O casă cu energie zero (ZEH) produce atâta energie pe cât o consumă peste un an. Singura modalitate de a realiza acest lucru este prin proiectarea și practicile eficiente din punct de vedere energetic, împreună cu tehnologiile de producere a energiei.
Reducerea cererilor de energie
În plus față de un stil de viață dedicat conservării energiei, construirea unei case fără energie necesită un design și o tehnologie conștiente de energie. „Nu se poate face niciun compromis cu nimic”, spune Danny Parker, cercetător principal la Florida Solar Energy Center. Modul în care este orientată și proiectată casa sunt la fel de importante ca și panourile fotovoltaice utilizate pentru a genera energie.
Reducerea cererii de energie a unei case este cel mai important prim pas în crearea unei case cu energie zero. „Întrebarea cheie este:„ Cum reduc sarcinile din clădire să fie cât mai mici posibil? ”, Spune Parker. Răspunsul va varia la nivel regional, deoarece natura acestor cereri de energie depinde în mare măsură de climă. O casă din Minnesota se va confrunta cu cerințe semnificative de încălzire, în timp ce una din Florida își va consuma cea mai mare parte a energiei răcind casa. „Trebuie să scoateți toate trucurile regionale”, spune Parker.
În acest scop, proiectarea și implementarea unui sistem HVAC eficient din punct de vedere energetic poate reduce sarcinile de energie cu până la 80%. Pentru o casă din Florida, utilizarea plăcilor de acoperiș de culoare deschisă și a ferestrelor selective spectral va reduce încărcătura de căldură a clădirii și, la rândul său, reduce cerințele sistemului de răcire. Pe plan intern, frigiderele, șaibele, uscătoarele și alte aparate clasificate Energy Star vor reduce, de asemenea, energia necesară în casă.
Producerea de energie pentru casă
Atunci când o casă este proiectată, construită sau modernizată pentru a fi cât mai eficientă din punct de vedere energetic, al doilea pas este de a utiliza tehnologii de producere a energiei, începând cu soarele. Tehnologia solară termică folosește soarele pentru a încălzi materialul care este apoi depozitat termic pentru utilizare ulterioară. Această tehnologie include sisteme de apă caldă. Sistemele solare termice sunt soluții solare rentabile și au un preț mult mai mic decât omologii lor fotovoltaici (PV). „Energia termică solară nu intră în costurile de 4 sau 5 cifre, cum ar putea PV”, spune Tim Merrigan, senior manager de program la Laboratorul Național de Energie Regenerabilă.
Odată ce o casă este eficientă din punct de vedere energetic și este configurată cu colectarea solare-termice a apei și căldurii, tehnologia fotovoltaică adaugă componenta producătoare de energie electrică care ajută la aducerea contului de energie la zero. Tehnologia fotovoltaică valorifică puterea soarelui pentru a genera electricitate care este colectată ca curent continuu (DC) și fie trimisă la rețeaua electrică pentru creditare, fie transmisă unui invertor din casă pentru a fi utilizat ca energie electrică de uz casnic.
Oricum ar fi, surplusul de energie este de obicei trimis înapoi la utilitate pentru a alimenta alte case și este creditat împotriva utilizării producătorului de energie. Stimulentele federale și de stat pot scădea prețul acestor sisteme, iar resursele sunt disponibile constructorilor, contractanților și proprietarilor de case pentru a determina cât de mare va fi necesar un sistem pentru a genera cantitatea necesară de energie pentru casă.
Monitorizarea utilizării energiei
Menținerea unei gospodării cu energie zero necesită un angajament față de un stil de viață cu energie zero. Parker compară ZEH cu o mașină hibridă: o mașină hibridă este proiectată pentru a obține un kilometraj remarcabil de ridicat, dar conducerea acestuia iresponsabil va duce la un kilometraj mediu sau slab. Proprietarii de ZEH trebuie să monitorizeze în permanență consumul de energie și să ia decizii în materie de energie. Dispozitivele de monitorizare a energiei permit proprietarilor de locuințe să monitorizeze consumul de energie în timp real în casă și să elimine evacuările de energie ineficiente. „Devii foarte preocupat de Watt”, spune Parker, și „cum să le elimini pe fiecare”. Dispozitivele de monitorizare permit proprietarilor de case să vadă consumul real de energie și îi pot inspira să facă schimbări de eficiență, cum ar fi instalarea becurilor fluorescente compacte sau achiziționarea de echipamente având în vedere puterea.
Pentru a menține consumul de energie cât mai aproape de zero, proprietarii de case ar trebui să calculeze în kilowați-oră (kWh) producția medie zilnică a sistemului lor. Parker îi sfătuiește pe oameni să utilizeze metoda Centrului de Energie Solară din Florida pentru calcularea producției zilnice de energie. „Luați ratingul kW al sistemului și îl multiplicați cu 4”, spune Parker. „Asta vă va oferi kWh pe zi pe care se poate aștepta să îl producă sistemul.”
Parker sugerează că proprietarii de case folosesc 3,5 sau 3 pentru statele mai înnorate din Pacificul de Nord-Vest și 4,5 sau 5 pentru statele mai însorite din Sud-Vest. Apoi, corelați cheltuielile zilnice de energie cu producția zilnică de energie pentru a menține casa la zero energie.
Prognoza pentru casele Zero-Energy
„Adevărul este că există mult mai puține case adevărate cu energie zero acolo decât cred oamenii”, spune Parker. Este mai exact să spunem „energie aproape zero”, în majoritatea cazurilor. „Casele din California ajung la 50, 60 și chiar 70 la sută cu energie zero”, spune Merrigan, adăugând că obiectivul Departamentului Energiei pentru o casă „comercializabilă” cu energie zero până în 2022-2023 ar putea fi atins chiar mai devreme, pe măsură ce cercetările continue reduce costurile și crește stimulentele federale și de stat.
Chiar și cu tehnologie ieftină și cu costuri reduse prin stimulente, totuși, casele construite în unele părți ale țării vor beneficia atât de mult de adăugarea tehnologiei solare, datorită măsurătorilor scăzute de kWh pe zi. În plus, tendința în anumite domenii ale industriei casnice - divertisment la domiciliu și birou la domiciliu, în special, indică popularitatea tehnologiei care crește consumul de energie, mai degrabă o scade. „Toată lumea vrea televizorul cu plasmă cu ecran plat de 50 de inci”, spune Parker, „dar nimeni nu se gândește la faptul că atrage 400-500 de wați”.
Investitorii într-o casă cu energie zero ar trebui, de asemenea, să fie atenți la capcana de rambursare. „Oamenii întreabă întotdeauna despre rambursare”, spune Merrigan. „Ar trebui să se gândească că acesta este un upgrade - o investiție - la fel ca modernizarea oricărei părți a casei.” La fel ca finisarea unui subsol, adăugarea unei băi sau instalarea unei piscine, investiția suplimentară într-o casă care se apropie sau atinge energia zero este o investiție care va crește în timp. „Indiferent de valoarea pe care ai pune-o în casă, vei primi înapoi”, adaugă Merrigan.