Una casa de energía cero (ZEH) produce tanta energía como consume durante un año. La única forma de lograrlo es mediante el diseño y las prácticas energéticamente eficientes junto con tecnologías de producción de energía.
Reducir las demandas de energía
Además de un estilo de vida comprometido con la conservación de la energía, la construcción de una casa de energía cero requiere un diseño y una tecnología conscientes de la energía. “No se puede comprometer nada”, dice Danny Parker, científico investigador principal del Centro de Energía Solar de Florida. La orientación y el diseño de la casa son tan importantes como los paneles fotovoltaicos que se utilizan para generar energía.
Reducir las demandas de energía de un hogar es el primer paso más importante para crear un hogar de energía cero. “La pregunta clave es: '¿Cómo puedo reducir las cargas en el edificio para que sean lo más mínimas posible?'”, Dice Parker. La respuesta variará regionalmente, ya que la naturaleza de esas demandas de energía depende en gran medida del clima. Una casa en Minnesota enfrentará importantes demandas de calefacción, mientras que una en Florida consumirá la mayor parte de su energía para enfriar la casa. "Es necesario sacar todos los trucos regionales", dice Parker.
Con ese fin, diseñar e implementar un sistema HVAC de bajo consumo energético puede reducir las cargas de energía hasta en un 80 por ciento. Para una casa en Florida, el uso de tejas de color claro y ventanas espectralmente selectivas reducirá la carga de calor del edificio y eso, a su vez, reducirá las demandas del sistema de enfriamiento. Internamente, los refrigeradores, lavadoras, secadoras y otros electrodomésticos con calificación Energy Star también reducirán la energía requerida en el hogar.
Producir energía para el hogar
Cuando se diseña, construye o moderniza una casa para que sea lo más eficiente en energía posible, el segundo paso es emplear tecnologías de producción de energía, comenzando por el sol. La tecnología solar térmica utiliza el sol para calentar material que luego se almacena térmicamente para su uso posterior. Esta tecnología incluye sistemas de agua caliente. Los sistemas solares térmicos son soluciones solares rentables y tienen un precio mucho menor que sus contrapartes fotovoltaicas (PV). “La energía solar térmica no alcanza los 4 o 5 dígitos en costo, como ocurre con la energía fotovoltaica”, dice Tim Merrigan, gerente senior de programas del Laboratorio Nacional de Energía Renovable.
Una vez que una casa es energéticamente eficiente y está configurada con agua solar térmica y recolección de calor, la tecnología fotovoltaica agrega el componente de producción de electricidad que ayuda a reducir el recuento de energía. La tecnología fotovoltaica aprovecha la energía del sol para generar electricidad que se recolecta como corriente continua (CC) y se envía a la red eléctrica para obtener crédito o se transmite a un inversor dentro del hogar para su uso como electricidad de CA doméstica.
De cualquier manera, el excedente de energía generalmente se envía de regreso a la empresa de servicios públicos para alimentar otros hogares y se acredita contra el uso del productor de energía. Los incentivos federales y estatales pueden reducir el precio de estos sistemas, y hay recursos disponibles para constructores, contratistas y propietarios de viviendas para determinar qué tan grande se requerirá un sistema para generar la cantidad necesaria de energía para la vivienda.
Monitoreo del uso de energía
Mantener un hogar de energía cero requiere un compromiso con un estilo de vida de energía cero. Parker compara el ZEH con un automóvil híbrido: un automóvil híbrido está diseñado para obtener un kilometraje notablemente alto, pero conducirlo de manera irresponsable resultará en un kilometraje medio o pobre. Los propietarios de ZEH deben controlar el uso de energía y tomar decisiones energéticas en todo momento. Los dispositivos de monitoreo de energía permiten a los propietarios monitorear el uso de energía en tiempo real en el hogar y eliminar los drenadores de energía ineficientes. "Te preocupas mucho por el Watt", dice Parker, y "cómo eliminar a todos y cada uno". Los dispositivos de monitoreo permiten a los propietarios ver el uso real de energía y pueden inspirarlos a realizar cambios de eficiencia, como instalar bombillas fluorescentes compactas o comprar equipos teniendo en cuenta el vataje.
Para mantener el uso de energía lo más cerca posible de cero, los propietarios deben calcular en kilovatios-hora (kWh) la producción diaria promedio de su sistema. Parker aconseja a las personas que utilicen el método del Florida Solar Energy Center para calcular la producción de energía diaria. "Se toma la clasificación de kW del sistema y se multiplica por 4", dice Parker. "Eso le dará los kWh por día que se puede esperar que produzca el sistema".
Parker sugiere que los propietarios usen 3.5 o 3 para los estados más nublados del noroeste del Pacífico y 4.5 o 5 para los estados más soleados del suroeste. Luego, haga coincidir el gasto de energía diario con la producción de energía diaria para mantener el hogar con energía cero.
Pronóstico para viviendas sin consumo energético
“La verdad es que hay muchos menos hogares de energía cero de lo que la gente piensa”, dice Parker. Es más exacto decir "energía cercana a cero", en la mayoría de los casos. "Las casas en California están llegando al 50, 60 e incluso al 70 por ciento de energía cero", dice Merrigan, y agrega que el objetivo del Departamento de Energía de una casa "comercializable" de energía cero para 2022-2023 podría lograrse incluso antes si se continúa investigando reduce los costos y aumentan los incentivos federales y estatales.
Sin embargo, incluso con tecnología barata y costos reducidos por incentivos, las casas construidas en algunas partes del país solo se beneficiarán mucho de la adición de tecnología solar, debido a las bajas mediciones de kWh por día. Además, la tendencia en ciertas áreas de la industria del hogar, entretenimiento en el hogar y oficina en el hogar, en particular, apunta hacia la popularidad de la tecnología que aumenta el uso de energía, en lugar de disminuirlo. "Todo el mundo quiere el televisor de plasma de pantalla plana de 50 pulgadas", dice Parker, "pero nadie piensa en el hecho de que consume entre 400 y 500 vatios".
Los inversores en un hogar de energía cero también deben tener cuidado con la trampa de la recuperación de la inversión. “La gente siempre está preguntando por la recuperación de la inversión”, dice Merrigan. "Deberían pensar que se trata de una mejora, una inversión, al igual que la mejora de cualquier parte de la casa". Al igual que terminar un sótano, agregar un baño o instalar una piscina, invertir más en una casa que se acerca o logra cero energía es una inversión que aumentará con el tiempo. “Cualquier valor que ponga en la casa, lo recuperará”, agrega Merrigan.