Cómo diseñar una casa autosuficiente con energía solar

Si en vez de tener una vivienda de bajo consumo energético lo que deseas es tener una totalmente independiente de la red eléctrica entonces te convendrá saber: ¿Cómo diseñar una casa autosuficiente con energía solar? Y te lo vamos a explicar en este artículo.

Vivir en una casa autosuficiente parece un sueño utópico que es solo posible en las revistas o programas de televisión donde suelen aparecer este tipo de viviendas. Sin embargo, la necesidad de ser más cuidadosos con nuestro medioambiente ha permitido que cada vez más personas apuesten por estas iniciativas y se vuelvan una realidad.

¿Por qué una casa autosuficiente con energía solar?

Algunos lo hacen por motivos de responsabilidad social con en el medioambiente mientras que otros lo hacen por rebeldía de no tener que pagar, mes a mes, los altos precios que implica la facturación eléctrica. Aunque, claro está, también hay quienes lo hacen por ambos motivos, es decir, tener una casa eco amigable y, además, reducir sus gastos operativos.

Las casas autosuficientes se diseñan bajo esquemas de reducción de emisiones de CO2 y un máximo aprovechamiento de las energías renovables.

Si te estás planteando construir una casa, entonces, plantéate la posibilidad de que sea autosuficiente. Te explicaremos cómo lograrlo.

Casa autosuficiente con energía solar ¿Qué es?

Para empezar, vamos a definir el término “casa autosuficiente”.

Una casa autosuficiente es aquella capaz de aprovechar los recursos naturales como el sol, el viento y la lluvia para abastecer sus necesidades energéticas. Consiguientemente, una casa autosuficiente debe ser diseñada para consumir la mínima energía renovable posible.

Las casas autosuficientes no necesitan abastecerse de redes públicas para satisfacer sus demandas, es decir, se abastecen de su propia energía renovable y obtiene el agua de fuentes naturales además de contar con sistemas de tratamiento de agua residuales.

En este artículo nos centraremos especialmente en casas autosuficientes a nivel energético gracias al aprovechamiento de la energía solar.

Maneras de aprovechar la energía solar

Antes de profundizar en el tema del diseño, primero hablemos de las formas en que puedes energizar tu hogar con energía solar.

Hay tres maneras de aprovechar la energía solar en tu vivienda y son estas:

• Conexión a la red

Son las viviendas que poseen paneles solares para producir su propia energía pero permanecen conectadas a la red pública.

De manera que si no cuenta con energía solar suficiente se puede apoyar en el sistema tradicional de abastecimiento o, si produce más de lo que consume, podrá verter el excedente en la red.

Averigua cuántos paneles solares son necesarios para una casa.

• Conexión a red con respaldo de batería

En este caso, la vivienda permanece conectada a la red pero almacena los excedentes en una batería que sirve de respaldo cuando no se produce suficiente energía solar.

• Fuera de la red

Quiere decir que la vivienda no cuenta con el respaldo de la red pública de energía por lo tanto debe valerse solo de las baterías para el almacenamiento energético.

O en tal caso emplear algún tipo de generador alternativo que le permita tener un respaldo cuando no esté produciendo energía solar.

De estas tres opciones la última, fuera de la red, es la que realmente nos permite tener a una casa autosuficiente porque resuelve su necesidad de consumo energético por cuenta propia sin depender de la red pública.

Desconectarse de la red eléctrica es un sueño posible

La realidad es que pocos se atreven a tener viviendas fuera de red por el alto coste de las baterías de almacenamiento o por la imposibilidad de producir energía en época invernal.

No obstante, gracias a las nuevas tecnologías, materiales y el ingenio se han ido sembrando las bases para que más personas apuesten por esta idea.

De hecho, en España ya existen quienes, con un diseño apropiado, han podido construir casas que se autoabastecen energéticamente.

Arquitectura bioclimática como clave

Una de las claves para lograr una casa autosuficiente es apoyarse en la arquitectura bioclimática que es aquella que considera las condiciones del clima en su diseño.

Este tipo de proyectos aprovechan los recursos naturales que están a su disposición para reducir el impacto ambiental de su construcción y uso posterior.

En este punto es preciso aclarar que no es necesario tener una casa bioclimática para que la misma sea autosuficiente pero es un recurso de gran ayuda porque permite reducir considerablemente el consumo energético en las viviendas.

¿Cuáles son las ventajas de una casa autosuficiente?

Si eliges tener una casa autosuficiente alimentada de energía solar tu aporte al planeta será cuantioso, reducirás tu huella de carbono y también favorecerá tu planificación económica mensual.

Tomar esta decisión te permite:

• Evitar la emisión de gases invernadero que tanto daño ocasionan.
• No estarás sujeto a tener que pagar mensualmente las elevadas tarifas en concepto de suministro energético tradicional.

Diseño de una casa autosuficiente

Si bien es cierto que los arquitectos antes ponían mayor énfasis en la estética, ahora, podemos decir que los parámetros de diseño arquitectónico han evolucionado y se enfrentan a nuevos retos.

Un acertado diseño arquitectónico, además de creativo y funcional, debe ser respetuoso con el medioambiente sin abandonar, claro está, la confortabilidad.

 

La idea es no solo quedarnos en las “casas ecológicas” construidas con materiales reciclados o de poco impacto para el planeta. Ahora tenemos que ir un poco más allá.

Las viviendas modernas demandan tener en cuenta en su diseño la eficiencia energética y su correspondiente ahorro energético y económico.

Por ello, la arquitectura debe dar solución a esta demanda tan obvia y necesaria en el diseño de cualquier edificación. Además, si se conocen modelos constructivos que permiten minimizar el consumo energético de un inmueble, ¿por qué no aplicarlos?

Principios básicos para construir una casa autosuficiente

Si quieres construir una casa autosuficiente desconectada a la red hay dos principios básicos que debes tener en cuenta:

• Diseñar con el objetivo de minimizar los consumos energéticos.

Por ejemplo, construir bajo las certificaciones BREEAM, LEED, WELL o Passivhaus.

• Diseñar bajo un criterio de aprovechar al máximo los recursos naturales disponibles en el lugar donde se construirá la vivienda.

Por ejemplo, teniendo en cuenta la orientación optima del inmueble,  instalación adecuada de paneles solares, instalar ventanas según su orientación, materiales que favorecen la eficiencia energética…etc.

¿Qué aspectos se deben tener en cuenta en el diseño de una casa autosuficiente?

Para que un proyecto de casa autosuficiente sea exitoso no solo se debe pensar en cómo proveer de energía a la vivienda estando desconectada de la red sino que también es necesario un adecuado diseño arquitectónico que permita crear las condiciones suficientes para reducir el consumo energético de la vivienda.

Entre los aspectos que deben considerarse en el diseño están:

• Orientación y entorno de la vivienda

Para lograr la eficiencia energética es vital usar a nuestro favor los principios básicos de la física tales como la radiación, conducción o convección del calor.

Por ello se debe tener en cuenta el clima de la zona donde se va a implantar la vivienda considerando, principalmente: la temperatura y la radiación solar.

Es necesario analizar cómo es su incidencia durante las distintas etapas del año porque la edificación debe adaptarse a las posibles variaciones.

¿Cómo puedes usar la orientación a tu favor?

Si vas a instalar paneles solares la orientación de la vivienda es fundamental. Se debe buscar la que sea más favorable y evite pérdidas de energía en la instalación.

Igualmente hay que considerar en la distribución interna de la vivienda porque conviene que en las zonas donde pasamos más tiempo queden ubicadas donde incida mejor el sol. Y la razón es muy sencilla, si está ubicada de la manera correcta, puedes aprovechar los rayos solares para su iluminación.

• Aislamiento térmico

Una vivienda con adecuado aislamiento térmico puede ayudar a reducir el consumo energético considerablemente.

De hecho, si combinas un buen aislamiento con sistemas de refrigeración o calefacción eficientes el porcentaje de ahorro es de hasta un 30%.

¿Qué medidas debes tomar?

• Aislamiento térmico en muros y paredes exteriores.
• Aísla las cubiertas.
• Usar materiales aislantes en el piso y en las tuberías.
• Evita los puentes térmicos.

De igual modo debes cuidar el material de las ventanas. Opta siempre por las que favorezcan al aislamiento térmico de la casa y que sean herméticas.

Ten en cuenta que las ventanas pueden contar con su propia etiqueta de eficiencia Energética y conviene elegir aquellas con letra “A” o “B”.

• Los materiales

Los materiales de construcción a emplear en una edificación autosuficiente deben ser el resultado de un análisis de sus características.

En el caso de las casas ecológicas normalmente se suelen usar maderas, bambú y/o cualquier otro tipo de material amigable con el medio ambiente.

Pero si realmente se desea una casa autosustentable será necesario considerar los parámetros que influyen en la termicidad.

• Otras consideraciones de diseño 

  • La ventilación natural ¡Aprovéchala al máximo!, se deben tener en cuenta la dirección de los vientos y la correcta distribución de las ventanas en el proyecto

• • Usar contraventanas evita el intercambio desfavorable de temperatura entre el interior y el exterior de la vivienda.

• • Los colores deben ser tomados en cuenta porque algunos absorben más el calor que otros. Hay que jugar con ellos según las necesidades. Está demostrado científicamente que los colores oscuros absorben más calor mientras que los colores claros la repelan. 

• • La vegetación puede funcionar como un tipo de aislamiento para la vivienda colaborando en la disminución de la transferencia de calor o frío entre el exterior y el interior.

Por ejemplo, si tu casa dispone de jardín considera plantar árboles de hoja caduca que durante el invierno no tiene hojas y dejan pasar la luz/calor solar y, en verano, nos brindan una sombra magnífica para combatir el calor.

¿Has oído hablar de los sistemas de construcción pasivos?

Los sistemas de construcción pasivos permiten lograr el confort térmico y acondicionamiento ideal sin necesidad de depender de energías convencionales externas.

Los mismos se usan para para captar, bloquear, acumular o transformar el calor procedente del astro rey sin necesidad de sistemas eléctricos.

Como parte de estos sistemas pasivos hay conceptos básicos que es conveniente conocer:

Ganancias directas

Las ganancias directas están referidas a la máxima cantidad de radiación solar que se puede obtener con la menor pérdida de energía posible mediante el uso de ventanas, persianas o claraboyas para controlar la cantidad de radiación solar.

Y te preguntaras ¿Cómo se logra?, para ello es indispensable un buen aislamiento y la hermeticidad del espacio, algunas sugerencias son:

• Usar zonas acristaladas para la captación de la energía.
• Dimensionar las superficies en función de la orientación y demanda interior.
• Emplear elementos masivos para permitir una liberación de calor de manera prolongada.
• Seleccionar materiales adecuados.

Ganancias indirectas

En la arquitectura solar pasiva las ganancias indirectas son claves.

Consiste en lograr que la radiación solar se transforme en calor gracias a la absorción de las superficies externas, es decir, a través de la masa térmica de la piel del edificio.

Luego, una vez absorbido el calor, se transmite a los espacios interiores por conducción:

• Utilizando muros de un espesor entre 15 y 40 cm.
• Considerando en la construcción materiales con alta inercia térmica
• Creando cámaras de aire cerradas al emplear superficies acristaladas en las caras exteriores del cerramiento.

Ejemplos de esta técnica podrían ser paredes de agua, tejados con pequeños estanques de agua o el muro trombe. Claro está que, para que surja efecto, la superficie exterior debe incorporar materiales con elevada absorción y baja emisión.

Ganancias aisladas

Una manera de obtener ganancias aisladas es a través de invernaderos adosados o en la cubiertas con una gran proporción de acristalamiento que, en ocasiones, alcanzan el 100%. Estos espacios permiten captar y distribuir el calor en la casa por convección.

Sin embargo, estos sistemas también pueden generar pérdidas durante las horas nocturnas cuando la temperatura baja.

Es conveniente usar elementos que eviten estas pérdidas como puertas, paneles, cortinas, persianas, muros u otro material divisorio entre el espacio del invernadero y el resto.

Casas 100% desconectadas de la red

El ideal de una casa autosuficiente es que consuma energía de manera justa y eficiente y que esta no provenga de fuentes convencionales.

En pocas palabras, tiene que valerse de métodos de generación basados en energías renovables que incluya la captación y almacenamiento mediante baterías.

 

Paneles solares térmicos

Los paneles solares térmicos son uno de los sistemas favoritos para alcanzar este objetivo. Sin embargo, se debe tener en cuenta el uso de baterías para almacenar la energía.

¿Qué tipo de paneles solares existen?

• Paneles solares fotovoltaicos.
• Fotovoltaicos térmicos.
• Paneles solares termodinámicos.

Las placas solares fotovoltaicas generan corriente eléctrica a partir de los rayos solares mientras que los paneles fotovoltaicos térmicos generan agua caliente.

Los paneles solares termodinámicos no dependen directamente del sol. Éstos absorben fácilmente energía de los rayos solares o incluso del aire lluvia, viento, entre otros.

Los generadores eólico domésticos también son otra posible solución alterna para lograr la producción energética.

Hábitos sostenibles acordes a tu tipología de vivienda

Sería una gran incongruencia vivir en una casa autosuficiente y ser un derrochador de recursos energéticos independientemente que provengan de fuentes renovables ¿verdad?

De modo que tus hábitos deben corresponderse a un estilo de vida sustentable

• Procura en lo posible reducir, reciclar y reutilizar los recursos.
• Utiliza equipos de bajo consumo energético.
• Se responsable con el uso de la energía.

En fin, no solo se trata de tener un buen diseño arquitectónico bioclimático y placas solares para producir energía. Debes también contribuir a la sostenibilidad de tu proyecto.

¿Cuánto cuesta construir una casa autosuficiente?

Los costes de construir una casa autosuficiente, evidentemente, serán superiores pero hay que tener en cuenta que, la largo plazo, si consideramos los ahorros energéticos futuros del inmueble, comparativamente, una casa autosuficiente será más económica puesto que, gracias a ella, no estaremos expuestos a las variaciones de precios de las energías convencionales.

Pero, ¿cuál es el precio de una vivienda autosuficiente? Determinar el precio es un proceso complejo porque depende de las dimensiones, localización y calidad de construcción.

No obstante, nos podríamos aventurar en decir que, según experiencias previas, el precio medio puede rondar los 1800€/m2, pero podría sobrepasar los 2500€/m2 si el anhelo es tener una casa bajo el esquema Passivhaus.

¿Qué pasa con las viviendas ya existentes?

Hasta el momento nos hemos enfocado en quienes deseen construir una nueva casa pero la realidad es que, en España, es muy común adquirir viviendas de segunda mano.

En ese caso, aunque no hablaríamos de tener una vivienda 100% autosuficiente podrías hacer ciertas acciones que te permitan reducir el consumo energético.

Para ello, necesitas que un especialista, un certificador energético, te guíe para reducir el consumo energético de tu inmueble según las recomendaciones establecidas en el certificado de eficiencia energética.

Algunas pequeñas acciones te permitirán lograr grandes cambios en tus patrones de consumo y podrás volver a solicitar una nueva calificación energética.

Conclusiones

• Los sistemas constructivos pasivos y la arquitectura bioclimática son la clave del éxito para tener una vivienda desconectada de la red.
• Las casas autosuficientes, o de mínimo consumo energético, ya no es una utopía. Son una realidad y son posibles gracias a diferentes metodologías constructivas.
• Si ya tienes una vivienda, con el certificado de eficiencia energética puedes obtener recomendaciones para reducir el consumo energético.
• Tener una casa autosuficiente debe acompañarse de un estilo de vida sustentable.

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