전력망이 끊어지면 태양열과 배터리가 집에 전력을 공급할 수 있나요?

폭풍이나 극심한 더위와 추위로 인해 며칠 동안 전력 공급이 중단된 지역에서 사람들은 옥상 태양열 및 배터리 저장 시스템에 투자하여 전력망이 작동할 수 없을 때 조명을 계속 켜고 에어컨을 작동시킬 수 있는지 묻기 시작했습니다. 티.

전력망이 다운되면 배터리가 부족한 대부분의 태양광 시스템도 종료됩니다.그러나 배터리를 사용하면 집의 전력망 연결을 끊을 수 있습니다.매일 태양은 집에 전력을 공급하고 배터리를 충전하여 밤새도록 전력을 공급합니다.

우리의 팀 버클리 랩 태양열과 배터리를 사용하여 주택과 상업용 건물에서 3일 이상의 장기간 정전을 극복하려면 무엇이 필요한지 조사했습니다.

태양광 + 저장장치는 얼마나 할 수 있나요?

에 대한 2022년 보고서, 우리는 미국의 모든 카운티에 대한 일반적인 정전을 모델링하여 10 또는 30kW 배터리와 결합된 옥상 태양광 시스템이 냉장, 조명, 인터넷 서비스 및 우물 펌프와 같은 중요한 부하에 전력을 공급할 수 있는지 테스트했습니다.더 나아가 난방과 에어컨에 전력을 공급할 수 있다면;아니면 집 전체에 전력을 공급할 수도 있을지도 모릅니다.

이를 관점에서 살펴보면, 시장에서 가장 인기 있는 배터리는 Tesla 파워월, 저장 용량은 13kWh가 조금 넘습니다.

일반적으로 우리는 태양광 시스템과 배터리 1개로 구성된 적당한 시스템이라도 전국 어느 곳에서나 한 번에 며칠 동안 가정의 중요한 부하에 전력을 공급할 수 있다는 사실을 발견했습니다.

하지만 우리 지도가 보여주네 냉각 및 열에 대한 백업을 제공하는 것은 극복할 수 없는 문제는 아니지만 어려울 수 있습니다.남동부 및 태평양 북서부의 주택에는 겨울철 정전 시 태양열 및 저장 용량을 초과하는 전력 소모가 많은 전기 저항 히터가 있는 경우가 많습니다.효율적인 열 펌프를 갖춘 주택의 성능이 더 좋습니다.여름 에어컨 부하는 남서부 지역에서 무거울 수 있으므로 여름 정전 시 태양열 및 저장 장치로 모든 냉각 요구를 충족하기가 더 어려워집니다.

더 큰 태양광 및 배터리 시스템이 도움이 될 수 있지만 정전 시 수요를 충족하는 것은 여전히 ​​날씨, 주택의 에너지 효율성 및 기타 요인에 따라 달라집니다.예를 들어, 정전 중에 간단한 온도 조절 장치를 조정하면 난방 및 냉방 요구 사항이 줄어들고 태양열 저장 장치를 사용하여 장기간 백업 전력을 유지할 수 있습니다.

상업용 건물에 전력을 공급하는 능력은 건물 유형에 따라 크게 다릅니다.건물의 전력 수요에 비해 태양광 발전을 위한 충분한 지붕 공간을 갖춘 학교와 대형 소매점은 병원과 같은 다층 에너지 집약적 건물보다 훨씬 더 나은 성능을 발휘합니다.

과거 10가지 재해를 태양광 시스템이 어떻게 처리했을까요?

또한 허리케인, 산불, 폭풍을 포함하여 2017년부터 2020년까지 10가지 실제 정전 사건을 살펴보고 정전 중과 정전 후의 특정 위치와 실제 날씨 패턴에 대한 모델링된 건물 성능을 살펴보았습니다.

우리는 7번의 정전에서 대부분의 가정이 30kWh의 저장 용량 또는 2개 이상의 Powerwall을 갖춘 태양열을 사용하여 중요한 부하와 난방 및 냉방을 유지할 수 있다는 것을 발견했습니다.

그러나 정전 주변의 날씨는 특히 허리케인의 경우 큰 영향을 미칠 수 있습니다.후에 허리케인 플로렌스 2018년 노스캐롤라이나에서 전력이 끊긴 후 흐린 하늘이 3일 동안 지속되어 태양광 패널의 출력이 어두워지거나 심지어 중단되었습니다.

허리케인 하비, 반면에 2017년 8월 텍사스 해안을 강타했지만 텍사스의 다른 곳에서도 광범위한 피해를 입혔습니다.전력이 복구되기까지 일주일 이상이 걸렸음에도 불구하고 코퍼스 크리스티(Corpus Christi) 상공의 하늘은 맑아졌습니다.이 경우 태양열 및 저장 장치는 큰 도움이 되었을 것이며 하늘이 맑아지면 일반적인 단독 주택에 필요한 거의 모든 전력을 공급할 수 있었을 것입니다.

마찬가지로, 우리는 캘리포니아의 산불 예방 차단이나 2020년 아이오와의 데레코 폭풍 이후와 같이 구름이 덜 낀 상황에서 태양광이 잘 작동할 수 있다는 것을 발견했습니다.

가정의 열원도 중요한 요소입니다.2020년 오클라호마에서 발생한 얼음 폭풍 이후 5~10일간의 정전 사태에서 우리는 태양열과 30kWh 배터리를 추가하면 천연가스 히터나 열 펌프가 있는 가정에 필요한 거의 모든 핵심 전력과 열을 공급할 수 있다는 사실을 발견했습니다.그러나 전기 저항 난방 장치를 갖춘 주택은 부족했을 것입니다.

텍사스에서는 절반 이상의 주택이 전기로 가열하다, 주로 저항 히터.난방과 냉방을 모두 제공하는 에너지 스타(Energy Star) 등급 히트펌프를 사용합니다. 전기는 절반으로 전기 저항 히터로서 열 출력 단위당 평균 새 에어컨보다 냉각 효율이 더 높습니다.오래된 저항 히터를 새로운 열 펌프로 전환하면 비용을 절감하고 최대 수요를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 정전 시 복원력도 높일 수 있습니다.

새로운 형태의 백업

집이나 건물에 백업 전력을 제공하기 위해 태양열 및 스토리지를 설치하려면 추가 작업이 필요하고 비용도 더 많이 듭니다. Powerwall 하나만 실행할 수 있습니다. US$12,000 ~ $16,500 전체 시스템 설치의 경우 인센티브 및 세금이 부과되기 전입니다.그것은 공정한 크기의 태양계만큼이나 많습니다.그럼에도 불구하고, 두 가지를 모두 설치하는 주택 소유자가 점점 늘어나고 있습니다.

90% 이상 2021년 하와이의 새로운 태양광 발전 시설은 규정 변경 후 배터리와 결합되었습니다.이제 이러한 분산 발전소는 전력망에 전력을 공급하는 데 도움 석탄발전소가 폐쇄되면서

캘리포니아는 150만 이상 옥상 태양광 시스템.점점 더 많은 고객이 시스템에 배터리를 장착하거나 새로운 태양열 및 저장 장치를 추가하고 있습니다. 부분적으로는 유틸리티 회사가 건조하고 바람이 부는 날 전력선으로 인해 발생하는 산불 위험을 낮추기 위해 "공공 안전 전원 차단"에 의존했기 때문입니다.

그리고 특히 전기 자동차에서 새로운 형태의 백업 전력이 등장하고 있습니다.포드는 SunRun과 제휴하여 F150 Lightning 전기 픽업트럭과 태양광 및 양방향 충전기를 결합했습니다. 트럭 배터리를 사용하다 집에 전력을 공급하기 위해.트럭의 표준 버전에는 7개 이상의 Tesla Powerwall 고정 배터리에 해당하는 98kWh 배터리가 함께 제공됩니다.

핵심 서비스를 위한 핵심 전력

푸에르토리코의 한 소방서는 태양열과 저장 장치가 무엇을 할 수 있는지 엿볼 수 있습니다.허리케인 마리아 이후 몇 달 동안 전력을 끊다 2017년에는 40,000개 이상의 태양광 시스템이 섬에 설치되었으며, 종종 배터리 저장 장치와 함께 설치되었습니다.그 중 하나는 이전 정전으로 인해 긴급 전화를 받을 수 없었던 구아니카(Guánica) 마을의 소방서에 있었습니다.

2022년 9월 허리케인 피오나의 강풍과 홍수로 인해 푸에르토리코 대부분의 전력이 다시 중단되었을 때에도 소방서는 여전히 운영 중이었습니다.

“태양계는 아름답게 일하다!” 하사Luis Saez는 Fiona가 권력을 잃은 다음 날 Canary Media에 말했습니다."우리는 허리케인이 발생하는 동안 전력을 잃지 않았습니다."