Debido a lo que bombea al sistema, un hogar sin energía termina por no consumir energía en absoluto. Vea más imágenes de ciencia verde. iStockphoto.com/gchutka En lo que respecta al uso de energía, no todas las casas son iguales.
Primero, ahí está la casa eléctrica tradicional. Un típico Los hogares que funcionan totalmente con energía eléctrica en los Estados Unidos usan alrededor de 10 kilovatios-hora (kWh) por pie cuadrado por mes, o aproximadamente 120 kWh por pie cuadrado en un año [fuente:ToolBase].
Una casa de mayor eficiencia, como uno con un calentador de agua solar, un pequeño sistema fotovoltaico y electrodomésticos de alta eficiencia, reduce el uso de energía a aproximadamente 84 kWh por pie cuadrado en un año [fuente:ToolBase].
Y luego está el hogar de energía cero, o ZEH. A finales de ese mismo año, un ZEH termina sin consumir energía en absoluto.
Bien, actualmente, es un poco más complicado que eso, pero funciona con un consumo de energía neto cero. Una casa de energía cero es tan eficiente como una casa puede ser sin tener que renunciar por completo a la electricidad. Tiene todas las comodidades de una casa normal:calienta, enfría entretiene, lava y seca. Simplemente lo hace todo de manera más eficiente. Y luego, cuando este hecho, genera suficiente electricidad solar para cubrir sus propias necesidades de baja energía.
Parece bastante futurista pero las casas de energía cero ya no son solo un concepto. En los Estados Unidos, están empezando a salir a la venta en los estados más soleados, como Arizona, Texas y California, donde el combustible solar es más abundante. Incluso hay algunas empresas de construcción de viviendas que se centran casi exclusivamente en el mercado ZEH o cercano a ZEH.
En este articulo, Descubriremos de qué se tratan estas casas:cómo usan un 60 por ciento menos de energía que una casa típica, cómo terminan con un consumo de energía neto cero, y si terminan ahorrándole dinero al propietario a largo plazo, o si el beneficio es puramente ambiental.
Contenido
Construir una casa de energía cero no es simplemente una cuestión de incorporar un sistema de energía solar y el refrigerador de mayor eficiencia del mercado. Un ZEH se construye desde cero teniendo en cuenta la eficiencia energética. Comienza con los elementos de diseño y construcción más básicos, centrándose en dos áreas principales:reducir los requisitos de energía para los sistemas que representan la mayor parte del uso de energía de una casa y aumentar la capacidad de generación de energía incorporada de la casa.
Un ZEH incorpora:
Y minimiza las necesidades energéticas para:
Hay muchos trucos que los constructores y arquitectos utilizan para lograr estos objetivos. Por ejemplo, los muros, techo y cimientos, y la interacción entre los tres, puede diseñarse para gestionar el agua de la forma más eficiente, flujo de vapor y calor. El revestimiento del techo puede tener un alto valor de reflectancia solar. Los aleros y toldos pueden colocarse estratégicamente y dimensionarse para bloquear el sol de verano y permitir el sol de invierno. Otros elementos de diseño pueden incluir:
Incluso con el diseño y los electrodomésticos de mayor eficiencia, un ZEH todavía usa energía, y todavía está conectado a la red eléctrica. Entonces, ¿cómo puede ser "energía cero"? Eso tiene que ver con el sistema solar fotovoltaico instalado. Los paneles solares a veces proporcionan tanta energía como los usos domésticos. Y cuando no lo hacen tienen un plan de recuperación de la inversión.
Este hogar de energía cero de Hábitat para la Humanidad en Wheatridge, Colo., cuenta con paneles solares. Foto cortesía de NREL Una casa de energía cero requiere mucha menos energía que una casa estándar, hasta un 60 por ciento menos. Pero aún, El 60 por ciento menos de energía necesaria sigue siendo energía necesaria. Para hacer que el hogar tenga energía cero, luego, tiene que producir su propia energía, y tiene que ser energía limpia, o cual es el punto?
Los paneles solares fotovoltaicos realizan la producción de energía en un ZEH. (También podría utilizar energía eólica, pero las turbinas eólicas residenciales no son tan comunes como los sistemas solares residenciales). El truco que hace que un ZEH sea diferente de una casa vieja que funciona con energía solar es la combinación de requisitos de electricidad reducidos y una mayor producción de electricidad. Entonces, Considerando que una casa solar que consume 7 o 10 kWh por pie cuadrado por mes y produce 2 kWh solares por pie cuadrado todavía tiene que recurrir a la red para obtener una parte significativa de su electricidad, los números de un ZEH están casi perfectamente alineados. Un ZEH que necesita 4 kWh por pie cuadrado tiene paneles fotovoltaicos que pueden generar, de media, 4 kWh por pie cuadrado.
Es "en promedio" porque los paneles solares dependen de las condiciones climáticas para operar con su máxima eficiencia. De este modo, y en términos de consumo de energía real (en contraposición al consumo de energía promedio), un hogar de energía cero es de hecho un hogar de energía neta cero.
La idea es que todo se equilibre.
Hay veces, como en invierno (cuando los días son más cortos) o en los días de lluvia, cuando los paneles solares no van a producir toda la energía que requiere la ZEH. Y también hay ocasiones en las que el hogar requiere más energía, como en días especialmente calurosos o especialmente fríos, o cuando los niños juegan en el barro y las necesidades de ropa aumentan drásticamente. En estos momentos el ZEH extrae la energía extra que necesita de la red eléctrica.
Y luego hay momentos cuando los días son largos y el sol coopera, y el clima es templado, por lo que no se necesita tanto calor ni aire, cuando el hogar requiere menos energía que la que generan los paneles solares. Los paneles solares luego envían su exceso de energía a la red eléctrica, suministrando energía limpia donde se necesita.
Al final del año, el uso y la generación de energía deben anularse mutuamente. Por lo tanto, el "hogar de energía neta cero".
Entonces, ¿Qué significa toda esta eficiencia energética para el propietario? ¿Un ZEH costará menos que una casa tradicional? A corto plazo, a la larga, o nunca ¿O se trata de salvar el planeta casa a casa?
¿Por qué comprar uno?
La estructura de doble montante de un Hábitat para la Humanidad ZEH en Colorado permite la eficiencia energética. Foto cortesía de NREL Reducir las emisiones de carbono es un gran problema. Los osos polares pueden dar fe de eso. También lo pueden hacer las aldeas asoladas por la sequía en las zonas rurales de todo el mundo. Pero hay otras preocupaciones, también. Primero, ahí está el factor dinero.
Las casas de energía cero abarcan toda la gama de precios. Un ZEH construido en Frisco, Texas, en 2004 se cotizó en $ 1 millón; un ZEH construido en Edmond, Okla., en 2005 tuvo un costo minorista estimado de $ 200, 000 [fuente:Oliver].
Independientemente del rango de precios, La construcción de una casa que consume energía cero cuesta más que la construcción de una casa tradicional del mismo tamaño y características. Las estimaciones sitúan el aumento entre el 20 y el 60 por ciento [fuentes:ToolBase, Oliver]. Es un aumento bastante grande pero eso puede disminuir considerablemente si se toman en cuenta los reembolsos de eficiencia energética federales y estatales disponibles.
Y luego está todo el asunto de la factura de energía de $ 0. Una casa unifamiliar regular en los Estados Unidos paga alrededor de $ 2, 200 al año de energía [fuente:EnergyStar]. Reducir eso a nada puede ahorrar $ 22, 000 durante 10 años. Si tiene en cuenta esos incentivos gubernamentales, el ahorro de energía podría compensar un aumento en el precio de compra.
Hay una arruga en la estimación de ahorro de energía, aunque. Un ZEH es solo ZE si las personas que viven en él practican buenos hábitos energéticos. Si los propietarios dejan las luces encendidas todo el tiempo, haga funcionar el aire acondicionado a 60 grados F (16 grados C) en verano y tome duchas diarias de 30 minutos, el uso real de energía del hogar probablemente excederá su capacidad de generación. En ese caso, la factura de energía va a ser mayor que cero.
En el final, la verdadera eficiencia energética de una casa de energía cero depende en gran medida de las personas que la mantienen. Los sistemas fotovoltaicos requieren chequeos regulares para funcionar con su máxima eficiencia. Incluso la instalación de aire acondicionado de mayor eficiencia tendrá que trabajar horas extras si la gente deja la puerta abierta en medio del verano. Pero si la casa se usa según lo prescrito, potencialmente podría funcionar para proporcionar beneficios sustanciales, tanto a los propietarios de viviendas como a los osos polares.
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