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Cómo funcionan las casas impotentes

Cómo funcionan las casas impotentes
Satisfacer
  1. Construcción de casas sin electricidad.
  2. Generación de energía doméstica
  3. Salvar hogares sin energía

Construcción de casas sin electricidad.

Construir una casa sin energía no se trata solo de agregar un sistema de energía solar y el refrigerador más eficiente del mercado. Un ZEH se construye desde el principio teniendo en cuenta la eficiencia energética. Comienza con los elementos de diseño y construcción más básicos, centrándose en dos áreas principales: reducir las necesidades energéticas de los sistemas que constituyen la mayor parte del consumo energético de una vivienda y aumentar el consumo energético de una vivienda. Casa.

Un ZEH incluye:

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

Y minimiza las necesidades energéticas para:

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

Hay muchos consejos que los constructores y arquitectos utilizan para lograr estos objetivos. Por ejemplo, las paredes, los techos y los cimientos y la interacción entre los tres se pueden diseñar para administrar el flujo de agua, vapor y calor de manera más eficiente. La cubierta del techo puede tener un alto valor de reflectancia solar. Las canaletas y los techos se pueden colocar y dimensionar estratégicamente para bloquear el sol de verano y permitir el sol de invierno. Otros elementos de diseño pueden incluir:

  • Aislamiento y ventanas extra gruesas
  • Sistemas integrados de monitoreo de temperatura y ventilación.
  • Tragaluces estratégicamente colocados para reducir los requisitos de iluminación
  • Orientación para aprovechar al máximo la exposición solar de los paneles solares
  • Impermeabilización del ático de alto rendimiento para reducir las necesidades de refrigeración en verano

Incluso con los diseños y dispositivos más eficientes, un ZEH sigue utilizando energía y todavía está conectado a la red eléctrica. Entonces, ¿cómo puede ser “energía cero”? Tiene que ver con el sistema solar fotovoltaico instalado. Los paneles solares a veces proporcionan tanta energía como consume la casa. Y cuando no lo hacen, tienen un plan de pago.

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Generación de energía doméstica

Esta casa de energía cero de Habitat for Humanity en Wheatridge, Colorado, funciona con paneles solares.

Foto cortesía de NREL

Una casa sin electricidad requiere mucha menos energía que una casa estándar, hasta un 60% menos. Sin embargo, todavía se necesita un 60% menos de energía. Para hacer la casa sin energía, por lo tanto, debe producir su propia energía, y debe ser energía limpia, o ¿para qué sirve?

Los paneles solares fotovoltaicos producen 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 diferencia un ZEH de una casa con energía solar normal es la combinación de menores requisitos de electricidad y mayor producción de electricidad. . . Entonces, mientras que una casa solar que consume 7 o 10 kWh por pie cuadrado por mes y produce 2 kWh solares por pie cuadrado todavía necesita ingresar 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 capaces de generar, en promedio, 4 kWh por pie cuadrado.

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Esto es “en promedio” porque los paneles solares dependen de las condiciones climáticas para funcionar con la máxima eficiencia. Por lo tanto, y en términos de consumo de energía real (en comparación con el consumo de energía promedio), una casa con energía cero es en realidad una casa con energía cero.

La idea es que todo esté equilibrado.

Hay momentos, como en invierno (cuando los días son más cortos) o en los días de lluvia, en los que los paneles solares no producen toda la energía que necesita ZEH. Y también hay momentos en los que la casa necesita más energía, como los días particularmente calurosos o fríos, o cuando los niños juegan en el barro y la necesidad de lavarse aumenta drásticamente. En esos momentos, el ZEH extrae la energía extra que necesita de la red eléctrica.

Y hay momentos en los que los días son largos y el sol coopera y el clima es templado, por lo que el calor o el aire no es lo que necesita, cuando su hogar requiere menos energía que los paneles solares. Los paneles solares luego envían su exceso de energía a la red eléctrica, proporcionando energía limpia donde se necesita.

Al final del año, se espera que se cancele el consumo de energía y la producción de energía. Por lo tanto, la “casa de energía neta cero”.

Entonces, ¿qué significa toda esta eficiencia energética para el propietario? ¿Un ZEH costará menos que una casa tradicional? ¿Corto, largo plazo o nunca? ¿O se trata de salvar el planeta casa a casa?

¿Por qué comprar uno?

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Salvar hogares sin energía

La doble estructura de un Hábitat para la Humanidad ZEH en Colorado permite la eficiencia energética.

La doble estructura 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 negocio. Los osos polares pueden dar fe de eso. Lo mismo se aplica a las aldeas afectadas por la sequía en las zonas rurales de todo el mundo. Pero también existen otras preocupaciones. Primero, está el factor dinero.

Las casas sin poder cubren todo el rango de precios. Un ZEH construido en Frisco, Texas en 2004 costó $ 1 millón; un ZEH construido en Edmond, Oklahoma en 2005 tenía un costo de venta estimado de $ 200,000 [source: Oliver].

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Independientemente del rango de precios, construir una casa sin energía cuesta más que construir una casa tradicional del mismo tamaño y características. Las estimaciones sitúan el aumento entre el 20% y el 60% [sources: ToolBase, Oliver]. Este es un aumento muy grande, pero puede disminuir significativamente si se toman en cuenta los descuentos de eficiencia energética federales y estatales disponibles.

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

Sin embargo, hay un cambio de rumbo en la estimación de ahorro de energía. Un ZEH es ZE solo si las personas que viven allí tienen buenos hábitos energéticos. Si los propietarios dejan las luces encendidas todo el tiempo, encienden el aire acondicionado a 60 grados F (16 grados C) en el verano y toman baños diarios de 30 minutos, es probable que el consumo real de energía de la casa exceda su capacidad de producción. En este caso, la factura energética será superior a cero.

En definitiva, la verdadera eficiencia energética de una casa con energía cero depende en gran medida de las personas que la mantienen. Los sistemas fotovoltaicos requieren controles periódicos para funcionar con la máxima eficiencia. Incluso el sistema de aire acondicionado más eficiente tendrá que trabajar horas extras si la gente deja la puerta abierta en pleno verano. Pero si la casa se usa según lo prescrito, potencialmente puede proporcionar beneficios sustanciales a los propietarios de viviendas y a los osos polares.

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

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Por lo que alimenta el sistema, una casa sin energía acaba por no consumir energía.  Vea más fotografías de las ciencias verdes.

Debido a esto que alimenta el sistema, una casa sin energía termina por no consumir energía. Ver más fotos científicas verde.

iStockphoto.com/gchutka

En cuanto al consumo de energía, no todas las casas son iguales.

Primero, está la casa eléctrica tradicional. Una casa típica de Estados Unidos con energía completa usa alrededor de 10 kilovatios hora (kWh) por pie cuadrado por mes, o alrededor de 120 kWh por pie cuadrado por año. [source: ToolBase].

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Una casa de alta eficiencia, como una con un calentador de agua solar, un pequeño sistema fotovoltaico y electrodomésticos de alta eficiencia, reduce el consumo de energía a alrededor de 84 kWh por pie cuadrado por año. [source: ToolBase].

Y luego está la casa de energía cero, o ZEH. Al final del mismo año, un ZEH termina sin consumir energía.

Bueno, en realidad es un poco más complicado que eso, pero tiene como resultado un consumo neto de energía cero. Una casa sin energía es tan eficiente como puede ser una casa sin tener que dejar la electricidad por completo. Tiene todas las comodidades de un hogar normal: calienta, refresca, entretiene, lava y seca. Simplemente hace esto de manera más eficiente. Y luego, cuando está hecho, genera suficiente electricidad solar para cubrir sus necesidades de baja energía.

Parece muy futurista, pero las casas con energía cero ya no son solo un concepto. En Estados Unidos empiezan a aparecer a la venta en estados más soleados, como Arizona, Texas y California, donde el combustible solar es más abundante. También hay empresas de construcción que se centran casi exclusivamente en el mercado ZEH o cuasi-ZEH.

En este artículo, descubriremos qué son estas casas: cómo consumen un 60% menos de energía que una casa común, cómo terminan teniendo un consumo energético neto nulo y si terminan ahorrando dinero a un propietario a largo plazo o si la ventaja es puramente medioambiental.

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