Kebanyakan pemilik rumah tidak menyadari bahwa pemanasan dan pendinginan menghabiskan lebih dari separuh anggaran energi mereka. Departemen Energi menyebutkan angkanya 56 persen. Itu adalah kebocoran besar di dompet Anda. Teknologi ramah lingkungan bertujuan untuk menutup lubang tersebut. Ini bukan hanya tentang menyelamatkan beruang kutub. Ini tentang menjaga agar tagihan listrik Anda tidak meroket.
Misalnya Universitas Santa Clara di Silicon Valley California. Pada bulan April 2011, mereka memasang 60 kolektor surya di atap. Tujuannya sederhana. Panaskan dan dinginkan pusat siswa secara efisien. Para insinyur membangun susunan tersebut untuk menangani air panas dan AC. Ia bekerja dengan menangkap sinar matahari dan memusatkan energi. Air di dalamnya menjadi panas. Sangat panas. Kita berbicara tentang 200 derajat Fahrenheit.
Hasilnya langsung terlihat dan drastis. Sistem ini memangkas konsumsi gas alam sebesar 70 persen per tahun. Hal ini juga mencegah 34 ton karbon dioksida keluar dari atmosfer. Universitas menyewa sistem tersebut selama sepuluh tahun dengan harga tetap. Mereka juga menerima potongan harga lebih dari $86.000 dari negara bagian.
Ini bukanlah kasus yang terisolasi. Universitas, dunia usaha, dan pemilik rumah perorangan ikut serta. Pergeseran ini penting karena mengurangi gas rumah kaca. Ini juga menghemat uang. Tapi mari kita perjelas. Sistem ini tidak murah.
Pertimbangkan biaya di muka. Beberapa kolektor surya berharga antara $30 dan $80 per kaki persegi untuk pemasangan. Anda membutuhkan modal. Atau pengaruh. Pemerintah menawarkan program insentif untuk membantu pembangun dan pemilik rumah membiayai biaya-biaya tersebut. Pada tahun 2008 saja, orang Amerika menghemat lebih dari $19 miliar dengan menggunakan metode ini. Trennya semakin meningkat. Dampaknya nyata.
Untuk memahami apa yang Anda hadapi, Anda perlu mengetahui perbedaan antara dua kategori utama. Sistem pasif dan aktif.
Strategi Desain Tenaga Surya Pasif
Sistem pasif tidak menggunakan mesin. Mereka tidak bergantung pada tungku atau AC. Mereka memaksimalkan kemampuan alam untuk mengatur suhu. Itu geometri arsitektur.
Contoh klasiknya adalah atap. Atap berwarna putih atau terang memantulkan sinar matahari. Mereka tidak menyerapnya. Hasilnya adalah bangunan yang lebih sejuk. Lebih sedikit energi yang dibutuhkan untuk mendinginkan rumah di musim panas. Windows juga berperan. Jendela berperforma tinggi mencegah masuknya panas dan udara sejuk. Anda melawan fisika dengan desain.
Sistem Energi Hijau Aktif
Desain aktif berbeda. Mereka menggunakan sistem mekanis. Sistem ini dijalankan dengan sumber energi ramah lingkungan. Tenaga surya adalah yang paling umum. Panas bumi adalah pemain utama lainnya. Energi biomassa dari bahan organik merupakan pilihan ketiga.
Sistem pemanas hidronik juga termasuk dalam kategori ini. Mereka mengedarkan air panas atau cairan untuk pemanasan. Pendingin udara bertenaga es menggunakan air beku untuk mengurangi penggunaan listrik puncak di siang hari. Ini rumit. Mereka membutuhkan keahlian.
Opsi 10: Pemanasan dan Pendinginan Panas Bumi
Daftar opsi dimulai dengan sistem panas bumi. Anda telah melihat nama tersebut muncul di takeaways. Tapi apa sebenarnya pengaruhnya bagi rumah Anda?
Teknologi panas bumi menggunakan suhu bawah tanah bumi yang stabil. Tanah tetap sejuk di musim panas dan hangat di musim dingin, apa pun udara di atasnya. Pompa panas bumi memanfaatkan stabilitas ini. Ini mentransfer panas ke atau dari tanah.
Di musim dingin, sistem ini menarik panas dari tanah dan memindahkannya ke dalam. Di musim panas, keadaan berbalik. Ini menarik panas dari rumah Anda dan membuangnya ke bumi yang lebih dingin. Efisiensinya sangat mencengangkan dibandingkan dengan pompa panas sumber udara. Anda tidak melawan suhu udara. Anda menggunakan massa termal konstan bumi.
Instalasinya invasif. Anda membutuhkan lingkaran yang terkubur di halaman Anda. Loop horizontal membutuhkan halaman yang luas. Lingkaran vertikal masuk jauh ke dalam lubang bor. Di sinilah biayanya melonjak. Pengeboran itu mahal. Peralatannya mahal.
Namun biaya operasionalnya rendah. Setelah dipasang, masukan energinya sangat kecil dibandingkan dengan keluaran panasnya. Ini adalah permainan jangka panjang. Anda membayar pemasangan untuk menghemat setiap tagihan selama dua dekade mendatang.
Apakah ini tepat untuk Anda? Itu tergantung pada lahan dan anggaran Anda. Anda memerlukan ruang untuk loop horizontal atau modal untuk pengeboran vertikal. Anda memerlukan kontraktor yang mengetahui sistem ground-loop. Ini bukan proyek DIY akhir pekan.
Peralihan ke pemanasan dan pendinginan ramah lingkungan terjadi secara perlahan. Itu mahal. Tapi tabungannya majemuk. Dan dampak lingkungannya dapat diukur. Universitas Santa Clara membuktikannya. Anda dapat meniru prinsip ini dalam skala yang lebih kecil.
“Dibandingkan dengan sistem pemanas dan pendingin standar, penerapan ramah lingkungan lebih baik bagi lingkungan karena membantu menghilangkan gas rumah kaca. Selain itu, efisiensi sistem ramah lingkungan ini memungkinkan masyarakat menghemat uang untuk tagihan energi mereka.”
Teknologi itu ada. Insentifnya ada. Matematikanya berhasil. Pertanyaannya adalah apakah Anda bersedia menginvestasikan modal awal untuk menghentikan pendarahan energi. Kebanyakan orang mengatakan tidak sampai tagihan mereka menjadi terlalu tinggi. Kemudian mereka bertindak. Jangan menjadi kebanyakan orang.
Mulailah dengan melihat sistem Anda saat ini. Berapa umurnya? Berapa peringkat efisiensinya? Kemudian lihat amplop rumah Anda. Strategi pasif lebih murah dibandingkan strategi aktif. Tutup kebocorannya. Tambahkan isolasi. Warnai jendelanya. Perbaiki hal-hal mudah sebelum Anda menghubungi kontraktor panas bumi.
Opsi berikutnya dalam daftar melibatkan sistem biomassa dan hidronik. Mereka menawarkan jalan berbeda menuju tujuan yang sama. Mengurangi ketergantungan energi. Tagihan lebih rendah. Jejak karbon yang lebih kecil. Tapi mereka datang dengan trade-off mereka sendiri. Persyaratan penyimpanan. Jadwal pemeliharaan. Sumber bahan bakar.
Anda memiliki potongan teka-teki pertama
Anda tidak memerlukan gelar PhD di bidang geologi untuk memanfaatkan pasokan energi yang tiada habisnya di planet ini. Bumi penuh dengan panas. Jauh di lubuk hati, itu mendidih. Namun untuk renovasi rumah, Anda tidak perlu menggali terlalu dalam. Hanya beberapa meter di bawah permukaan, suhu tanah tetap konstan. Suhunya berkisar antara 42 dan 80 derajat Fahrenheit sepanjang tahun. Konsistensi itulah kuncinya. Sistem pertukaran geografis memanfaatkan suhu tanah yang stabil untuk memanaskan dan mendinginkan hampir semua jenis bangunan.
Perhatikan bahwa sistem ini tidak memanfaatkan inti cair. Mereka menggunakan pompa panas. Pompa mensirkulasikan cairan—air atau zat pendingin—melalui sumur bawah tanah. Di musim dingin, cairan tersebut menyerap panas bumi dan membawanya ke dalam ruangan. Di musim panas, prosesnya berubah. Ini menarik panas keluar dari rumah Anda dan menyimpannya kembali ke tanah.
9: Desain Surya Pasif
Matahari menyediakan energi gratis dan terbarukan. Anda tidak memerlukan panel surya jelek untuk mendapatkan manfaatnya. Desain surya pasif menggunakan perpindahan panas alami. Tidak ada bagian yang bergerak. Pemeliharaan minimal. Energi matahari bergantung pada struktur bangunan itu sendiri—dinding, lantai, jendela—untuk mengumpulkan, menyimpan, dan melepaskan energi matahari.
Ini bukanlah solusi yang sepenuhnya berdiri sendiri. Anda masih memerlukan cadangan mekanis. Sistem udara paksa atau lantai berseri menangani pekerjaan berat untuk pendinginan di musim panas dan pemanasan di musim dingin. Namun elemen pasif mengurangi beban.
Versi ramah DIY yang paling mudah adalah “keuntungan langsung”. Sinar matahari masuk melalui jendela. Kaca mengubah cahaya menjadi energi panas. Dinding dan lantai yang gelap menyerap panas itu. Mereka menyimpannya. Selama udara di dalam tetap hangat, rumah akan menyimpan energi tersebut. Pada malam hari, saat suhu turun, dinding memancarkan panas kembali ke ruang tamu.
Untuk pendekatan yang lebih teknis, pembangun dapat memasang pipa air logam atau plastik di dalam dinding. Sinar matahari menyinari bagian luar. Air di dalamnya memanas. Anda memompa air hangat itu ke seluruh rumah. Ini bertindak sebagai sumber panas. Itu fisika sederhana. Ini berhasil.
8: Tata Surya Aktif
Beberapa pemilik rumah tidak keberatan dengan real estat atap. Tenaga surya aktif menggunakan sel fotovoltaik (PV). Bahan-bahan ini mengubah sinar matahari langsung menjadi listrik. Kekuatan tersebut dapat menjalankan sistem HVAC, lampu, dan peralatan Anda. Teknologi PV telah ada selama beberapa dekade. Ini memberi daya pada satelit dan kalkulator.
Ada batasannya. Efisiensi. Sel modern hanya mengubah sekitar 10 persen sinar matahari menjadi energi yang dapat digunakan. Sebagian besar potensi matahari hilang sebagai panas.
Lalu ada biayanya. Pemasangan sistem PV menghabiskan biaya antara $27.000 dan $36.000. Anda akan melihat periode pengembalian tagihan energi selama 12 hingga 15 tahun. Rabat pajak dan insentif federal membantu mengimbangi dampak awal. Tapi ini adalah investasi yang signifikan.
Ada alternatif aktif yang lebih murah. Sistem ini menggunakan udara atau air. Seorang kolektor menyerap energi matahari. Udara atau air memanas. Panas tersebut berpindah langsung ke rumah Anda atau ke tangki penyimpanan. Dari sana, kipas angin atau pompa menyebarkan kehangatan. Ini bukan tentang menghasilkan listrik dan lebih banyak tentang menangkap panas secara langsung.
Cara Kerja Sel Surya
Pada tingkat mikroskopis, sel surya menangkap foton. Mereka melepaskan elektron. Elektron yang bergerak cepat tersebut menghasilkan arus listrik. Hubungkan kabel ke sana. Anda mendapatkan kekuatan. Cukup untuk menyalakan bohlam atau memutar motor. Tapi ingat, tingkat efisiensi 10 persen itu penting. Anda membutuhkan banyak ruang atap untuk mengurangi tagihan listrik Anda.
7: Energi Biomassa
Energi biomassa berasal dari bahan organik. Kayu, sisa tanaman, bahkan sampah kota. Anda membakarnya. Atau hancurkan. Hasilnya adalah panas atau bahan bakar. Ini terbarukan karena Anda dapat menanam lebih banyak tanaman. Tapi ini bukan emisi nol. Pembakaran kayu melepaskan karbon dioksida. Siklus ini hanya berjalan jika pertumbuhan baru menyerap CO2 tersebut.
Bagi pemilik rumah DIY, biomassa biasanya berarti tungku kayu atau ketel pelet. Hal ini membutuhkan ruang penyimpanan bahan bakar. Diperlukan perawatan rutin untuk membersihkan abu dan jelaga. Ini tidak diatur dan dilupakan seperti pompa panas. Namun jika Anda memiliki akses terhadap kayu yang murah atau gratis, biaya pengoperasiannya bisa sangat rendah. Ini adalah sumber energi yang nyata. Anda dapat melihat bahan bakarnya. Anda bisa mengatasi luka bakarnya.
Ekonomi Pemanasan Biomassa
Ada kenyamanan utama dalam perapian kayu. Ini bukan hanya nostalgia. Itu fisika.
Biomassa adalah energi yang berasal dari benda hidup. Pohon. Tanaman. Matahari. Saat Anda membakar kayu, Anda memanfaatkan energi matahari yang tersimpan. Ini dapat diperbarui. Itu wajar. Dan bagi pemilik rumah yang ingin memangkas tagihan listrik, seringkali lebih murah daripada propana, gas alam, atau bahan bakar minyak.
Sistem modern lebih bersih dari yang Anda duga. Sistem serpihan kayu, misalnya, mengeluarkan polutan yang jauh lebih sedikit dibandingkan tungku kayu tradisional. Dan jejak karbonnya? Minimal. Bahan bakar fosil melepaskan karbon yang telah terperangkap di bawah tanah selama jutaan tahun. Pembakaran biomassa hanya melepaskan karbon yang diserap tanaman selama masa hidupnya. Ini adalah putaran tertutup.
Perhitungannya menguntungkan Anda. Lihatlah Wisconsin. Pada tahun 2008, negara bagian mengumumkan bahwa peralihan sekolah dari gas alam ke biomassa kayu akan mengurangi biaya pemanasan sebesar 29 hingga 57 persen. Itu berarti penghematan sebesar $53.000 hingga $75.000 per sekolah, per tahun. Bayangkan penghematan seperti itu pada tagihan pemanas rumah Anda sendiri.
### Pemanasan Hidronik: Pekerja yang Diam
Ingat radiator yang berdenting di rumah nenekmu? Itu adalah sistem hidronik. Namun versi saat ini sudah canggih. Mereka tidak hanya memanaskan udara. Mereka memanaskan air.
Boiler dalam sistem ini menggunakan energi matahari atau panas bumi untuk memanaskan cairan. Biasanya itu air. Terkadang, ini merupakan solusi antibeku. Cairan ini dipompa melalui pipa plastik. Pipa tersebut mungkin berada di bawah papan lantai. Itu mungkin terletak di sepanjang alas tiang. Atau mungkin dimasukkan ke radiator klasik.
Bagaimana panasnya berpindah? Tiga cara.
Konduksi. Panas berpindah dari satu benda ke benda lainnya. Bayangkan sebuah sendok di dalam panci berisi sup panas. Pegangannya menjadi hangat. Radiasi. Energi merambat melalui gelombang elektromagnetik. Anda merasakan panas dari lampu pemanas tanpa menyentuhnya. Konveksi. Air hangat naik. Air dingin tenggelam. Air mendidih adalah contoh sempurna.
Ada manfaat sekunder di sini. Sistem hidronik dapat memompa air panas melalui pipa di atap Anda. Ini mencegah bendungan es. Salju tidak menumpuk. Talang Anda tetap utuh.
### Pompa Panas Penyerapan
Kebanyakan pompa panas beroperasi dengan listrik. Pompa panas penyerapan tidak. Mereka berjalan karena panas. Biasanya gas alam, meskipun tenaga surya dan panas bumi juga bisa digunakan.
Ada dua perbedaan utama antara pompa serapan dan pompa listrik standar. Pertama, pengemudi. Pompa serapan menggunakan pembakar gas alam. Kedua, fluida kerja. Pompa listrik menggunakan zat pendingin. Pompa serapan menggunakan larutan air-amoniak.
Di musim dingin, larutan tersebut menyerap panas dari bumi. Pompa memindahkan cairan panas ke dalam rumah Anda. Udara menjadi hangat. Di musim panas, prosesnya terbalik. Pertukaran panas bekerja mundur.
Beberapa fasilitas besar melangkah lebih jauh. Mall of America mendaur ulang panas tubuh dari pembelinya untuk membantu mengatur suhu. Ini tidak dapat diskalakan untuk rumah pinggiran kota Anda. Namun hal ini membuktikan konsep: limbah panas adalah panas yang berharga.
### Biodiesel dan BioHeat
Biodiesel dulunya digunakan untuk truk dan traktor. Sekarang, ini untuk tungku Anda.
Pemilik rumah telah mengabaikannya selama bertahun-tahun. Minyak itu murah. Namun harga minyak meningkat. Biodiesel sedang mengejar ketinggalan. Campuran “BioHeat” mengandung 5, 10, atau 20 persen biofuel yang dicampur dengan minyak pemanas standar. Anda dapat membakar campuran ini dalam tungku minyak konvensional. Tidak diperlukan konversi.
Manfaatnya bagi lingkungan sudah jelas. Lebih sedikit polutan. Lebih sedikit karbon dioksida. Bahan bakar ini berasal dari tanaman energi. Gandum. Jagung. Kedelai. Tebu. Mereka berkelanjutan.
Tapi ada hambatan. Memasok. Jumlah distributor tidak mencukupi. Di Amerika Serikat, hanya sekitar 19 perusahaan yang memasok campuran BioHeat ke pelanggan perumahan. Jika Anda tinggal jauh dari distributor, Anda kurang beruntung. Periksa ketersediaan lokal Anda sebelum melakukan.
### Pendingin Udara Bertenaga Es
Es sangat bagus untuk koktail. Ini kurang jelas sebagai sumber pendinginan utama untuk gedung perkantoran modern atau split-level di pinggiran kota. Namun Ice Energy telah membuktikan bahwa air beku dapat menggerakkan AC. Sistem mereka tidak sepenuhnya menggantikan AC Anda. Ia bekerja berdampingan dengan itu. Tujuannya sederhana: mengalihkan pekerjaan berat ke jam-jam di luar jam sibuk.
Pada siang hari yang terik, kisi-kisi menjadi tegang. Rumah dan bisnis meningkatkan unitnya. Hal ini meningkatkan penggunaan daya. Sistem bertenaga es mengubah keadaan dengan membekukan air di malam hari. Mereka menyimpan es itu. Kemudian, pada siang hari, es mendinginkan zat pendingin. Kompresornya mati. Hal ini mengurangi konsumsi energi secara keseluruhan sekitar 30 persen.
Bagaimana Sistem Energi Es Mengurangi Biaya Pendinginan
Mekanismenya sangat mudah. Anda tidak memerlukan gelar fisika untuk memahaminya. Pada malam hari, unit mensirkulasikan zat pendingin melalui kumparan tembaga. Kumparan ini berada di dalam tangki yang menampung 450 galon air. Refrigeran mengeluarkan panas. Airnya membeku.
Penyimpanan adalah kuncinya. Esnya berada di dalam tangki. Saat panas siang hari tiba, unit AC yang ada tidak bekerja dengan kapasitas penuh. Sebaliknya, es mendinginkan zat pendingin yang panas. Bangunan tetap nyaman. Jaringan listrik tetap stabil. Anda menghemat uang untuk tagihan listrik. **Sistem pendingin energi es ** ini sangat efektif di wilayah dengan suhu siang hari yang tinggi dan tingkat suhu malam hari yang lebih rendah.
Konsep Batubara Ramah Lingkungan: Mengubah Polusi menjadi Tenaga Listrik
“Batubara hijau” terdengar seperti sebuah oxymoron. Batubara terkenal kotor. Ini mengandung 25 hingga 90 persen karbon. Pembakarannya melepaskan karbon dioksida, belerang, dan nitrogen oksida. Gas-gas tersebut mendorong pemanasan global. Namun ilmu pengetahuan menawarkan suatu perubahan.
Para ilmuwan menggunakan proses yang disebut gasifikasi. Ini menghilangkan oksigen dari air menggunakan karbon dalam batu bara. Hasilnya adalah gas hidrogen yang terbakar bersih. Gas tersebut dapat menjadi bahan bakar turbin. Turbin menghasilkan listrik. Emisinya tidak hanya dibuang begitu saja. Mereka dipompa ke bawah tanah. Polutan lainnya diubah menjadi padatan. Padatan tersebut dapat terbakar. Ini adalah proses yang rumit. Namun hal ini mengubah cara kita memandang bahan bakar fosil.
Pemanasan Air Angin DIY: Pilihan Berkelanjutan
Kita tahu angin menghasilkan listrik. Bagaimana dengan panas? Anda tidak memerlukan kincir angin besar di halaman belakang rumah Anda. Mahasiswa Oregon State University membuktikan hal ini pada tahun 2006. Mereka membuat pemanas air turbin angin berukuran pint.
Sistem ini sepenuhnya berkelanjutan. Berbeda dengan pemanas tradisional yang menggunakan elemen listrik atau api gas, pemanas yang satu ini mengandalkan angin. Itu melesat ke atap. Persyaratan utamanya? Angin yang cukup untuk memutar turbin.
Mekaniknya elegan. Turbin memutar magnet yang menempel pada pelat logam. Magnet itu berputar di dekat pelat tembaga. Resistensi magnetik menghangatkan tembaga. Air yang dipompa melalui pipa tembaga di bagian belakang pelat menyerap panas tersebut. Hasilnya adalah air panas. Secara teori, air panas ini bisa bersirkulasi ke seluruh rumah. Itu menjadi sumber panas. Ini adalah solusi praktis untuk lokasi berangin.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Berapa biaya awal pemasangan sistem panas bumi?
Sistem panas bumi pada awalnya mahal karena biaya pengeboran dan peralatannya, seringkali berkisar antara $10.000 hingga $20.000, namun sistem ini dapat mengurangi biaya energi jangka panjang Anda secara signifikan.
Apakah ada insentif pemerintah untuk memasang sistem pemanas dan pendingin tenaga surya?
Ya, banyak pemerintah menawarkan insentif pajak, potongan harga, dan hibah untuk mengimbangi biaya pemasangan sistem pemanas dan pendingin tenaga surya, sehingga mendorong penerapan sistem tersebut.
Banyak Informasi Lebih Lanjut
