Cómo Funcionan Las Casas De Energía Cero

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Las casas de energía cero usan energía, pero también crean energía. Visite WordsSideKick.com para aprender sobre hogares de energía cero.

Cuando se trata del uso de energía, no todas las casas son iguales.

Primero, está la casa eléctrica tradicional. Una casa típica, completamente eléctrica, en los Estados Unidos utiliza aproximadamente 10 kilovatios-hora (kWh) por pie cuadrado por mes, o aproximadamente 120 kWh por pie cuadrado en un año [fuente: ToolBase].

Un hogar de mayor eficiencia, como uno con calentador de agua solar, un pequeño sistema fotovoltaico y electrodomésticos de alta eficiencia, reduce el consumo de energía a aproximadamente 84 kWh por pie cuadrado en un año [fuente: ToolBase].

Y luego está la casa de energía cero, o ZEH. Al final de ese mismo año, una ZEH no consume energía en absoluto.

Bueno, en realidad, es un poco más complicado que eso, pero funciona con un consumo de energía nulo a cero. Una casa de energía cero es tan eficiente como la que una casa puede obtener sin 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 está listo, genera suficiente energía 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 aparecer 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 de ZEH o casi ZEH.

En este artículo, descubriremos de qué se tratan estas casas: cómo usan 60 por ciento menos energía que una casa típica, cómo terminan con un consumo neto de energía cero y si terminan ahorrando dinero a un propietario. A la larga, o si el beneficio es puramente ambiental.

Construcción de casas de energía cero

Construir un hogar de energía cero no es simplemente una cuestión de lanzar un sistema de energía solar y el refrigerador de mayor eficiencia del mercado. Un ZEH está construido 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 vivienda y aumentar la capacidad de generación de energía incorporada en la vivienda.

Una ZEH incorpora:

  • Un sistema solar fotovoltaico para generar electricidad.
  • Un sistema pasivo de energía solar térmica para calentar agua (los sistemas pasivos no tienen partes eléctricas; consulte Cómo funcionan los calentadores de agua solares para obtener más información)

Y minimiza las necesidades energéticas para:

  • Calefacción de espacios, refrigeración de espacios y ventilación.
  • Calentamiento de agua
  • Iluminación y electrodomésticos

Hay muchos trucos que los constructores y los arquitectos usan para lograr estos objetivos. Por ejemplo, las paredes, el techo y los cimientos, y la interacción entre los tres, pueden diseñarse para administrar de manera más eficiente el flujo de agua, vapor y calor. El revestimiento del techo puede tener un alto valor de reflectancia solar. Los aleros y los toldos pueden colocarse y dimensionarse estratégicamente para bloquear el sol del verano y permitir el sol de invierno. Otros elementos de diseño pueden incluir:

  • Ventanas extra-gruesas y aislamiento.
  • Sistemas integrados de monitoreo de temperatura y ventilación.
  • Tragaluces estratégicamente colocados para reducir las necesidades de iluminación.
  • Orientación para aprovechar al máximo la exposición al sol para paneles solares.
  • Sellado de áticos de alto rendimiento para reducir las necesidades de refrigeración en verano

Incluso con el diseño y los electrodomésticos de mayor eficiencia, un ZEH aún 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 amortización.

Producción de energía en el hogar

Este hogar de energía cero de Habitat for Humanity en Wheatridge, Colorado, cuenta con paneles solares.

Este hogar de energía cero de Habitat for Humanity en Wheatridge, Colorado, cuenta con paneles solares.

Un hogar de energía cero requiere significativamente menos energía que un hogar estándar, hasta un 60 por ciento menos. Pero aún así, el 60 por ciento menos de energía necesaria es todavía energía necesaria. Para que el hogar tenga cero energía, entonces, tiene que producir su propia energía, y tiene que ser energía limpia, o ¿cuál es el punto?

Los paneles solares fotovoltaicos logran la producción de energía en un ZEH. (También podría usar 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 un hogar tradicional con energía solar es la combinación de menores requerimientos de electricidad y una mayor producción de electricidad.. Por lo tanto, mientras que una casa solar que consume 7 o 10 kWh por pie cuadrado por mes y que produce 2 kWh por pie cuadrado todavía tiene que recurrir a la red para una parte significativa de su electricidad, los números para un ZEH están casi perfectamente alineados. Un ZEH que necesita 4 kWh por pie cuadrado tiene paneles fotovoltaicos que pueden generar, en promedio, 4 kWh por pie cuadrado.

Es "en promedio" porque los paneles solares dependen de las condiciones climáticas para funcionar con su máxima eficiencia. De esta manera, y en términos de consumo de energía real (a diferencia del 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 momentos, como en invierno (cuando los días son más cortos) o en días de lluvia, cuando los paneles solares no van a producir toda la energía que requiere el ZEH. Y también hay momentos en que el hogar requiere más energía, como en los días especialmente calurosos o especialmente fríos, o cuando los niños juegan en el barro y los requisitos de lavado 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 suave, por lo que no se necesita tanto calor o aire, cuando el hogar requiere menos energía de la que generan los paneles solares. Luego, los paneles solares envían su exceso de energía a la red eléctrica, suministrando energía limpia donde se necesita.

Al final del año, el uso de energía y la generación de energía deberían cancelarse mutuamente. Así, el "hogar de energía neta cero"

Entonces, ¿qué significa toda esta eficiencia energética para el propietario? ¿Costará una ZEH menos que una casa tradicional? A corto plazo, a largo plazo, ¿o alguna vez? ¿O es todo una cuestión de salvar el planeta una casa a la vez?

¿Por qué comprar uno?

Economía de Hogares de Energía Cero

El marco de doble espárrago de un Hábitat para la Humanidad ZEH en Colorado permite la eficiencia energética.

El marco de doble espárrago de un Hábitat para la Humanidad ZEH en Colorado permite la eficiencia energética.

Reducir las emisiones de carbono es un gran problema. Los osos polares pueden dar fe de eso. Lo mismo ocurre con las aldeas asoladas por la sequía en las zonas rurales de todo el mundo. Pero también hay otras preocupaciones. Primero, está el factor dinero.

Las casas de energía cero abarcan toda la gama de precios. Una ZEH construida en Frisco, Texas, en 2004 se cotizó en $ 1 millón; una ZEH construida en Edmond, Oklahoma, en 2005 tuvo un costo minorista estimado de $ 200,000 [fuente: Oliver].

Sin importar el rango de precios, construir una casa de energía cero cuesta más que construir una casa tradicional del mismo tamaño y características. Los cálculos estiman que el aumento oscila entre 20 y 60 por ciento [fuentes: ToolBase, Oliver]. Es un aumento bastante grande, pero puede disminuir considerablemente cuando se tienen en cuenta los reembolsos federales y estatales de eficiencia energética disponibles.

Y luego está la cosa de la factura de la energía de $ 0. Una casa unifamiliar regular en los Estados Unidos paga alrededor de $ 2,200 al año en energía [fuente: EnergyStar]. Reducirlo a nada puede ahorrar $ 22,000 en 10 años. Si se toman en cuenta los incentivos gubernamentales, el ahorro de energía podría compensar un aumento en el precio de compra.

Sin embargo, hay una arruga en la estimación de ahorro de energía. Un ZEH es solo ZE si las personas que viven en él practican buenos hábitos de energía. Si los propietarios dejan las luces encendidas todo el tiempo, ejecute el CA a 60 grados F (16 grados C) en verano y tome duchas diarias de 30 minutos, el uso real de energía de la casa probablemente exceda su capacidad de generación. En ese caso, la factura energética será mayor que cero.

Al final, la verdadera eficiencia energética de una vivienda de energía cero depende mucho de las personas que la mantengan. Los sistemas fotovoltaicos requieren chequeos regulares para que funcionen a su máxima eficiencia. Incluso la configuración de aire acondicionado de mayor eficiencia tendrá que trabajar horas extras si la gente deja la puerta abierta en medio del verano. Pero si el hogar se usa según lo prescrito, podría funcionar para proporcionar beneficios sustanciales, tanto para los propietarios como para los osos polares.

Para obtener más información sobre hogares de energía cero y temas relacionados, consulte los enlaces en la página siguiente.


Suplemento De Vídeo: La prohibida y mágica.




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