En raison de ce qu'il refoule dans le système, une maison à énergie zéro finit par ne pas consommer d'énergie du tout. Voir plus de photos de science verte. iStockphoto.com/gchutka En matière de consommation d'énergie, tous les foyers ne sont pas créés égaux.
D'abord, il y a la maison électrique traditionnelle. Un typique, une maison entièrement électrique aux États-Unis utilise environ 10 kilowattheures (kWh) par pied carré par mois, soit environ 120 kWh par pied carré en un an [source :ToolBase].
Une maison plus performante, comme celui avec un chauffe-eau solaire, un petit système photovoltaïque et des appareils à haut rendement, réduit la consommation d'énergie à environ 84 kWh par pied carré en un an [source :ToolBase].
Et puis il y a la maison zéro énergie, ou ZEH. A la fin de cette même année, un ZEH finit par ne pas consommer d'énergie du tout.
Bien, réellement, c'est un peu plus compliqué que ça, mais cela fonctionne à une consommation d'énergie nette de zéro. Une maison à énergie zéro est à peu près aussi efficace qu'une maison peut l'être sans renoncer complètement à l'électricité. Il a tout le confort d'une maison ordinaire - il chauffe, refroidit, divertit, lave et sèche. Il le fait tout simplement plus efficacement. Puis, quand c'est fait, il produit suffisamment d'électricité solaire pour couvrir ses propres besoins en basse énergie.
Cela semble assez futuriste, mais les maisons zéro énergie ne sont plus seulement un concept. Aux Etats-Unis, ils commencent à apparaître à la vente dans les états les plus ensoleillés, comme l'Arizona, Texas et Californie, où le combustible solaire est le plus abondant. Il existe même des entreprises de construction de maisons qui se concentrent presque exclusivement sur le marché ZEH ou quasi-ZEH.
Dans cet article, nous découvrirons en quoi consistent ces maisons :comment elles consomment 60 % moins d'énergie qu'une maison typique, comment ils se retrouvent avec une consommation d'énergie nette zéro, et s'ils finissent par économiser de l'argent à un propriétaire à long terme, ou si le bénéfice est purement environnemental.
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Construire une maison à énergie zéro ne consiste pas simplement à installer un système d'énergie solaire et le réfrigérateur le plus efficace du marché. Un ZEH est construit à partir de zéro avec l'efficacité énergétique à l'esprit. Cela commence par les éléments de conception et de construction les plus élémentaires, se concentrant sur deux domaines principaux :la réduction des besoins énergétiques des systèmes qui représentent la majeure partie de la consommation d'énergie d'une maison et l'augmentation de la capacité de production d'énergie intégrée de la maison.
Un ZEH intègre :
Et il minimise les besoins énergétiques pour :
Les constructeurs et les architectes utilisent de nombreuses astuces pour atteindre ces objectifs. Par exemple, les murs, toit et fondation, et l'interaction entre les trois, peut être conçu pour gérer plus efficacement l'eau, flux de vapeur et de chaleur. Le revêtement de toiture peut avoir une valeur de réflectance solaire élevée. Les gouttières et les auvents peuvent être stratégiquement placés et dimensionnés pour bloquer le soleil d'été et permettre le soleil d'hiver. D'autres éléments de conception peuvent inclure :
Même avec la conception et les appareils les plus efficaces, un ZEH consomme toujours de l'électricité, et il est toujours connecté au réseau électrique. Alors, comment cela peut-il être « énergie zéro ? » Cela a à voir avec le système solaire photovoltaïque installé. Les panneaux solaires fournissent parfois autant d'énergie que la maison utilise. Et quand ils ne le font pas, ils ont un plan de remboursement.
Cette maison zéro énergie d'Habitat pour l'humanité à Wheatridge, Colo., dispose de panneaux solaires. Photo reproduite avec l'aimable autorisation du NREL Une maison à énergie zéro nécessite beaucoup moins d'énergie qu'une maison standard, jusqu'à 60 % de moins. Mais reste, 60 pour cent moins d'énergie nécessaire est toujours de l'énergie nécessaire. Pour rendre la maison zéro énergie, alors, il doit produire sa propre énergie -- et ce doit être de l'énergie propre, ou à quoi ça sert ?
Les panneaux solaires photovoltaïques réalisent la production d'énergie dans un ZEH. (Il pourrait également utiliser l'énergie éolienne, mais les éoliennes résidentielles ne sont pas aussi courantes que les systèmes solaires résidentiels.) L'astuce qui différencie un ZEH d'une vieille maison solaire ordinaire est la combinaison de besoins en électricité réduits et d'une production d'électricité accrue. Donc, alors qu'une maison solaire consommant 7 ou 10 kWh par pied carré par mois et produisant 2 kWh solaires par pied carré doit encore se tourner vers le réseau pour une partie importante de son électricité, les nombres pour un ZEH sont presque parfaitement alignés. Un ZEH qui a besoin de 4 kWh par pied carré a des panneaux photovoltaïques qui peuvent générer, en moyenne, 4 kWh par pied carré.
C'est "en moyenne" car les panneaux solaires dépendent des conditions météorologiques pour fonctionner à leur efficacité maximale. De cette façon, et en termes de consommation d'énergie réelle (par opposition à la consommation d'énergie moyenne), une maison à énergie zéro est en fait une maison à énergie nette zéro.
L'idée est que tout s'équilibre.
Il y a des moments, comme en hiver (lorsque les jours sont plus courts) ou les jours de pluie, quand les panneaux solaires ne vont pas produire toute l'énergie dont le ZEH a besoin. Et il y a aussi des moments où la maison a besoin de plus d'énergie, comme les jours particulièrement chauds ou particulièrement froids, ou lorsque les enfants jouent dans la boue et que les besoins en lessive augmentent considérablement. A ces moments-là, le ZEH puise l'énergie supplémentaire dont il a besoin dans le réseau électrique.
Et puis il y a des moments, quand les jours sont longs et que le soleil coopère, et le temps est doux donc la chaleur ou l'air n'est pas autant nécessaire, lorsque la maison nécessite moins d'énergie que les panneaux solaires n'en génèrent. Les panneaux solaires envoient ensuite leur surplus d'énergie au réseau électrique, fournir de l'énergie propre là où elle est nécessaire.
À la fin de l'année, la consommation d'énergie et la production d'énergie devraient s'annuler. Ainsi la « maison à énergie nette zéro ».
Donc, que signifie toute cette efficacité énergétique pour le propriétaire? Un ZEH coûtera-t-il moins cher qu'une maison traditionnelle ? À court terme, à long terme, ou jamais ? Ou s'agit-il de sauver la planète une maison à la fois ?
Pourquoi en acheter un ?
La double charpente d'un Habitat for Humanity ZEH au Colorado permet une efficacité énergétique. Photo reproduite avec l'aimable autorisation du NREL Réduire les émissions de carbone est un gros problème. Les ours polaires peuvent en témoigner. Il en va de même pour les villages touchés par la sécheresse dans les zones rurales du monde entier. Mais il y a d'autres soucis, trop. D'abord, il y a le facteur argent.
Les maisons à énergie zéro couvrent toute la gamme des prix. Un ZEH construit à Frisco, Texas, en 2004 était coté à 1 million de dollars; un ZEH construit à Edmond, Okla., en 2005 avait un coût de vente au détail estimé à 200 $, 000 [source :Olivier].
Quelle que soit la gamme de prix, construire une maison zéro énergie coûte plus cher que construire une maison traditionnelle de la même taille et des mêmes caractéristiques. Les estimations évaluent l'augmentation entre 20 et 60 % [sources :ToolBase, Olivier]. C'est une augmentation assez importante, mais cela peut baisser considérablement lorsque vous tenez compte des remises fédérales et étatiques disponibles sur l'efficacité énergétique.
Et puis il y a toute la facture d'énergie à 0 $. Une maison unifamiliale ordinaire aux États-Unis paie environ 2 $, 200 par an sur le pouvoir [source :EnergyStar]. Réduire cela à rien peut économiser 22 $ 000 sur 10 ans. Si vous tenez compte de ces incitatifs gouvernementaux, les économies d'énergie pourraient compenser une augmentation du prix d'achat.
Il y a une faille dans l'estimation des économies d'énergie, bien que. Un ZEH n'est ZE que si les personnes qui l'habitent pratiquent de bonnes habitudes énergétiques. Si les propriétaires laissent les lumières allumées tout le temps, faites fonctionner la climatisation à 60 degrés F (16 degrés C) en été et prenez des douches quotidiennes de 30 minutes, la consommation d'énergie réelle de la maison va probablement dépasser sa capacité de production. Dans ce cas, la facture énergétique va être supérieure à zéro.
À la fin, la véritable efficacité énergétique d'une maison à énergie zéro dépend beaucoup des personnes qui l'entretiennent. Les systèmes photovoltaïques nécessitent des contrôles réguliers pour fonctionner à leur efficacité maximale. Même la configuration de climatisation la plus efficace devra faire des heures supplémentaires si les gens laissent la porte ouverte au milieu de l'été. Mais si la maison est utilisée comme prescrit, cela pourrait potentiellement offrir des avantages substantiels – à la fois aux propriétaires et aux ours polaires.
Pour plus d'informations sur les maisons à énergie zéro et les sujets connexes, regardez sur les liens sur la page suivante.
