.0)
       2. The pressure of the heat‐transfer medium is maintained at less than 
            the normal minimum operating pressure of the potable water 
            system.
       3. The equipment is permanently labeled that only additives recognized 
            as safe  by the FDA shall be used in the heat transfer medium.




 187
California Plumbing Code (cont)

       “Essentially Nontoxic Transfer Fluid” Essentially 
       nontoxic at practically nontoxic, Toxicity Rating 
       Class 1(reference “Clinical Toxicology of 
       Commercial Products” by Gosselin, Smith, 
       Hodge and Braddock.

       Comply with the local code re 1‐wall or 2‐wall 
       heat exchanger.


 188
Count the errors!




189
190
                             Ethics Overview

 • Guide all professional relations by the highest standards of integrity
 • Admit and accept your own errors when proven wrong and take appropriate 
   action to correct the error
 • Observe and foster the highest standard of safety and working conditions for 
   employees
 • Do not attempt to injure, maliciously or falsely, directly or indirectly, the 
   professional reputation and practices of other members, and not untruthfully 
   criticize other members
 • Actively participate in the training of skilled tradespeople for the future welfare of 
   the solar energy industry
 • Do not attempt to attract an employee from another firm by false or misleading 
   pretenses
 • Endeavor to protect the solar energy profession from misrepresentation 
 • Avoid all practices likely to discredit the profession or deceive the public.
      Source: CALSEA

191
        Examples of Questionable Practices

 •    Contractor’s license not in name of business
 •    Sales person not registered
 •    Intimidation
 •    Deposits
 •    Excessive performance/Benefits claims
 •    Improper system sizing to load
 •    Permits
 •    Kickbacks and ‘free’ items
 •    Non‐solar improvements (service upgrades, 
      remodels, ‘power saving devices’)
192
                       Ethics Challenges

      •   A few unhappy customers hurt all solar companies 
      •   Reputations lost are hard to retrieve
      •   Maintaining values in hard times
      •   Unpolished newcomers – innocent mistakes
      •   Polished newcomers – deliberate acts
      •   Short term opportunists are among us
      •   For some, it is hard to put values before money




193
        How to report suspicious activity

• SWIFT program
      • http://www.cslb.ca.gov/Consumers/ReportUnlicensedActivity/HowCanIReportU
        nlicensedContractors.asp


• Local District Attorney
      • http://www.sdcda.org/preventing/consumer‐protection/index.html


• CSI Program Administrators

• Better Business Bureau

194
Program Contact Information

   Pacific Gas and Electric:                   Southern California Gas Company:
   Phone: (877) 743‐4112                       Phone: (800) Gas‐2000
   Email: solar@pge.com                        Email: CSIThermalProgram@SoCalGas.com
   Website: www.pge.com/csithermal             Website: www.socalgas.com/rebates/solar/

   California Center for Sustainable Energy    Southern California Edison:
        (SDG&E territory):                     Phone: (866) 584‐7436
   Phone: (877) 333‐SWHP                       Email: CSIGroup@sce.com
   Email: swh@energycenter.org                 Website: www.sce.com/csithermal
   Website: www.energycenter.org/swh




 195

				
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