Edificio de energía cero


Un edificio de energía cero (ZEB), también conocido como edificio de energía neta cero (NZE), o edificio de energía neta cero (ZNE), es un edificio con consumo de energía cero neto , es decir, la cantidad total de energía utilizada por el edificio en una base anual es igual a la cantidad de energía renovable creada en el sitio [1] [2] o en otras definiciones por fuentes de energía renovable fuera del sitio, utilizando tecnología como bombas de calor, ventanas y aislamiento de alta eficiencia y paneles solares. [3] El objetivo es que estos edificios contribuyan menos gases de efecto invernadero a la atmósfera.durante las operaciones que edificios similares fuera de la ZNE. A veces consumen energía no renovable y producen gases de efecto invernadero, pero otras veces reducen el consumo de energía y la producción de gases de efecto invernadero en otros lugares en la misma cantidad. Los edificios de energía cero no solo están impulsados ​​por el deseo de tener un menor impacto en el medio ambiente, sino que también están motivados por el dinero. Las exenciones fiscales, así como los ahorros en los costos de energía, hacen que los edificios de energía cero sean económicamente viables. Un concepto similar aprobado e implementado por la Unión Europea y otros países que están de acuerdo es el Edificio de Energía Casi Cero ( nZEB ), con el objetivo de tener todos los edificios en la región bajo los estándares nZEB para 2020. [4]La terminología tiende a variar entre países, agencias, ciudades, pueblos e informes, por lo que un conocimiento general de este concepto y sus diversos usos es esencial para una comprensión versátil de las energías limpias y renovables. [5] [6] [7] La AIE y la Unión Europea utilizan con mayor frecuencia Net Zero Energy, y "zero net" se utiliza principalmente en los EE. UU.

Los edificios típicos que cumplen con los códigos consumen el 40 % de la energía total de combustibles fósiles en los EE. UU. y la Unión Europea y contribuyen significativamente a los gases de efecto invernadero. [8] [9] Para combatir un uso de energía tan alto, cada vez más edificios están comenzando a implementar el principio de neutralidad de carbono, que se considera un medio para reducir las emisiones de carbono y reducir la dependencia de los combustibles fósiles . Aunque los edificios de energía cero siguen siendo limitados, incluso en los países desarrollados , están ganando importancia y popularidad.

La mayoría de los edificios de energía cero utilizan la red eléctrica para el almacenamiento de energía, pero algunos son independientes de la red y algunos incluyen el almacenamiento de energía en el sitio. Los edificios se denominan "edificios de energía adicional" o, en algunos casos, "casas de bajo consumo energético". Estos edificios producen energía en el sitio utilizando tecnología renovable como la solar y la eólica, al tiempo que reducen el uso general de energía con tecnologías de iluminación y calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) altamente eficientes . El objetivo de energía cero se está volviendo más práctico a medida que disminuyen los costos de las tecnologías de energía alternativa y aumentan los costos de los combustibles fósiles tradicionales.

El desarrollo de edificios modernos de energía cero se hizo posible en gran medida gracias al progreso realizado en nuevas tecnologías y técnicas de energía y construcción. Estos incluyen aislamiento de espuma en aerosol altamente aislante , paneles solares de alta eficiencia , bombas de calor de alta eficiencia y ventanas de triple y cuádruple acristalamiento altamente aislantes, de baja emisividad . [10] [11] Estas innovaciones también han sido mejoradas significativamente por la investigación académica, que recopila datos precisos de rendimiento energético en edificios tradicionales y experimentales y proporciona parámetros de rendimiento para modelos informáticos avanzados para predecir la eficacia de los diseños de ingeniería.

Los edificios de energía cero pueden ser parte de una red inteligente . Algunas ventajas de estos edificios son las siguientes:

Aunque el concepto de cero neto es aplicable a una amplia gama de recursos, agua y residuos , la energía suele ser el primer recurso al que se apunta porque:


Edificio de prueba de energía cero en Tallin , Estonia . Universidad Tecnológica de Tallin .
Figura 1: El concepto de saldo ZEB neto: saldo de importación de energía ponderada, respectivamente, demanda de energía (eje x) y exportación de energía (créditos de alimentación), respectivamente, generación (in situ) (eje y)
Figura 2: El concepto de balance Net ZEB: Representación gráfica de los diferentes tipos de balance: balance de importación/exportación entre energía exportada y entregada ponderada, balance de carga/generación entre generación y carga ponderada, y balance neto mensual entre valores netos mensuales ponderados de generación y carga
Figura 3: Prototipo de edificio de oficinas con cero emisiones Net Zero Court en St. Louis, Missouri
Figura 4: Construcción de un laboratorio de energía cero en el campus de la UNT en Denton, Texas