A causa di ciò che pompa di nuovo nel sistema, una casa a energia zero finisce per non consumare affatto energia. Guarda altre foto di scienze verdi. iStockphoto.com/gchutka Quando si tratta di consumo energetico, non tutte le case sono uguali.
Primo, c'è la casa elettrica tradizionale. Un tipico, una casa completamente elettrica negli Stati Uniti utilizza circa 10 kilowattora (kWh) per piede quadrato al mese, o circa 120 kWh per piede quadrato in un anno [fonte:ToolBase].
Una casa più efficiente, come quello con uno scaldacqua solare, un piccolo impianto fotovoltaico ed elettrodomestici ad alta efficienza, riduce il consumo di energia a circa 84 kWh per piede quadrato in un anno [fonte:ToolBase].
E poi c'è la casa a energia zero, o ZEH. Alla fine di quello stesso anno, un ZEH finisce per non consumare energia.
Bene, in realtà, è un po' più complicato di così, ma funziona con un consumo energetico pari a zero. Una casa a energia zero è efficiente quanto una casa senza rinunciare del tutto all'elettricità. Ha tutti i comfort di una casa normale:riscalda, si raffredda, intrattiene, lava e asciuga. Fa tutto in modo più efficiente. Poi, quando è finito, genera abbastanza elettricità solare per coprire i propri bisogni a bassa energia.
Sembra piuttosto futuristico, ma le case a energia zero non sono più solo un concetto. Negli Stati Uniti, stanno cominciando a spuntare in vendita negli stati più soleggiati, come l'Arizona, Texas e California, dove il combustibile solare è più abbondante. Ci sono anche alcune società di costruzioni domestiche che si concentrano quasi esclusivamente sul mercato ZEH o vicino a ZEH.
In questo articolo, scopriremo di cosa trattano queste case:come usano il 60% di energia in meno rispetto a una casa tipica, come finiscono con un consumo energetico pari a zero, e se finiscono per risparmiare i soldi di un proprietario di casa a lungo termine, o se il beneficio è puramente ambientale.
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Costruire una casa a energia zero non è semplicemente una questione di inserire un sistema di energia solare e il frigorifero più efficiente sul mercato. Un ZEH è costruito da zero con l'efficienza energetica in mente. Si inizia con gli elementi di progettazione e costruzione più elementari, concentrandosi su due aree principali:ridurre il fabbisogno energetico per i sistemi che rappresentano la maggior parte del consumo energetico di una casa e aumentare la capacità di generazione di energia incorporata della casa.
Un ZEH comprende:
E riduce al minimo il fabbisogno energetico per:
Ci sono molti trucchi che i costruttori e gli architetti usano per raggiungere questi obiettivi. Ad esempio, le mura, tetto e fondamenta, e l'interazione tra i tre, può essere progettato per gestire in modo più efficiente l'acqua, flusso di vapore e calore. Il rivestimento del tetto può avere un alto valore di riflettanza solare. Grondaie e tende da sole possono essere posizionate e dimensionate strategicamente per bloccare il sole estivo e consentire il sole invernale. Altri elementi di design possono includere:
Anche con il design e gli elettrodomestici più efficienti, un ZEH usa ancora il potere, ed è ancora collegato alla rete elettrica. Quindi, come può essere "energia zero?" Ciò ha a che fare con l'impianto solare fotovoltaico installato. I pannelli solari a volte forniscono tanta energia quanta ne consuma la casa. E quando non lo fanno, hanno un piano di rimborso.
Questa casa a energia zero di Habitat for Humanity a Wheatridge, col., dispone di pannelli solari. Foto per gentile concessione di NREL Una casa a energia zero richiede molta meno energia di una casa standard, fino al 60% in meno. Ma ancora, Il 60% in meno di energia necessaria è ancora energia necessaria. Per rendere la casa a zero energia, poi, deve produrre il proprio potere -- e deve essere un potere pulito, o qual è il punto?
I pannelli solari fotovoltaici realizzano la produzione di energia in un ZEH. (Potrebbe anche utilizzare l'energia eolica, ma le turbine eoliche residenziali non sono così comuni come i sistemi solari residenziali.) Il trucco che rende un ZEH diverso da una normale vecchia casa a energia solare è la combinazione di requisiti di elettricità ridotti e maggiore produzione di elettricità. Così, considerando che una casa solare che consuma 7 o 10 kWh per piede quadrato al mese e produce 2 kWh solari per piede quadrato deve ancora rivolgersi alla rete per una parte significativa della sua elettricità, i numeri per uno ZEH sono quasi perfettamente allineati. Una ZEH che necessita di 4 kWh per piede quadrato dispone di pannelli fotovoltaici in grado di generare, in media, 4 kWh per piede quadrato.
È "in media" perché i pannelli solari si affidano alle condizioni meteorologiche per funzionare alla loro massima efficienza. In questo modo, e in termini di consumo energetico effettivo (rispetto al consumo energetico medio), una casa a energia zero è infatti una casa a energia zero.
L'idea è che tutto si riequilibri.
Ci sono volte, come in inverno (quando le giornate sono più corte) o nelle giornate di pioggia, quando i pannelli solari non producono tutta l'energia richiesta da ZEH. E ci sono anche momenti in cui la casa richiede più energia, come nelle giornate particolarmente calde o particolarmente fredde, o quando i bambini giocano nel fango e il fabbisogno di bucato aumenta drasticamente. In questi momenti, la ZEH preleva l'energia extra di cui ha bisogno dalla rete elettrica.
E poi ci sono volte, quando le giornate sono lunghe e il sole collabora, e il tempo è mite quindi il calore o l'aria non sono tanto necessari, quando la casa richiede meno energia di quella generata dai pannelli solari. I pannelli solari poi inviano l'energia in eccesso alla rete elettrica, fornendo energia pulita dove è necessaria.
Alla fine dell'anno, l'uso dell'energia e la produzione di energia dovrebbero annullarsi a vicenda. Così la "casa a energia zero".
Così, cosa significa tutta questa efficienza energetica per il proprietario di casa? Una ZEH costerà meno di una casa tradizionale? Nel breve periodo, a lungo termine, o mai? O è tutta una questione di salvare il pianeta una casa alla volta?
Perché comprarne uno?
L'inquadratura a doppio perno di un Habitat for Humanity ZEH in Colorado consente l'efficienza energetica. Foto per gentile concessione di NREL Ridurre le emissioni di carbonio è un grosso problema. Gli orsi polari possono confermarlo. Lo stesso vale per i villaggi colpiti dalla siccità nelle aree rurali di tutto il mondo. Ma ci sono altre preoccupazioni, pure. Primo, c'è il fattore denaro.
Le case a energia zero hanno la gamma di prezzi. Una ZEH costruita a Frisco, Texas, nel 2004 è stato quotato a $ 1 milione; una ZEH costruita a Edmond, Okla., nel 2005 aveva un costo al dettaglio stimato di $ 200, 000 [fonte:Oliver].
Indipendentemente dalla fascia di prezzo, costruire una casa a energia zero costa di più che costruire una casa tradizionale delle stesse dimensioni e caratteristiche. Le stime indicano l'aumento ovunque dal 20 percento al 60 percento [fonti:ToolBase, Oliviero]. È un aumento piuttosto grande, ma questo può diminuire considerevolmente se si tiene conto di eventuali sconti federali e statali sull'efficienza energetica.
E poi c'è tutta la faccenda della bolletta energetica da $0. Una normale casa unifamiliare negli Stati Uniti paga circa $ 2, 200 all'anno di energia [fonte:EnergyStar]. Ridurlo a nulla può far risparmiare $ 22, 000 in 10 anni. Se prendi in considerazione quegli incentivi governativi, il risparmio energetico potrebbe compensare un aumento del prezzo di acquisto.
C'è una piega nella stima del risparmio energetico, anche se. Una ZEH è ZE solo se le persone che la abitano praticano buone abitudini energetiche. Se i padroni di casa lasciano le luci sempre accese, eseguire l'aria condizionata a 60 gradi F (16 gradi C) in estate e fare docce giornaliere di 30 minuti, l'effettivo consumo energetico della casa probabilmente supererà la sua capacità di generazione. In quel caso, la bolletta energetica sarà maggiore di zero.
Alla fine, la vera efficienza energetica di una casa a energia zero dipende molto dalle persone che la mantengono. Gli impianti fotovoltaici richiedono controlli regolari per funzionare alla loro massima efficienza. Anche l'impianto di condizionamento dell'aria più efficiente dovrà fare gli straordinari se le persone lasciano la porta aperta in piena estate. Ma se la casa è usata come prescritto, potrebbe potenzialmente funzionare per fornire benefici sostanziali, sia ai proprietari di case che agli orsi polari.
Per ulteriori informazioni sulle case a energia zero e argomenti correlati, dai un'occhiata ai link nella pagina successiva.
