Une maison zéro énergie (ZEH) produit autant d'énergie qu'elle en consomme sur un an. La seule façon d'y parvenir est d'utiliser une conception et des pratiques écoénergétiques associées à des technologies de production d'énergie.
Réduire les demandes d'énergie
En plus d'un mode de vie engagé dans la conservation de l'énergie, la construction d'une maison à énergie zéro nécessite une conception et une technologie soucieuses de l'énergie. « Il ne peut y avoir aucun compromis sur quoi que ce soit », déclare Danny Parker, chercheur principal au Florida Solar Energy Center. L'orientation et la conception de la maison sont aussi importantes que les panneaux photovoltaïques utilisés pour produire de l'énergie.
Réduire les besoins énergétiques d'une maison est la première étape la plus importante dans la création d'une maison à énergie zéro. « La question clé est : « Comment puis-je réduire les charges dans le bâtiment pour qu'elles soient aussi minimales que possible ? » », explique Parker. La réponse variera selon les régions, car la nature de ces demandes énergétiques dépend largement du climat. Une maison du Minnesota sera confrontée à des demandes de chauffage importantes, tandis qu'une maison de Floride consommera la majeure partie de son énergie pour refroidir la maison. "Vous devez sortir toutes les astuces régionales", dit Parker.
À cette fin, la conception et la mise en œuvre d'un système CVC écoénergétique peuvent réduire les charges énergétiques jusqu'à 80 %. Pour une maison en Floride, l'utilisation de tuiles de couleur claire et de fenêtres à sélection spectrale réduira la charge thermique du bâtiment, ce qui, à son tour, réduira les exigences du système de refroidissement. À l'intérieur, les réfrigérateurs, les laveuses, les sécheuses et les autres appareils homologués Energy Star réduiront également l'énergie requise dans la maison.
Produire de l'énergie pour la maison
Lorsqu'une maison est conçue, construite ou rénovée pour être aussi écoénergétique que possible, la deuxième étape consiste à utiliser des technologies de production d'énergie, en commençant par le soleil. La technologie solaire thermique utilise le soleil pour chauffer des matériaux qui sont ensuite stockés thermiquement pour une utilisation ultérieure. Cette technologie comprend les systèmes d'eau chaude. Les systèmes solaires thermiques sont des solutions solaires rentables et leur prix est bien inférieur à celui de leurs homologues photovoltaïques (PV). "Le solaire thermique n'entre pas dans les 4 ou 5 chiffres du coût, comme le PV peut le faire", explique Tim Merrigan, directeur de programme principal au National Renewable Energy Laboratory.
Une fois qu'une maison est économe en énergie et installée avec de l'eau et de la chaleur solaires thermiques, la technologie PV ajoute le composant de production d'électricité qui aide à ramener le bilan énergétique à zéro. La technologie photovoltaïque exploite la puissance du soleil pour générer de l'électricité qui est collectée sous forme de courant continu (CC) et soit envoyée au réseau électrique pour un crédit, soit transmise à un onduleur dans la maison pour être utilisée comme électricité domestique en courant alternatif.
Dans tous les cas, l'énergie excédentaire est généralement renvoyée au service public pour alimenter d'autres maisons et créditée sur l'utilisation du producteur d'énergie. Les incitations fédérales et étatiques peuvent faire baisser le prix de ces systèmes, et des ressources sont à la disposition des constructeurs, des entrepreneurs et des propriétaires pour déterminer la taille d'un système nécessaire pour générer la quantité d'énergie nécessaire pour la maison.
Surveillance de la consommation d'énergie
Maintenir un ménage à énergie zéro nécessite un engagement envers un mode de vie à énergie zéro. Parker compare la ZEH à une voiture hybride : une voiture hybride est conçue pour obtenir un kilométrage remarquablement élevé, mais la conduire de manière irresponsable entraînera un kilométrage moyen ou faible. Les propriétaires de ZEH doivent surveiller la consommation d'énergie et prendre des décisions judicieuses en matière d'énergie à tout moment. Les dispositifs de surveillance de l'énergie permettent aux propriétaires de surveiller la consommation d'énergie en temps réel dans la maison et d'éliminer les drains d'énergie inefficaces. « Vous devenez vraiment préoccupé par le Watt », dit Parker, et « comment éliminer chacun d'entre eux ». Les dispositifs de surveillance permettent aux propriétaires de voir la consommation d'énergie réelle et peuvent les inciter à apporter des changements d'efficacité, comme l'installation d'ampoules fluorescentes compactes ou l'achat d'équipement en tenant compte de la puissance.
Afin de maintenir la consommation d'énergie aussi proche de zéro que possible, les propriétaires doivent calculer en kilowattheures (kWh) la production quotidienne moyenne de leur système. Parker conseille aux gens d'utiliser la méthode du Florida Solar Energy Center pour calculer la production d'énergie quotidienne. « Vous prenez la puissance nominale du système et vous la multipliez par 4 », explique Parker. « Cela vous donnera le kWh par jour que le système peut produire. »
Parker suggère aux propriétaires d'utiliser 3,5 ou 3 pour les états plus nuageux du nord-ouest du Pacifique et 4,5 ou 5 pour les états plus ensoleillés du sud-ouest. Faites ensuite correspondre les dépenses énergétiques quotidiennes à la production d'énergie quotidienne pour maintenir la maison à zéro énergie.
Prévisions pour les maisons à énergie zéro
"La vérité est qu'il y a beaucoup moins de vraies maisons à énergie zéro que les gens ne le pensent", explique Parker. Il est plus exact de dire « énergie proche de zéro », dans la plupart des cas. « Les maisons en Californie atteignent 50, 60 et même 70 % d'énergie zéro », a déclaré Merrigan, ajoutant que l'objectif du ministère de l'Énergie pour une maison à énergie zéro « commercialisable » d'ici 2022-2023 pourrait être atteint encore plus tôt grâce à la poursuite des recherches. réduit les coûts et augmente les incitations fédérales et étatiques.
Cependant, même avec une technologie bon marché et des coûts incitatifs réduits, les maisons construites dans certaines parties du pays ne bénéficieront que dans une certaine mesure de l'ajout de la technologie solaire, en raison des faibles mesures de kWh par jour. De plus, la tendance dans certains domaines de l'industrie à domicile - divertissement à domicile et bureau à domicile, en particulier - indique la popularité de la technologie qui augmente la consommation d'énergie, au lieu de la diminuer. "Tout le monde veut le téléviseur plasma à écran plat de 50 pouces", explique Parker, "mais personne ne pense au fait qu'il consomme de 400 à 500 watts."
Les investisseurs dans une maison à énergie zéro doivent également se méfier du piège du retour sur investissement. « Les gens demandent toujours des remboursements », dit Merrigan. "Ils devraient penser qu'il s'agit d'une mise à niveau - un investissement - tout comme la mise à niveau de n'importe quelle partie de la maison." Tout comme la finition d'un sous-sol, l'ajout d'une salle de bain ou l'installation d'une piscine, investir davantage dans une maison qui se rapproche ou atteint l'énergie zéro est un investissement qui augmentera avec le temps. « Quelle que soit la valeur que vous accordez à la maison, vous la récupérerez », ajoute Merrigan.