Könnten Solarenergie und Batterien Ihr Zuhause mit Strom versorgen, wenn das Stromnetz ausfällt?

In Gegenden, in denen Stürme oder extreme Hitze und Kälte tagelang den Strom ausfallen lassen, fragen sich die Menschen, ob eine Investition in Solar- und Batteriespeichersysteme auf dem Dach das Licht an und die Klimaanlage am Laufen halten kann, wenn das Stromnetz dies nicht kann. T.

Wenn das Netz ausfällt, schalten sich auch die meisten Solaranlagen ohne Batterie ab.Aber mit Batterien kann ein Haus vom Stromnetz getrennt werden.Jeden Tag versorgt die Sonne das Haus mit Strom und lädt die Batterien auf, die die ganze Nacht über Strom liefern.

Unser Team bei Berkeley Labor untersuchte, was Wohn- und Geschäftsgebäude benötigen würden, um mit Solarenergie und Batterien lange Stromausfälle von drei Tagen oder mehr zu überstehen.

Wie viel können Solar + Speicher leisten?

Für einen Bericht 2022, haben wir einen allgemeinen Stromausfall für jeden Bezirk in den USA modelliert und getestet, ob eine Solaranlage auf dem Dach in Kombination mit einer 10- oder 30-Kilowattstunden-Batterie kritische Lasten wie Kühlung, Beleuchtung, Internetdienste und Brunnenpumpen versorgen kann;wenn es noch weiter gehen und auch Heizung und Klimaanlage betreiben könnte;oder ob es sogar ein ganzes Haus mit Strom versorgen könnte.

Um das ins rechte Licht zu rücken: Die beliebteste Batterie auf dem Markt, die Tesla Powerwall, verfügt über knapp über 13 kWh Speicher.

Im Allgemeinen haben wir herausgefunden, dass selbst ein bescheidenes Solarsystem plus einer Batterie kritische Verbraucher in einem Haus tagelang praktisch überall im Land mit Strom versorgen kann.

Aber Unsere Karten zeigen dass die Bereitstellung von Unterstützung für Kühlung und Wärme eine Herausforderung sein kann, wenn auch nicht unüberwindbar.Häuser im Südosten und pazifischen Nordwesten verfügen oft über stromfressende elektrische Widerstandsheizungen, die bei Ausfällen im Winter die Kapazität von Solar- und Speicheranlagen übersteigen.Häuser mit effizienten Wärmepumpen schnitten besser ab.Die Belastung der Klimaanlage im Sommer kann im Südwesten hoch sein, sodass es bei einem sommerlichen Stromausfall schwieriger wird, den gesamten Kühlbedarf mit Solarenergie und Speicherung zu decken.

Größere Solar- und Batteriesysteme können helfen, aber die Deckung des Bedarfs bei Ausfällen hängt immer noch vom Wetter, der Energieeffizienz des Hauses und anderen Faktoren ab.Beispielsweise reduzieren einfache Thermostatanpassungen bei Stromausfällen den Heiz- und Kühlbedarf und ermöglichen es Solaranlagen mit Speicher, die Notstromversorgung über längere Zeiträume aufrechtzuerhalten.

Die Fähigkeit, Gewerbegebäude mit Strom zu versorgen, ist je nach Gebäudetyp sehr unterschiedlich.Schulen und große Einzelhandelsgeschäfte, die im Verhältnis zum Strombedarf des Gebäudes über ausreichend Dachfläche für Solarenergie verfügen, schneiden deutlich besser ab als mehrstöckige, energieintensive Gebäude wie Krankenhäuser.

Wie die Solarenergie zehn vergangene Katastrophen bewältigt hätte

Wir haben uns außerdem zehn reale Ausfallereignisse von 2017 bis 2020 angesehen, darunter Hurrikane, Waldbrände und Stürme, und die Gebäudeleistung für bestimmte Standorte sowie reale Wettermuster während und nach den Ausfällen modelliert.

Wir haben festgestellt, dass die meisten Haushalte bei sieben der Ausfälle in der Lage gewesen wären, kritische Lasten sowie Heizung und Kühlung mithilfe von Solarenergie mit 30 kWh Speicher oder etwas mehr als zwei Powerwalls aufrechtzuerhalten.

Aber das Wetter rund um den Ausfall kann große Auswirkungen haben, insbesondere bei Hurrikanen.Nach Hurrikan Florence Im Jahr 2018 fiel in North Carolina der Strom aus, der Himmel blieb drei Tage lang bewölkt und verringerte oder stoppte sogar die Leistung der Solarmodule.

Hurrikan Harvey, Auf der anderen Seite kam es im August 2017 zu heftigen Angriffen auf die texanische Küste, richtete aber anschließend weitreichende Schäden an anderen Orten in Texas an.Der Himmel über Corpus Christi klarte auf, obwohl es eine Woche oder länger dauerte, bis die Stromversorgung wiederhergestellt war.Solarenergie und Speicher wären in diesem Fall eine große Hilfe gewesen und hätten praktisch den gesamten Strombedarf eines typischen Einfamilienhauses gedeckt, sobald der Himmel klar wäre.

Ebenso haben wir herausgefunden, dass Solarenergie bei weniger bewölkten Ereignissen gut funktionieren kann, etwa bei Abschaltungen zur Verhinderung von Waldbränden in Kalifornien oder nach dem Derecho-Sturm 2020 in Iowa.

Auch die Wärmequelle im Haus ist ein entscheidender Faktor.Bei einem fünf- bis zehntägigen Ausfall nach einem Eissturm in Oklahoma im Jahr 2020 stellten wir fest, dass Solarenergie und eine 30-kWh-Batterie fast den gesamten kritischen Strom- und Wärmebedarf für Häuser mit Erdgasheizungen oder Wärmepumpen hätten liefern können.Aber Häuser mit elektrischer Widerstandsheizung wären unzureichend gewesen.

In Texas sind es mehr als die Hälfte der Häuser mit Strom beheizt, hauptsächlich Widerstandsheizungen.Mit dem Energy Star ausgezeichnete Wärmepumpen, die sowohl für Heizen als auch für Kühlen sorgen, kommen zum Einsatz halb so viel Strom pro Wärmeleistungseinheit als elektrische Widerstandsheizungen und sind außerdem effizienter bei der Kühlung als die durchschnittliche neue Klimaanlage.Der Umbau älterer Widerstandsheizungen auf neue Wärmepumpen kann nicht nur Geld sparen und Spitzenbedarf reduzieren, sondern auch die Widerstandsfähigkeit bei Ausfällen erhöhen.

Neue Formen der Sicherung

Die Einrichtung von Solar- und Speicheranlagen zur Notstromversorgung in einem Haus oder Gebäude erfordert zusätzlichen Aufwand und kostet mehr – nur eine Powerwall kann betrieben werden von 12.000 bis 16.500 US-Dollar für eine vollständige Systeminstallation, vor Anreizen und Steuern.Das ist so viel wie eine mittelgroße Solaranlage.Dennoch installieren immer mehr Hausbesitzer beides.

Über 90 % der neuen Solaranlagen auf Hawaii im Jahr 2021 wurden nach einer Gesetzesänderung mit Batterien gekoppelt.Jetzt gibt es diese dezentralen Kraftwerke helfen, das Stromnetz mit Strom zu versorgen da Kohlekraftwerke stillgelegt werden.

Kalifornien hat über 1,5 Millionen Solaranlagen auf dem Dach.Immer mehr Kunden rüsten ihre Systeme mit Batterien nach oder fügen neue Solar- und Speichersysteme hinzu, auch weil die Energieversorger auf „Stromabschaltungen für öffentliche Sicherheit“ zurückgreifen, um das Risiko von Waldbränden zu verringern, die an trockenen, windigen Tagen durch Stromleitungen ausgelöst werden.

Und es entstehen neue Formen der Notstromversorgung, insbesondere durch Elektroautos.Ford arbeitet mit SunRun zusammen, um seinen elektrischen Pickup F150 Lightning mit Solarenergie und einem Zwei-Wege-Ladegerät zu kombinieren, das dies kann Verwenden Sie die Batterie des LKWs ein Haus mit Strom versorgen.Die Standardversion des Lkw ist mit einer 98-kWh-Batterie ausgestattet, was mehr als sieben stationären Tesla Powerwall-Batterien entspricht.

Kritische Leistung für kritische Dienste

Eine Feuerwache in Puerto Rico bietet einen Einblick in die Möglichkeiten von Solarenergie und Speicherung.Nach Hurrikan Maria Monatelang den Strom abgeschaltet Im Jahr 2017 wurden auf der Insel über 40.000 Solaranlagen installiert, oft gepaart mit Batteriespeichern.Eine davon befindet sich in der Feuerwache in der Stadt Guánica, wo bei früheren Ausfällen keine Notrufe entgegengenommen werden konnten.

Als der Wind und die Überschwemmungen des Hurrikans Fiona im September 2022 erneut den Strom in einem Großteil von Puerto Rico lahmlegten, war die Feuerwache noch in Betrieb.

„Das Sonnensystem ist funktioniert wunderbar!“ Sergeant.Luis Saez erzählte Canary Media am Tag nach dem Stromausfall bei Fiona.„Wir haben während des gesamten Hurrikans nicht den Strom verloren.“