L'energia solare e le batterie potrebbero alimentare la tua casa quando la rete elettrica si interrompe?

Nelle aree in cui tempeste o caldo e freddo estremi hanno interrotto l’energia elettrica per giorni interi, le persone stanno iniziando a chiedersi se investire in sistemi solari sul tetto e in sistemi di accumulo a batteria possa mantenere le luci accese e il condizionatore d’aria in funzione quando la rete elettrica non funziona. T.

Quando la rete si interrompe, anche la maggior parte dei sistemi solari privi di batteria si spegneranno.Ma con le batterie, una casa può disconnettersi dalla rete.Ogni giorno, il sole alimenta la casa e carica le batterie, che forniscono energia durante la notte.

Nostro squadra a Berkeley Laboratorio hanno esplorato cosa sarebbe necessario affinché le case e gli edifici commerciali potessero superare lunghe interruzioni di corrente, di tre giorni o più, con l’energia solare e le batterie.

Quanto possono fare il solare + lo stoccaggio?

Per un Rapporto 2022, abbiamo modellato un'interruzione di corrente generica per ogni contea degli Stati Uniti, testando se un sistema solare sul tetto combinato con una batteria da 10 o 30 kilowattora potesse alimentare carichi critici, come refrigerazione, illuminazione, servizio Internet e pompe di pozzo;se si potesse andare oltre e alimentare anche il riscaldamento e il condizionamento;o se potesse addirittura alimentare un'intera casa.

Per metterlo in prospettiva, la batteria più popolare sul mercato, la Powerwall Tesla, ha poco più di 13 kWh di accumulo.

In generale, abbiamo scoperto che anche un modesto sistema solare più una batteria può alimentare carichi critici in una casa per giorni interi, praticamente ovunque nel paese.

Ma le nostre mappe mostrano che fornire supporto per il raffreddamento e il riscaldamento può essere una sfida, anche se non insormontabile.Le case nel sud-est e nel nord-ovest del Pacifico spesso dispongono di riscaldatori a resistenza elettrica che consumano energia, superando la capacità dell’energia solare e di stoccaggio durante le interruzioni invernali.Le case con pompe di calore efficienti hanno ottenuto risultati migliori.Il carico estivo dell’aria condizionata può essere pesante nel sud-ovest, rendendo più difficile soddisfare tutte le esigenze di raffreddamento con l’energia solare e l’accumulo in un blackout estivo.

Sistemi solari e a batteria più grandi possono aiutare, ma soddisfare la domanda durante le interruzioni dipende ancora dal tempo, dall’efficienza energetica della casa e da altri fattori.Ad esempio, semplici regolazioni del termostato durante le interruzioni di corrente riducono le esigenze di riscaldamento e raffreddamento e consentono all’energia solare con accumulo di mantenere l’energia di riserva per periodi più lunghi.

La capacità di alimentare gli edifici commerciali varia ampiamente a seconda del tipo di edificio.Le scuole e i grandi magazzini, con spazio sul tetto sufficiente per l’energia solare rispetto alla domanda di energia dell’edificio, se la passano molto meglio degli edifici multipiano ad alta intensità energetica come gli ospedali.

Come il solare avrebbe gestito i 10 disastri del passato

Abbiamo inoltre esaminato 10 eventi di interruzione reali dal 2017 al 2020, tra cui uragani, incendi e tempeste, e abbiamo modellato le prestazioni degli edifici per luoghi specifici e modelli meteorologici reali durante e dopo le interruzioni.

Abbiamo scoperto che in sette interruzioni, la maggior parte delle case sarebbe stata in grado di mantenere i carichi critici più il riscaldamento e il raffreddamento utilizzando l’energia solare con 30 kWh di accumulo, o poco più di due Powerwall.

Ma le condizioni meteorologiche in prossimità dell’interruzione possono avere un grande impatto, soprattutto in caso di uragani.Dopo Uragano Firenze ha interrotto l’elettricità nella Carolina del Nord nel 2018, i cieli nuvolosi sono rimasti per tre giorni, oscurando o addirittura interrompendo la produzione dei pannelli solari.

Uragano Harvey, d’altro canto, ha colpito la costa del Texas nell’agosto 2017, per poi causare danni diffusi in altre parti del Texas.Il cielo sopra Corpus Christi si è schiarito anche se ci è voluta una settimana o più per ripristinare la corrente.L’energia solare e lo stoccaggio sarebbero stati di grande aiuto in quel caso, fornendo praticamente tutto il fabbisogno energetico di una tipica casa unifamiliare, una volta che il cielo si fosse schiarito.

Allo stesso modo, abbiamo scoperto che l’energia solare può funzionare bene in eventi meno nuvolosi, come le interruzioni per la prevenzione degli incendi in California, o dopo la tempesta di vento derecho del 2020 in Iowa.

Anche la fonte di calore in una casa è un fattore chiave.In un’interruzione di cinque-dieci giorni a seguito di una tempesta di ghiaccio in Oklahoma nel 2020, abbiamo scoperto che l’energia solare più una batteria da 30 kWh avrebbe potuto fornire quasi tutta l’energia e il calore critici necessari per le case con stufe a gas naturale o pompe di calore.Ma le case con riscaldamento a resistenza elettrica non sarebbero state all’altezza.

In Texas, oltre la metà delle case lo sono riscaldato con elettricità, principalmente riscaldatori a resistenza.Utilizzano pompe di calore classificate Energy Star, che forniscono sia riscaldamento che raffreddamento metà dell'energia elettrica per unità di potenza termica come riscaldatori a resistenza elettrica e sono anche più efficienti nel raffreddamento rispetto al nuovo condizionatore d'aria medio.La conversione dei vecchi riscaldatori a resistenza in nuove pompe di calore può non solo far risparmiare denaro e ridurre i picchi di domanda, ma anche aumentare la resilienza durante le interruzioni.

Nuove forme di backup

Configurare l'energia solare e l'accumulo per fornire energia di backup in una casa o in un edificio richiede lavoro extra e costa di più: può funzionare solo un Powerwall da US $ 12.000 a $ 16.500 per un’installazione dell’impianto completo, al lordo di incentivi e tasse.È quanto un sistema solare di discrete dimensioni.Tuttavia, un numero crescente di proprietari di case li installa entrambi.

Oltre il 90% dei nuovi impianti solari alle Hawaii nel 2021 sono stati accoppiati con batterie dopo una modifica normativa.Ora queste centrali elettriche distribuite lo sono aiutando ad alimentare la rete man mano che le centrali a carbone vengono ritirate.

La California ha oltre 1,5 milioni sistemi solari sul tetto.Un numero crescente di clienti sta aggiornando le batterie sui propri sistemi o aggiungendo nuovo sistema di accumulo solare, in parte perché i servizi pubblici hanno fatto ricorso a “interruzioni di corrente per pubblica sicurezza” per ridurre il rischio di incendi innescati dalle linee elettriche durante le giornate secche e ventose.

E stanno emergendo nuove forme di energia di riserva, soprattutto dalle auto elettriche.Ford sta collaborando con SunRun per combinare il suo pick-up elettrico F150 Lightning con l'energia solare e un caricabatterie bidirezionale che può utilizzare la batteria del camion per alimentare una casa.La versione standard del camion viene fornita con una batteria da 98 kWh, l’equivalente di più di sette batterie stazionarie Tesla Powerwall.

Potenza critica per i servizi critici

Una stazione dei vigili del fuoco a Porto Rico offre uno scorcio di ciò che l’energia solare e lo stoccaggio possono fare.Dopo l'uragano Maria tagliare la corrente per mesi nel 2017 sull’isola sono stati installati oltre 40.000 sistemi solari, spesso abbinati a batterie di accumulo.Uno di questi si trova presso la caserma dei vigili del fuoco nella città di Guánica, che non aveva potuto ricevere chiamate di emergenza nelle precedenti interruzioni.

Quando il vento e le inondazioni dell’uragano Fiona hanno nuovamente interrotto l’elettricità nella maggior parte di Porto Rico nel settembre 2022, la stazione dei vigili del fuoco era ancora operativa.

“Il sistema solare lo è funzionando magnificamente!” SergenteLuis Saez ha detto a Canary Media il giorno dopo che Fiona ha interrotto la corrente."Non abbiamo perso energia durante l'uragano."