L'énergie solaire et les batteries pourraient-elles alimenter votre maison en cas de panne du réseau électrique ?

Dans les régions où les tempêtes ou la chaleur et le froid extrêmes ont coupé l'électricité pendant des jours, les gens commencent à se demander si investir dans des systèmes de stockage solaire et par batterie sur les toits peut maintenir les lumières allumées et le climatiseur en marche lorsque le réseau électrique le peut. t.

Lorsque le réseau tombe en panne, la plupart des systèmes solaires dépourvus de batterie s’arrêteront également.Mais avec les batteries, une maison peut se déconnecter du réseau.Chaque jour, le soleil alimente la maison et recharge les batteries, qui fournissent de l'énergie toute la nuit.

Notre équipe à Berkeley Laboratoire a exploré ce qu'il faudrait aux maisons et aux bâtiments commerciaux pour surmonter de longues pannes de courant, de trois jours ou plus, avec l'énergie solaire et les batteries.

Que peuvent faire l’énergie solaire + stockage ?

Pour un Rapport 2022, nous avons modélisé une panne de courant générique pour chaque comté des États-Unis, testant si un système solaire sur le toit combiné à une batterie de 10 ou 30 kilowattheures pouvait alimenter des charges critiques, comme la réfrigération, l'éclairage, le service Internet et les pompes de puits ;si cela pouvait aller plus loin et alimenter également le chauffage et la climatisation ;ou s'il pouvait même alimenter une maison entière.

Pour mettre cela en perspective, la batterie la plus populaire sur le marché, la Mur d'alimentation Tesla, dispose d’un peu plus de 13 kWh de stockage.

En général, nous avons constaté que même un modeste système solaire plus une batterie peut alimenter des charges critiques dans une maison pendant des jours à la fois, pratiquement partout dans le pays.

Mais nos cartes montrent que fournir une solution de secours pour le refroidissement et le chauffage peut être un défi, mais pas insurmontable.Les maisons du sud-est et du nord-ouest du Pacifique sont souvent équipées de radiateurs électriques à résistance gourmands en énergie, dépassant la capacité de l'énergie solaire et du stockage pendant les pannes hivernales.Les maisons équipées de pompes à chaleur efficaces ont obtenu de meilleurs résultats.La charge de climatisation en été peut être lourde dans le Sud-Ouest, ce qui rend plus difficile la satisfaction de tous les besoins de refroidissement avec l'énergie solaire et le stockage en cas de panne d'électricité estivale.

Des systèmes solaires et de batteries plus grands peuvent aider, mais répondre à la demande pendant les pannes dépend toujours de la météo, de l'efficacité énergétique de la maison et d'autres facteurs.Par exemple, de simples ajustements du thermostat pendant les pannes de courant réduisent les besoins de chauffage et de refroidissement et permettent à l'énergie solaire avec stockage de maintenir une alimentation de secours sur de plus longues périodes.

La capacité d’alimenter des bâtiments commerciaux varie considérablement selon le type de bâtiment.Les écoles et les magasins de détail à grande surface, disposant d'un espace de toit suffisant pour l'énergie solaire par rapport à la demande en énergie du bâtiment, s'en sortent bien mieux que les bâtiments à plusieurs étages et à forte intensité énergétique comme les hôpitaux.

Comment l’énergie solaire aurait géré 10 catastrophes passées

Nous avons également examiné 10 pannes réelles de 2017 à 2020, notamment des ouragans, des incendies de forêt et des tempêtes, et modélisé les performances des bâtiments pour des emplacements spécifiques et des conditions météorologiques réelles pendant et après les pannes.

Nous avons constaté que dans sept des pannes, la plupart des maisons auraient pu maintenir des charges critiques ainsi que le chauffage et la climatisation en utilisant l'énergie solaire avec 30 kWh de stockage, soit un peu plus de deux Powerwalls.

Mais les conditions météorologiques autour de la panne peuvent avoir un impact important, notamment en cas d'ouragans.Après Ouragan Florence Après une panne d’électricité en Caroline du Nord en 2018, le ciel nuageux est resté pendant trois jours, atténuant voire arrêtant la production des panneaux solaires.

Ouragan Harvey, en revanche, a frappé la côte du Texas en août 2017, mais a ensuite causé des dégâts étendus ailleurs au Texas.Le ciel au-dessus de Corpus Christi s'est dégagé même s'il a fallu une semaine ou plus pour rétablir le courant.L’énergie solaire et le stockage auraient été d’une grande aide dans ce cas, fournissant pratiquement tous les besoins en électricité d’une maison unifamiliale typique, une fois le ciel dégagé.

De la même manière, nous avons constaté que l’énergie solaire peut donner de bons résultats lors d’événements moins nuageux, comme les fermetures de prévention des incendies de forêt en Californie ou après la tempête de vent derecho de 2020 dans l’Iowa.

La source de chaleur d’une maison est également un facteur clé.Lors d'une panne de cinq à dix jours à la suite d'une tempête de verglas dans l'Oklahoma en 2020, nous avons constaté que l'énergie solaire et une batterie de 30 kWh auraient pu fournir presque toute l'énergie et la chaleur critiques nécessaires aux maisons équipées de chauffages au gaz naturel ou de pompes à chaleur.Mais les maisons équipées d’un chauffage à résistance électrique n’auraient pas répondu aux attentes.

Au Texas, plus de la moitié des foyers sont chauffé à l'électricité, principalement des radiateurs à résistance.Les pompes à chaleur homologuées Energy Star – qui assurent à la fois le chauffage et la climatisation – utilisent moitié moins d'électricité par unité de puissance calorifique que les radiateurs à résistance électrique et sont également plus efficaces en termes de refroidissement que le nouveau climatiseur moyen.La conversion d'anciens radiateurs à résistance en nouvelles pompes à chaleur peut non seulement permettre d'économiser de l'argent et de réduire la demande de pointe, mais également d'augmenter la résilience en cas de pannes.

De nouvelles formes de sauvegarde

La configuration de l'énergie solaire et du stockage pour fournir une alimentation de secours dans une maison ou un bâtiment demande un travail supplémentaire et coûte plus cher : un seul Powerwall peut fonctionner. de 12 000 USD à 16 500 USD pour une installation complète du système, avant incitations et taxes.C’est autant qu’un système solaire de bonne taille.Néanmoins, un nombre croissant de propriétaires installent les deux.

Plus de 90 % des nouvelles installations solaires à Hawaï en 2021 ont été couplées à des batteries après un changement de réglementation.Désormais, ces centrales électriques distribuées sont aider à alimenter le réseau à mesure que les centrales au charbon sont mises hors service.

La Californie a plus de 1,5 million systèmes solaires sur les toits.Un nombre croissant de clients installent des batteries sur leurs systèmes ou ajoutent de nouvelles installations solaires et de stockage, en partie parce que les services publics ont eu recours à des « coupures de courant pour la sécurité publique » afin de réduire le risque d'incendies de forêt déclenchés par les lignes électriques pendant les jours secs et venteux.

Et de nouvelles formes d’énergie de secours émergent, notamment celles des voitures électriques.Ford s'associe à SunRun pour combiner sa camionnette électrique F150 Lightning avec l'énergie solaire et un chargeur bidirectionnel qui peut utiliser la batterie du camion pour alimenter une maison.La version standard du camion est livrée avec une batterie de 98 kWh, l’équivalent de plus de sept batteries stationnaires Tesla Powerwall.

Puissance critique pour les services critiques

Une caserne de pompiers à Porto Rico offre un aperçu de ce que l’énergie solaire et le stockage peuvent faire.Après l'ouragan Maria couper le courant pendant des mois en 2017, plus de 40 000 systèmes solaires ont été installés sur l’île, souvent associés à un stockage par batterie.L'un d'entre eux se trouve à la caserne des pompiers de la ville de Guánica, qui n'a pas pu recevoir d'appels d'urgence lors de pannes précédentes.

Lorsque les vents et les inondations de l’ouragan Fiona ont de nouveau coupé l’électricité dans la majeure partie de Porto Rico en septembre 2022, la caserne de pompiers était toujours en activité.

« Le système solaire est fonctionne à merveille! » Le sergent.Luis Saez a déclaré à Canary Media le lendemain de la coupure de courant de Fiona."Nous n'avons pas perdu d'électricité pendant toute la durée de l'ouragan."