¿Cómo se construiría una casa ecológica totalmente autónoma y fuera de la red?

Answer 1

De hecho, trabajé en tales proyectos en el pasado. Esta es una pregunta tan grande que no creo que intente abordarla en su totalidad. En cambio, mi área personal de especialización es el agua doméstica y la calefacción de espacios, que es el mayor uso de energía en un hogar.

Además de utilizar un buen aislamiento y una gestión térmica pasiva (por ejemplo, protectores solares ajustables), lo mejor que se puede hacer para almacenar energía renovable intermitente para el calentamiento de espacios y agua es el almacenamiento térmico, ya que es mucho más barato almacenar energía como térmica que tratar de almacenarla. lograr la misma capacidad de almacenamiento que las baterías.

Este es exactamente el concepto al que se refería con su “piscina aislada subterránea”, excepto con un giro: utiliza DOS tanques de agua aislados (llenos de solución de agua / glicol), y luego conecta una bomba de calor entre los dos, con un adicional Circuito térmico conmutable para calefacción / descarga de tierra. Luego enciende la bomba de calor con energía eólica o solar.

Lo que esto hace es que la bomba de calor mueve la energía del tanque frío al tanque caliente, y la fuente de tierra se usa en caso de que uno de los tanques esté “lleno” (gradiente térmico demasiado alto). El tanque caliente se calienta, el tanque frío se enfría.

El tanque caliente suministra calefacción central y agua caliente al edificio (mediante un intercambiador de calor), y el tanque frío suministra refrigeración y aire acondicionado al edificio. También puede agregar un intercambiador de calor entre la bañera / ducha y la bomba de fuente subterránea para recuperar el calor residual de bajo grado del agua de la bañera / ducha.

Estás viendo una CoP típica de aproximadamente 200% para enfriamiento y 300% para calefacción, que si manipulas un poco las matemáticas puede resultar en una utilización de energía de hasta 500% si tanto la energía térmica como el déficit térmico ( llámelo “enfriamiento” si lo desea), ambos se utilizan, contrasta esto con una CoP del 100% para el calentamiento por inmersión eléctrica estándar. En resumen, un sistema de bomba de calor de doble tanque y doble tanque le brinda de manera efectiva 3 a 5 veces más por su inversión en términos de entrada de energía y salida de trabajo útil.

Mis cálculos fueron que un tanque caliente de 7 toneladas métricas y un tanque frío de 3 toneladas métricas fueron suficientes para amortiguar las entradas de un sistema combinado de generación solar / eólica en cualquier época del año en la mayor parte del mundo. El tamaño real del tanque requerido varía según el clima y la disponibilidad de recursos eólicos / solares.

Aún necesitaría baterías para suministrar energía eléctrica, pero solo necesita una fracción del tamaño, ya que la mayor parte de la energía doméstica se gasta en calefacción / refrigeración.

Answer 2

Gracias por el A2A.

Para mí, el boggle está en “totalmente autónomo”.

Leí que no confiaba absolutamente en los suministros externos, y eso me hace pensar en términos similares a un hábitat lunar o marciano, con las ventajas menores del aire, el agua y la tierra cultivable.

Entonces, pienso en la línea de las granjas en los EE. UU. Alrededor de 1880: lo que empaca una vez al año es más o menos, y la construcción y las instalaciones son de muy baja tecnología.

Las paredes de adobe con techo de césped son bastante eficientes en lo que respecta a las necesidades térmicas. Un pozo privado para la gestión de residuos, un jardín, pollos y cabras para carne, proteínas y fertilizantes.

Si usted depende de la combustión interna para el transporte o la labranza, la digestión del estiércol es una fuente razonable de combustible, si su utilidad es bastante limitada.

A diferencia de un enfoque de alta tecnología, algo en este sentido es más sostenible y es menos probable que ofrezca oportunidades de pánico cuando falla cualquier sistema crítico, lo que lo hará.

Answer 3

Me he estado haciendo la misma pregunta últimamente, y en realidad estoy guardando algunas ideas para construir mi propia casa verde (con mis propias manos …). Lo sé, es un sueño, pero lo haré.
No es una tarea fácil. La energía solar es quizás la energía más barata que existe; sin embargo, los medios para obtenerlo deben mejorarse y los recursos también necesitan encontrar materiales más baratos y similares.
Y, como ingeniero, puedo decir que en realidad es mucho más fuerza de voluntad que conocimiento técnico. Estamos tan acostumbrados a los hábitos sociales, que el capitalismo nos impuso algunas cosas de tal manera que de alguna manera se convirtieron en parte de lo que creemos que es necesario tener como hogar; Entonces, eso lleva a muchos artilugios (inglés simple – basura …) que hemos acumulado a lo largo de nuestras vidas de tal manera que se convirtió en nuestra idea de una casa moderna …
No necesita concreto, eso es seguro …
Básicamente, la naturaleza le da todo lo que necesita, como rocas para sus cimientos, arcilla para sus paredes, madera para estructura y techo (plantas como pastos y líquenes).
… y con un poco de sabor, al final, podrías tener algo como esto …

Answer 4

Gracias por el A2A. No conozco este tema y no podré proporcionar muchos detalles, ¡pero es un ejercicio de pensamiento realmente interesante!

Supongo que el objetivo es construir un medio de alojamiento autosostenible, sin pretensiones de lujo ni nada más allá de la comodidad básica.

Los requisitos clave serían:

• Electricidad: suficiente para alimentar un sistema de iluminación básico y una estufa eléctrica.
• Suministro de agua / agua potable: suficiente para la supervivencia, a diferencia de un gran césped bien cuidado
• Calefacción o aislamiento.

Si uno estuviera preparado para enfrentarlo como una opción de estilo de vida, comenzaría con la ubicación.

Elegiría un sitio junto a un manantial de montaña, en un lugar elevado con buen sol y exposición al viento. Suponiendo que esto resuelva el agua potable con filtración básica, también instalaría un generador hidroeléctrico y una turbina eólica para obtener energía. El siguiente en la lista sería paneles solares para calentar el agua, con un tanque de almacenamiento aislado y un acumulador / baterías recargables.

Se necesitaría un poco de experimentación para garantizar la generación de energía suficiente para las necesidades básicas, ¡pero eso sería la mitad de la diversión en lugar de calcularlo en una hoja de cálculo!

Un beneficio adicional sería el ingreso que podrían generar los alquileres de Airbnb que, con el tiempo, deberían ser suficientes para pagar los comestibles.

La ubicación, por supuesto, sería un factor importante, y esto no pasaría la prueba de ser una casa que cualquiera podría construir sin tener que desarraigar y mudarse (¡pero la ubicación siempre ha sido un factor clave en el asentamiento humano!)

Answer 5

Gracias por el A2A,

Me gustan muchas de las respuestas que ya he visto.

Por supuesto que hay 2 preguntas principales.

1. ¿Dónde está la casa?
2. Cuánto dinero está dispuesto a poner por adelantado, una vez cuesta.

Antes de entrar en las 2 preguntas, no soy un experto en eso, pero tengo un amigo que está usando acuaponia para cuidar el suministro de alimentos y posiblemente lograr algo con la limpieza del agua.

Hay alambiques solares que destilarán agua, y el desperdicio destilado es tan limpio como la mayoría de los filtros.

Donde está la casa importa mucho. Tiene ordenanzas de vivienda y zonificación, uso de la tierra y clima estándar. Hay lugares donde la geotermia es viable, y lugares donde sería absurda. Lo mismo con la energía solar. Pero si su presupuesto es lo suficientemente grande, cualquier cosa tiene solución.

En este momento, las compañías de energía solar están configuradas para ofrecerle paquetes solares altamente subsidiados, por lo que hay muchas opciones que no serían rentables, pero con los subsidios que son.

El almacenamiento de energía de la batería es el gran problema con todo esto. Hay capacidades de almacenamiento más innovadoras si su producción máxima excede en gran medida su producción estándar. Pero el almacenamiento de energía durante las horas pico es quizás el mayor costo, por lo que sería en lo que me centraría primero.

Además, Alemania tiene la mayor adopción de Solar, por lo que comenzaría mi investigación allí. No tienen una cobertura solar tan buena en comparación con muchas partes del mundo, por lo que han tenido que resolver muchos de estos problemas.

En cuanto a la comida, hay una forma de hongo que es particularmente buena para intercambiar fósforo con plantas. Hongos micorrícicos arbusculares (AMF). Vale la pena registrarse para aprovechar al máximo su fertilizante.

Los punteros son todo lo que puedo aportar, ya que cada uno de estos campos evoluciona rápidamente. Pero para resumir los punteros.
Descubra qué están haciendo en Alemania con Solar, qué es popular y cómo resuelven sus problemas, particularmente con el almacenamiento de energía.
Descubra sus propios códigos, zonificación e idiosincrasias legales.
Determine la viabilidad de su sitio para Solar o GeoThermal.
Determine sus necesidades de aislamiento en función de su clima.
Observe los alambiques solares, los hongos micorrícicos arbusculares (AMF) y los cultivos hidropónicos.

Answer 6

La energía es claramente el mayor problema. La conversión termoeléctrica probablemente no funcionará tan bien. Los motores Stirling son caros y delicados, y las células solares se están volviendo rápidamente más baratas y más eficientes, hasta el punto de que en algunos lugares se están volviendo más baratas que la energía de la red. Muchas casas proporcionan su propio poder durante el día en estos días. El problema obvio, entonces, es lo que haces durante la noche y durante el mal tiempo. Realmente, la única solución verdaderamente práctica en este punto es tener un estilo de vida en el que puedas vivir sin electricidad durante la noche (a excepción de unos pocos dispositivos pequeños que funcionan con baterías). El almacenamiento de la batería para alimentar toda una casa sigue siendo prohibitivamente costoso, y la duración de la batería aún no es tan buena. El almacenamiento hidráulico requeriría proyectos de construcción prohibitivamente grandes. Alimentar una casa requeriría un flujo de miles de galones por minuto sobre una caída bastante alta. A menos que viva junto a una colina bastante alta y pueda cavar grandes piscinas en la parte superior e inferior con una tubería de alta capacidad entre ellas, descartaría esa posibilidad. Los reservorios térmicos posiblemente funcionen, pero una máquina de calor alimentada por esos pozos que alimentarían una casa tendría que ser extraordinariamente grande.

El gas es otro problema. Ahora, hay varias áreas con depósitos de gas subterráneos accesibles, donde no es raro bombear su propio gas. Si vives en uno de esos, entonces estás de suerte. De lo contrario, si vive en un clima templado, puede usar una bomba de calor eléctrica con buen aislamiento. Combine eso con calefacción eléctrica de agua y probablemente esté en muy buena forma. En un clima muy frío, sin fuentes locales de gas, su única esperanza sería una estufa de leña y construir en un área boscosa.

Obtener agua, dependiendo de la ubicación, no suele ser tan difícil. Dirigir casas fuera de pozos independientes es bastante común en muchos lugares. La captación de agua de lluvia es teóricamente posible, pero muy arriesgada, necesitaría un sistema de almacenamiento muy grande que estuviera bien protegido contra la contaminación si esperaba sobrevivir a las sequías.

Deshacerse del emisario tampoco es tan difícil. Los sistemas sépticos son comunes y no tan difíciles de instalar. Limitan lo que puede verter en los desagües, tienen que ser bombeados de vez en cuando y pueden estar limitados por las regulaciones locales, pero esa es una tecnología estándar.

La basura es algo más todos juntos. Puede compostar alimentos y desechos de jardín y todos sus materiales orgánicos (los compostadores para inodoros están incluso disponibles, si está tan comprometido, y le quitan mucho estrés a su sistema séptico). Dependiendo de dónde viva, se pueden quemar maderas y papeles para recuperar el calor. Los metales generalmente se pueden reciclar. El gran problema son los plásticos, que son tremendamente comunes en la sociedad moderna, y un dolor del que deshacerse. No se biodegradan, no se pueden quemar en un fuego normal sin emitir productos químicos tóxicos. Realmente todo lo que puedes hacer es volcarlos o reciclarlos. Ninguno de los dos cuenta realmente como un sistema “fuera de la red”. Especialmente porque una casa típica tiene que deshacerse de tanto plástico que necesitaría hacer viajes de reciclaje regulares si no tuviera que recogerlo. Su única opción real es evitar comprar o usar plásticos desechables, lo cual es muy difícil en los tiempos modernos, pero es posible. La alternativa es instalar un sistema de gasificación por plasma, que sería increíblemente costoso para uso privado.

Sin rodeos, tratar de mantener un estilo de vida de clase media del siglo XXI fuera de la red sería casi imposible. Al menos poco costoso. Si está dispuesto a retroceder un siglo o dos, se vuelve mucho más fácil.

Answer 7

Realmente no creo que sea una pregunta tan significativa.

Como señalé en un artículo sobre sostenibilidad, “Sostenibilidad”: redefiniciones y rebanadas de pastel, la sostenibilidad no significa nada a menos que sea sistémica.

Digamos que su casa no tiene un consumo neto de recursos en todos los ámbitos. Demonios, digamos que es un contribuyente neto.

¿Qué hay de tu auto? ¿Su vida? ¿Los materiales necesarios para construir la casa? ¿La educación que tomó? ¿Tu comida?

No digo que cambiar a un modelo más autónomo, local y sostenible de manera individual no sea importante. Pero diría que la idea de que cualquier casa de hoy podría ser “totalmente” sostenible cuando el hecho de que tengamos una relativa seguridad y protección material se base en gastos militares y despliegues de recursos probablemente muy insostenibles tal vez esté fortaleciendo el lirio.

Answer 8

No estoy seguro de por qué me preguntaron … Pero comience con un súper aislamiento y sistemas eléctricos de baja potencia (luces LED, etc.). Lo que se hace para la generación de energía, etc., depende de la ubicación y de qué fuentes tienen sentido en términos de costo por energía generada , fiabilidad, etc. Sin embargo, cuanto menos se consume, menos se necesita para el almacenamiento y la generación. Los paneles solares generalmente tienen sentido, y son fáciles, el resto es más variable.

Answer 9

Esa es una tarea importante.
Supongo que está en una ubicación remota.
Primero, debe construirse con materiales locales, preferiblemente sostenibles, basados ​​en la dificultad de llevar materiales al sitio.
Todo debe ser irrompible (durar para siempre como una olla) o reparable utilizando materiales disponibles localmente (para estar totalmente fuera de la red)
Debe ocuparse de las necesidades de agua y saneamiento.
El refugio y el calor son segundos. Presumiblemente la madera sería el combustible para calentar y cocinar, esto requiere un lugar con abundante madera.
¿Podrá obtener alimentos frescos durante todo el año (caza) o deberá conservar y almacenar alimentos?
Finalmente, ¿necesitará comunicaciones y algo de energía eléctrica para la computadora y el acceso a la web o está totalmente comprometido a desconectarse de la red?
Supongo que hay poco almacenamiento de energía posible o necesario: cualquier electrónica / electricidad debería ser reparable con materiales locales como dije.

Answer 10

No tengo idea de por qué me pidieron que respondiera esta pregunta. La mejor guía que puedo ofrecer es analizar detenidamente lo que realmente necesita en una casa. Después de todo, la gente construyó casas durante siglos sin nuestros sistemas modernos. Sin embargo, la vida en una casa muy antigua es a menudo menos cómoda que una con todas las comodidades modernas. Dicho esto, si no necesita Internet o electrodomésticos, ya hay muchos planes, aunque pueden clasificarse como historia.