当电网停电时，太阳能和电池能为您的房屋供电吗？

在暴风雨或极端酷热和严寒导致停电数天的地区，人们开始问，投资屋顶太阳能和电池存储系统是否可以在电网无法供电的情况下保持灯亮和空调运行。 t。

当电网出现故障时，大多数缺乏电池的太阳能系统也会关闭。但有了电池，家庭就可以与电网断开连接。每天，太阳都会为房屋供电并为电池充电，从而在夜间提供电力。

我们的团队在伯克利实验室探讨了家庭和商业建筑如何利用太阳能和电池来应对三天或更长时间的长时间停电。

太阳能+储能能发挥多大作用？

对于一个 2022年报告, ，我们对美国每个县的一般停电情况进行了建模，测试屋顶太阳能系统与 10 或 30 千瓦时电池相结合是否可以为制冷、照明、互联网服务和井泵等关键负载供电；是否可以更进一步，还可以为供暖和空调供电；或者它是否可以为整个家庭供电。

从这个角度来看，市场上最受欢迎的电池特斯拉 Powerwall, ，拥有超过 13 kWh 的存储空间。

总的来说，我们发现，即使是一个普通的太阳能加一个电池系统也可以一次为家中的关键负载供电数天，几乎在全国任何地方都是如此。

但我们的地图显示提供冷却和热量备份可能是一项挑战，但并非不可克服。东南部和太平洋西北地区的家庭通常配备耗电的电阻加热器，超出了冬季停电期间太阳能和存储的能力。配备高效热泵的房屋表现更好。西南部地区夏季空调负荷可能很大，因此在夏季停电时更难以通过太阳能和存储来满足所有冷却需求。

更大的太阳能和电池系统可以提供帮助，但在停电期间满足需求仍然取决于天气、家庭能源效率和其他因素。例如，停电期间简单的恒温器调整可减少加热和冷却需求，并允许带有存储功能的太阳能在较长时间内维持备用电力。

商业建筑的供电能力差异很大，具体取决于建筑类型。学校和大型零售商店拥有足够的屋顶空间来满足建筑电力需求，因此比医院等多层能源密集型建筑要好得多。

我们还研究了 2017 年至 2020 年的 10 起现实世界停电事件，包括飓风、野火和风暴，并对停电期间和之后特定地点的建筑性能和真实天气模式进行了建模。

我们发现，在七次停电中，大多数家庭能够维持关键负载以及使用具有 30 kWh 存储容量的太阳能或仅超过两个 Powerwall 的太阳能供暖和制冷。

但停电周围的天气可能会产生很大的影响，尤其是飓风。后飓风佛罗伦萨 2018年北卡罗来纳州停电，阴天持续了三天，导致太阳能电池板的输出变暗甚至停止。

飓风哈维, 另一方面，2017 年 8 月袭击了德克萨斯州海岸，但随后又在德克萨斯州其他地方造成了广泛的破坏。尽管花了一周或更长时间才恢复供电，但科珀斯克里斯蒂上空的天空却晴朗起来。在这种情况下，太阳能和储能系统将提供很大帮助，一旦天空晴朗，几乎可以满足典型单户住宅的所有电力需求。

同样，我们发现太阳能在少云天气中表现良好，例如加利福尼亚州的野火预防关闭，或爱荷华州 2020 年德雷乔风暴之后。

家中的热源也是一个关键因素。2020 年俄克拉荷马州发生冰暴后发生了 5 到 10 天的停电，我们发现太阳能加上 30 kWh 电池可以为配备天然气加热器或热泵的家庭提供几乎所有关键电力和热量。但采用电阻供暖的家庭就达不到要求。

在德克萨斯州，超过一半的房屋用电加热, ，主要是电阻加热器。能源之星热泵 – 可提供供暖和制冷 – 使用一半的电量每单位热量输出与电阻加热器相同，并且比普通新空调的冷却效率更高。将旧的电阻加热器转换为新的热泵不仅可以节省资金并减少高峰需求，还可以提高停电期间的恢复能力。

设置太阳能和存储设备来为家庭或建筑物提供备用电源需要额外的工作并且成本更高——只有一个 Powerwall 可以运行从 12,000 美元到 16,500 美元完整的系统安装，不含奖励和税收。这相当于一个相当大小的太阳系。尽管如此，越来越多的房主正在安装这两种设备。

超过90% 法规变更后，2021 年夏威夷的新太阳能装置将配备电池。现在这些分布式电站帮助电网供电随着燃煤电厂的退役。

加州有超过150万屋顶太阳能系统。越来越多的客户正在改造其系统上的电池，或增加新的太阳能和存储设备，部分原因是公用事业公司采取“公共安全断电”措施来降低在干燥多风的日子里电线引发野火的风险。

新形式的备用电源正在出现，尤其是电动汽车。福特正在与 SunRun 合作，将其 F150 Lightning 电动皮卡车与太阳能和双向充电器相结合，可以使用卡车的电池为房屋供电。标准版卡车配备了 98 kWh 电池，相当于七个以上 Tesla Powerwall 固定电池。

波多黎各的一个消防站让我们一睹太阳能和储能的作用。飓风玛丽亚过后停电数月 2017 年，岛上安装了 40,000 多个太阳能系统，通常与电池存储配对。其中之一是瓜尼卡镇的消防站，该消防站在之前的停电中一直无法接到紧急呼叫。

2022 年 9 月，当飓风菲奥娜的大风和洪水再次导致波多黎各大部分地区停电时，消防站仍在运行。

“太阳系是工作得很好！”中士。菲奥娜停电后的第二天，路易斯·赛斯 (Luis Saez) 告诉 Canary Media。“在整个飓风期间我们并没有失去电力。”

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