Une banlieue verte expérimentale s’élève dans le comté de Riverside. Est-ce l’avenir de la maison unifamiliale ?

À première vue, Durango à Shadow Mountain ressemble à une autre subdivision à l’emporte-pièce de nouvelles maisons s’étendant dans une vallée aride de la ville de Menifee, dans le comté de Riverside.

Entrez dans une maison modèle de 577 990 $ sur Hopscotch Drive, cependant, et l’avenir possible des logements à faible émission de carbone et résistants au climat apparaît derrière la façade en stuc et en fausse pierre.

Dans le garage, une élégante batterie blanche fixée à un mur stocke l’électricité générée par les 16 panneaux solaires sur le toit. À côté de la batterie se trouve un chargeur de véhicule électrique, et certains propriétaires auront la possibilité d’exploiter la batterie de leur voiture pour fournir de l’énergie supplémentaire à leur maison – une expérience visant à transformer les véhicules électriques en centrales électriques mobiles.

Un chauffe-eau à pompe à chaleur électrique à haut rendement est niché dans un coin du garage et une pompe à chaleur qui réchauffe et refroidit la maison se trouve à côté du patio arrière. La cuisine ouverte de la maison de quatre chambres de 2 906 pieds carrés est équipée d’une cuisinière à induction qui consomme moins d’électricité qu’un modèle électrique conventionnel et n’émet aucun des polluants nocifs d’une cuisinière à gaz.

Au total, ces appareils réduiront jusqu’à 40% la consommation d’énergie à Durango par rapport à une maison conventionnelle, selon le constructeur KB Home.

Mais ce que vous ne pouvez pas voir, c’est ce qui pourrait vraiment transformer le système énergétique.

Les 78 maisons en construction à Durango sont connectées pour former un micro-réseau, un système électrique autonome qui peut fonctionner indépendamment du réseau californien en cas de panne. C’est un événement de plus en plus probable, car les incendies de forêt, les vagues de chaleur et les tempêtes provoqués par le climat déclenchent des pannes d’électricité.

141 maisons supplémentaires en cours de construction dans une subdivision adjacente, appelée Oak Shade à Shadow Mountain, seront connectées à un deuxième micro-réseau qui peut également exploiter l’énergie solaire et les batteries pour maintenir l’électricité pendant les pannes.

Les deux développements partageront une « batterie communautaire » de 2,3 mégawattheures pour fournir une alimentation supplémentaire en cas de panne. Dans le jargon énergétique, Durango et Oak Shade sont capables d’être «isolés» du réseau électrique – des archipels de lumière si le désert s’assombrit.

« En Californie, quand il fait vraiment chaud et qu’il y a des incendies, vous êtes menacé de couper le courant », a déclaré Dan Bridleman, vice-président senior pour la durabilité, la technologie et l’approvisionnement stratégique chez KB Home. « Nous avions l’impression qu’il existait probablement un moyen abordable de renforcer la résilience, non seulement au niveau de la maison, mais également dans la communauté. »

Jusqu’à présent, selon les dirigeants de KB Home, environ 50 maisons ont été vendues et les premiers propriétaires devraient emménager au début de l’année prochaine. Avec des prix allant de 482 000 $ à 578 000 $, les maisons attirent les jeunes familles hors des villes côtières, a indiqué la société.

La société d’énergie solaire SunPower Corp., l’utilitaire Southern California Edison, le constructeur automobile Kia Corp., UC Irvine, Schneider Electric et le département américain de l’énergie collaborent avec KB Home sur le projet.

Le gouvernement fédéral a fourni 6,65 millions de dollars pour développer et tester une technologie de micro-réseau unique en son genre et déterminer si le micro-réseau de Menifee pourrait servir de modèle pour les futurs développements résidentiels. Au cours des quatre prochaines années, une équipe de SunPower et des chercheurs de l’UC Irvine rassembleront des données et surveilleront les performances des micro-réseaux.

« Nous voulons voir comment nous pouvons améliorer la résilience du propriétaire », a déclaré Ram Narayanamurthy, responsable du programme des technologies émergentes au Département de l’énergie. « L’électrification va vraiment entraîner une réduction de l’empreinte carbone alors que le réseau californien est de plus en plus décarboné. »

Les micro-réseaux, bien sûr, n’arrêteront pas la propagation des lotissements lointains et des centres commerciaux linéaires, des parkings et des longs trajets qui les accompagnent. Mais ils offrent un moyen de décarboniser l’étalement des banlieues.

Ils peuvent également « accroître la fiabilité du réseau électrique, jouer un rôle dans l’atténuation des risques d’incendie de forêt [and] aider à rendre les communautés plus résilientes », a déclaré Terrie Prosper, porte-parole de la California Public Utilities Commission, l’organisme de réglementation de l’énergie de l’État.

Alors que les autres résidents de Menifee sont soumis à la hausse des prix de l’électricité et du gaz naturel, les propriétaires de Durango et d’Oak Shade deviendront des courtiers en électricité. Ils pourront vendre l’électricité excédentaire générée par leurs panneaux solaires et stockée dans leur batterie domestique à Southern California Edison.

Collectivement, les maisons des micro-réseaux peuvent agir comme des centrales électriques virtuelles, fournissant de l’électricité pour aider à maintenir la stabilité du réseau pendant les pics de demande, comme pendant les vagues de chaleur.

La batterie de chaque maison est un modèle SunVault de 13 kilowattheures de SunPower, qui fournit également les panneaux solaires sur le toit. Les pompes à chaleur et les thermostats intelligents sont compatibles Wi-Fi, ce qui permet de coordonner les appareils, les batteries et les panneaux solaires d’une maison pour maximiser la production d’énergie et réduire les coûts.

Cela signifie, par exemple, que les 219 chauffe-eau à pompe à chaleur de Durango et Oak Shade peuvent être transformés en « batteries thermiques ». Au milieu de la journée, l’électricité excédentaire générée par les panneaux solaires d’une maison chauffe l’eau pour une utilisation ultérieure, lorsque le soleil ne brille pas et que les tarifs des services publics augmentent. Cela peut réduire la nécessité d’allumer des centrales électriques au gaz naturel pour répondre à la demande nocturne.

La technologie de SunPower gère le système énergétique d’une maison pour les propriétaires, permettant aux maisons de s’engager dans un arbitrage énergétique pendant que leurs habitants travaillent ou dorment. Si un résident de Durango se rend à un emploi à San Diego, par exemple – idéalement dans une voiture électrique – le cloud SunPower peut maximiser l’électricité solaire que le résident vend au service public ou stocke dans sa batterie en baissant le thermostat et en mettant les appareils dans mode économie.

Lorsque les tarifs des services publics de ce même résident augmentent, la maison peut puiser dans l’électricité solaire stockée dans la batterie. Toutes les maisons sont pré-câblées pour les chargeurs EV, et environ 20% des acheteurs les ont jusqu’à présent installés pendant la construction, a déclaré Matt Brost, vice-président de SunPower.

« Pendant les heures de production solaire élevée de la journée, lorsque les maisons n’utilisent souvent pas beaucoup d’électricité, nous pensons que les systèmes solaires chargeront plus que suffisamment les batteries des maisons et la batterie de la communauté », a déclaré Brost.

Les micro-réseaux pourraient réduire les revenus des services publics, mais Southern California Edison soutient le projet Menifee pour son potentiel de réduction des coûts des clients et de renforcement de la résilience du réseau, a déclaré Katie Sloan, vice-présidente des programmes et services clients de la société. « Ce projet sera un excellent plan pour l’électrification à l’avenir », a-t-elle déclaré.

Un jour de novembre, les ouvriers du bâtiment d’Oak Shade assemblaient les charpentes en bois d’une rangée de maisons à deux étages avec vue sur des collines rocheuses couvertes de chaparral. Au bord du développement, Scott Hansen, vice-président de la planification prévisionnelle de la division Inland Empire de KB Home, indique une parcelle de terre où la batterie communautaire sera installée sur une plate-forme clôturée. La batterie, de la taille d’un conteneur d’expédition, sera normalement chargée par le réseau, ne puisant l’électricité solaire des maisons environnantes qu’en cas de besoin.

De retour à la maison modèle de Durango, Hansen fait un geste vers le panneau solaire de 5,6 kilowatts sur le toit. C’est environ la moitié de la puissance – et du coût – d’un système solaire généralement nécessaire pour alimenter une maison de construction conventionnelle de taille similaire. En effet, les maisons de Durango et d’Oak Shade sont construites selon la norme Zero Energy Ready Home du Département de l’énergie, qui exige qu’un bâtiment soit si bien isolé et scellé qu’un système d’énergie renouvelable puisse compenser la plupart ou la totalité de sa consommation d’énergie.

Hansen a ouvert un grand panneau blanc attaché à un côté de la maison, révélant le Schneider Electric Square D Energy Center. Ce panneau intelligent contrôle chaque circuit de la maison, équilibrant les charges électriques générées par différents appareils et permettant au propriétaire de choisir lesquels alimenter en cas de panne.

Les étiquettes vertes indiquent les circuits qui seraient alimentés par la batterie domestique en cas de panne, y compris les lumières, les prises de courant (en gardant le Wi-Fi allumé), le réfrigérateur et le four à micro-ondes. Les appareils à haute tension tels que le poêle et les pompes à chaleur sont étiquetés en gris et resteraient hors ligne jusqu’à ce que la batterie communautaire se déclenche et fournisse 6 kilowattheures d’électricité supplémentaires par maison.

« Ces maisons sont construites si serrées qu’en cas de panne de courant, elles resteront fraîches plus longtemps en été et l’inverse en hiver », a déclaré Hansen.

Une fois la batterie communautaire en ligne, a déclaré Brost, « elle alimentera efficacement toute la maison, mais le propriétaire ne pourra pas tout faire fonctionner simultanément ou charger une voiture, il devra donc choisir ce qu’il veut faire fonctionner ».

Certains propriétaires auront une autre option pendant une panne de courant : utiliser leur voiture pour recharger leur maison. Cinq maisons à Durango et cinq à Oak Shade sont en cours d’installation avec des chargeurs bidirectionnels fabriqués par la société espagnole Wallbox qui peuvent transférer l’électricité d’une batterie de véhicule électrique à la maison.

Bien que le Ford F-150 Lightning soit le seul véhicule électrique vendu aux États-Unis avec cette capacité, ces propriétaires peuvent participer à un essai de trois ans pour louer des multisegments Kia EV6 importés de Corée du Sud qui ont des batteries bidirectionnelles, a déclaré Scott Samuelsen, un professeur d’ingénierie mécanique, aérospatiale et environnementale à l’UC Irvine, qui concevra et gérera l’expérience.

Les modèles Kia EV6 vendus aux États-Unis ont des capacités de batterie allant de 58 kilowattheures à 77,4 kilowattheures, soit jusqu’à six fois le stockage de la batterie domestique SunVault. Samuelsen a déclaré qu’il suffisait d’alimenter une maison pendant des heures, voire des jours pendant une panne d’électricité, et le genre de chose qu’il espère « faire partie intégrante d’un véhicule électrique à l’avenir ».

Pour Bridleman de KB Home, la convergence de toutes ces technologies dans la maison devient rapidement un argument de vente, d’autant plus que le changement climatique affecte la vie quotidienne.

« Les gens en Californie en ont une conscience aiguë », a-t-il déclaré. « Nous constatons un intérêt dans tout l’État pour rendre nos maisons plus résilientes. »