Inside Kalu Yala’s Off-Grid Utilities / Dentro De Las Utilidades Fuera De La Red De Kalu Yala

Why Alternative Energy?

When you switch on a light or turn on the stove, do you think of where the electricity comes from? Living our everyday lives is nearly impossible without electricity and gas, but the impact of driving cars or simply listening to music has hazardous effects on the environment we live in. Fossil fuels are a leading contributor to global climate change, yet approximately, 80% of the world’s energy is supplied by burning fossil fuels.

There are negative externalities at each point of the fossil fuel supply chain. Coal, gas, and oil extraction pollute the air and water, resulting in hazards to public health. Transporting fossil fuels causes air pollution and can lead to dangerous accidental oil spills. Then, burning the fuels emits carbon dioxide into the atmosphere which fuels the greenhouse gas effect. At the end of the chain, fossil fuel waste poses a threat to public health and the environment; waste can then lead to anything from air pollution to toxic heavy metals contaminating drinking water (Union of Concerned Scientists).

¿Por Que Energía Alternativa?

Cuando enciendes la luz o la estufa, ¿Piensas de dónde proviene la electricidad? Nuestra vida cotidiana es casi imposible sin electricidad y gas, pero el impacto de conducir autos o simplemente escuchar música tiene efectos peligrosos en el medio ambiente en que vivimos. Los combustibles fósiles son los principales contribuyentes al cambio climático, y aún así aproximadamente el 80% de la energía del mundo es suministrada por la quema de combustibles fósiles.

Existen externalidades negativas en cada punto de la cadena de suministro de combustibles fósiles. La extracción de carbón, gas y petróleo contamina el aire y el agua, lo que genera riesgos para nuestra salud. El transporte de combustibles fósiles provoca la contaminación del aire y puede provocar derrames de petróleo accidentales y peligrosos. Luego, quemar los combustibles emite dióxido de carbono a la atmósfera, lo que alimenta los gases de efecto invernadero. Al final de la cadena, los residuos de combustibles fósiles representan una amenaza para la salud y el medio ambiente; los desechos pueden conducir a cualquier cosa, desde contaminación del aire hasta metales pesados tóxicos que contaminan el agua.

The average household incandescent light bulb uses 60 watts, but our bulbs in Town Square only use 1 watt! / La bombilla incandescente doméstica promedio consume 60 vatios, pero nuestras bombillas en Town Square solo usan 1 vatio.

Harnessing the Sun’s Power

Kalu Yala chose to build a town that relies on renewable energy. Kalu Yala is off the grid, meaning there are no power lines to provide electricity from the main grid. Installing an alternative energy source allows for the town’s residents to know exactly where their energy is coming from, and be to confident that it is not from fossil fuels. So, instead of installing power lines, we chose to use solar power energy which has little to no impact on the land after installation. Since 2016, Kalu Yala has been using solar panels to provide electricity. Before 2016, people used personal solar charging devices to power electronics and relied on headlamps for light. Now, Town Square is equipped with lights and speakers, the kitchen can use electrical appliances such as refrigerators and blenders, and everyone has access to WiFi.

Since Kalu Yala is located near the equator, the strong sun makes solar power the most viable option of alternative energies. Our solar panels generate 7.5 kWh of power, and can store up to 115 kWh. To put this into perspective, the average US household of four consumes 10,766 kWh per month. Our battery capacity could power the average household for about three days. Whereas, the average person at Kalu Yala charges only a laptop and a phone about once every two days, which on average uses 32.5 W per day. Although the installation of the panels emitted carbon, the carbon footprint was calculated and the necessary trees were planted in order to offset the carbon emissions of manufacturing, transporting, and installing the panels.

Aprovechando El Poder Del Sol

Kalu Yala eligió construir una ciudad que se basa en energías renovables. Está “fuera de la red”, lo que significa que no hay líneas eléctricas para suministrar electricidad desde la red principal. La instalación de una fuente de energía alternativa permite a los residentes de la ciudad saber exactamente de dónde proviene su energía y tener la seguridad de que no se trata de combustibles fósiles. Entonces, en lugar de instalar líneas eléctricas, se optó por utilizar energía solar que tiene poco o ningún impacto en el terreno después de la instalación. Desde 2016, Kalu Yala ha estado utilizando paneles solares para proporcionar electricidad. Antes de 2016, las personas utilizaban dispositivos personales de carga solar para alimentar sus dispositivos electrónicos y confiaban en sus linternas durante las noches. Ahora, Town Square está equipado con luces y parlantes, la cocina puede usar electrodomésticos como refrigeradores y licuadoras, y todos tienen acceso a Wi-Fi.

Dado que Kalu Yala está ubicado cerca del ecuador, el fuerte sol hace que la energía solar sea la opción más viable de las energías alternativas. Sus paneles solares generan 7,5 kWh de potencia y pueden almacenar hasta 115 kWh. Para poner esto en perspectiva, el hogar promedio de cuatro personas en los EE. UU. Consume 10,766 kWh por mes. Nuestra capacidad de la batería podría alimentar al hogar promedio durante aproximadamente tres días. Considerando que, la persona promedio en Kalu Yala puede cargar sólo una computadora portátil y un teléfono aproximadamente una vez cada dos días, que en promedio usa 32.5 W por día. Aunque la instalación de los paneles emitió carbono, se calculó la huella de carbono y se plantaron los árboles necesarios para compensar las emisiones de carbono de la fabricación, el transporte y la instalación de los paneles.

The Potential For Hydroelectric Power

Another source of potential alternative energy is hydroelectric because Panama has a wet and dry season. Since it rains heavily from September to November, hydropower has incredible potential. Currently, the town’s engineers are working toward building a micro-hydro generator out of used and found parts. This generator can be used in the wet season when the sun is not as prevalent. Many hydroelectric generators are put directly into the water system, but disturbing the water systems around us is illegal because rivers near Kalu Yala feed into the Panama City watershed. Nevertheless, we do not want to disturb the ecosystem or pollute the river. Instead, our goal is to capture rainwater to minimize the impact on the water system. Water collected from the roofs will go through the micro-hydro generator, and ultimately end up back into the river.

The current microhydro prototype is made with repurposed materials; however, it is not fully functional yet. Rather than buying and shipping a hydro generator, we are building one with upcycled materials. The rain catchment system also increases the longevity of structures by diverting rainwater that would otherwise rot the wooden structures and walkways. This project is exciting for our town because water collection is one of the most efficient ways to store energy, and has little impact on the environment and its surrounding ecosystems.

La Potencial De Energía Hidroeléctrica

Otra fuente de energía alternativa potencial es la hidroeléctrica ya que Panamá tiene una estación seca y húmeda. Como llueve mucho desde Septiembre a Noviembre, la energía hidroeléctrica tiene un potencial increíble. Actualmente, los ingenieros de la ciudad están trabajando para construir un microgenerador a partir de piezas usadas y encontradas. Este generador se puede utilizar en la estación húmeda cuando el sol no es tan frecuente. Muchos generadores hidroeléctricos se colocan directamente en el sistema de agua, pero molestar los sistemas de agua que nos rodean es ilegal ya que los ríos cerca de Kalu Yala se alimentan de la cuenca de la Ciudad de Panamá. Sin embargo, no queremos perturbar el ecosistema o contaminar el río. En cambio, nuestro objetivo es capturar el agua de lluvia para minimizar el impacto en el sistema de agua. El agua recolectada de los techos pasará por el micro-generador hidroeléctrico y, finalmente, terminará de nuevo en el río.

El prototipo “microhidro” actual está hecho con materiales reutilizados; sin embargo, todavía no es completamente funcional. En lugar de comprar y enviar un generador hidroeléctrico, estamos construyendo uno con materiales reciclados. El sistema de captación de lluvia también aumenta la longevidad de las estructuras al desviar el agua de lluvia que, de lo contrario, pudriría las estructuras de madera y los pasillos. Este proyecto es emocionante para la ciudad porque la recolección de agua es una de las formas más eficientes de almacenar energía y tiene poco impacto en el medio ambiente y los ecosistemas circundantes.

Where Does Our Water Come From?

In addition to electricity, watershed management is another critical component in the development of the town. All the irrigation systems stem from a series of gravity-fed PVC pipes that come from an upstream tributary. There is an 84 meter elevation change so no pumps are required to transport the water. The initial carbon emissions from installation have been offset by planting trees. This carbon neutral system provides running water for cooking, plumbing, showering, drinking water, and other necessities. Used water enters a leach field through underground pipes where bacteria decompose the waste water and its contaminants. The water then filters through the soil, and finally, becomes groundwater. Residents of the town use biodegradable products and attempt to minimize chemical use in efforts to reduce the amount of pollutants added into the water. Potable water is achieved through slow sand filtration and so no chemical treatment is needed. The products of decomposition end up being nutrients for the soil, so it’s a win-win for everyone!  

¿De Dónde Viene Nuestra Agua?

Además de la electricidad, la gestión de cuencas hidrográficas es otro componente crítico en el desarrollo de la ciudad. Todos los sistemas de riego provienen de una serie de tuberías de PVC alimentadas por gravedad que provienen de un afluente aguas arriba. Hay un cambio de elevación de 84 metros, por lo que no se requieren bombas para transportar el agua. Las emisiones de carbono iniciales de la instalación se han compensado plantando árboles. Este sistema de carbono neutral proporciona agua corriente para cocinar, plomería, duchas, agua potable y otras necesidades. El agua usada ingresa a un campo de lixiviación a través de tuberías subterráneas donde las bacterias descomponen el agua residual y sus contaminantes. El agua se filtra a través del suelo y, finalmente, se convierte en agua subterránea. Los residentes de la ciudad usan productos biodegradables e intentan minimizar el uso de químicos en los esfuerzos para reducir la cantidad de contaminantes agregados al agua. El agua potable se logra a través de la filtración lenta de arena y por lo tanto no se necesita tratamiento químico. Los productos de la descomposición terminan siendo nutrientes para el suelo, por lo que es beneficioso para todos.

A series of PVC pipes transports water from an upstream tributary. / Una serie de tuberías de PVC transporta el agua desde un tributario natrual.

Although it is our goal to only use renewable energy, it is not always possible to do so. In order to keep our town up and running, a generator is sometimes used to provide electricity. Maintaining the solar panel system is important, but the town is not always able to maintain parts as they can be very expensive or difficult to replace. Part of the town’s sustainability includes resident’s of the town being able to work, and stay safe, even when the sun is not shining.

Kalu Yala is a place that proves the possibility of living responsibly, with respect for the land and surrounding natural habitat. Renewable energy sources allow us to live a modern, yet sustainable, lifestyle with electricity, internet, and running water.

Si bien nuestro objetivo es utilizar solo energía renovable, no siempre es posible hacerlo. Para mantener nuestra ciudad en funcionamiento, a veces se utiliza un generador para proporcionar electricidad. El mantenimiento del sistema de paneles solares es importante, pero la ciudad no siempre es capaz de mantener partes, ya que pueden ser muy costosas o difíciles de reemplazar. Parte de la sostenibilidad de la ciudad incluye que los residentes de la ciudad puedan trabajar y mantenerse seguros, incluso cuando el sol no brilla.

Kalu Yala es un lugar que demuestra la posibilidad de vivir responsablemente, respetando la tierra y el hábitat natural circundante. Las fuentes de energía renovable nos permiten vivir un estilo de vida moderno, aunque sostenible, con electricidad, internet y agua corriente.

1/7 Sustainable Practices  | Written by Ambika Mittal. Ambika was an Education & Health student during the Fall semester of 2018. Her goal is to provide information on Kalu Yala’s efforts to be sustainable to a larger audience.

Photos by Carter Clark.

“The Hidden Costs of Fossil Fuels.” Union of Concerned Scientists. 30 August 2016. https://www.ucsusa.org/clean-energy/coal-and-other-fossil-fuels/hidden-cost-of-fossils#.W7ewWWhKjIU.