Могут ли солнечные батареи и батареи обеспечивать питание вашего дома, когда отключится электросеть?

В районах, где штормы или сильная жара и холод отключают электроэнергию на несколько дней, люди начинают задаваться вопросом, могут ли инвестиции в солнечные батареи и аккумуляторные системы на крыше поддерживать включенное освещение и работу кондиционера, когда энергосистема не может этого сделать. т. е.

Когда сеть выходит из строя, большинство солнечных систем, в которых отсутствует батарея, также отключаются.Но с батареями дом может отключиться от сети.Каждый день солнце питает дом и заряжает батареи, которые обеспечивают электроэнергию всю ночь.

Наш команда в Беркли Лаборатория исследовали, что потребуется домам и коммерческим зданиям, чтобы выдержать длительные отключения электроэнергии, продолжающиеся три дня и более, с использованием солнечных батарей и батарей.

Сколько могут дать солнечная энергия + хранилище?

Для отчет за 2022 год, мы смоделировали типовое отключение электроэнергии для каждого округа США, проверяя, сможет ли солнечная система на крыше в сочетании с батареей емкостью 10 или 30 киловатт-часов обеспечивать питание критически важных нагрузок, таких как охлаждение, освещение, интернет-услуги и скважинные насосы;если бы он мог пойти дальше, а также обеспечить отопление и кондиционирование воздуха;или если бы он мог обеспечить энергией весь дом.

Для сравнения: самая популярная батарея на рынке, Тесла Пауэрволл, имеет емкость чуть более 13 кВтч.

В общем, мы обнаружили, что даже скромная система солнечных батарей плюс одна батарея могут обеспечивать питание критически важных нагрузок в доме в течение нескольких дней практически в любой точке страны.

Но наши карты показывают что обеспечение резервного копирования для охлаждения и обогрева может быть проблемой, хотя и не непреодолимой.В домах на юго-востоке и северо-западе Тихоокеанского региона часто используются электрические нагреватели сопротивления, потребляющие больше энергии, что превышает возможности солнечных батарей и аккумуляторов во время зимних отключений.Дома с эффективными тепловыми насосами работали лучше.Летняя нагрузка на кондиционирование воздуха на юго-западе может быть большой, что затрудняет удовлетворение всех потребностей в охлаждении с помощью солнечной энергии и хранения энергии в случае летнего отключения электроэнергии.

Могут помочь более крупные солнечные и аккумуляторные системы, но удовлетворение спроса во время отключений по-прежнему зависит от погоды, насколько энергоэффективен дом и других факторов.Например, простая регулировка термостата во время перебоев в подаче электроэнергии снижает потребности в отоплении и охлаждении и позволяет солнечной энергии с накопителем поддерживать резервное питание в течение более длительных периодов времени.

Способность обеспечивать электроэнергией коммерческие здания широко варьируется в зависимости от типа здания.Школы и крупные розничные магазины с достаточным пространством на крыше для установки солнечной энергии относительно потребности зданий в электроэнергии живут намного лучше, чем многоэтажные энергоемкие здания, такие как больницы.

Как солнечная энергия справилась бы с 10 катастрофами прошлого

Мы также рассмотрели 10 реальных случаев отключения электроэнергии в период с 2017 по 2020 год, включая ураганы, лесные пожары и штормы, и смоделировали работу зданий для конкретных мест и реальных погодных условий во время и после отключений.

Мы обнаружили, что в семи случаях отключения электроэнергии большинство домов смогли бы поддерживать критические нагрузки, а также отопление и охлаждение с помощью солнечной энергии с аккумулятором емкостью 30 кВтч или чуть более двух Powerwall.

Но погода вокруг отключения может иметь большое влияние, особенно в случае ураганов.После Ураган Флоренция В 2018 году в Северной Каролине отключили электричество, облачное небо висело три дня, затемняя или даже прекращая работу солнечных панелей.

Ураган Харви, С другой стороны, в августе 2017 года он обрушился на побережье Техаса, но продолжал наносить обширный ущерб в других частях Техаса.Небо над Корпус-Кристи прояснилось, хотя на восстановление энергоснабжения потребовалась неделя или больше.В этом случае солнечная энергия и накопители могли бы стать большим подспорьем, обеспечив практически все потребности в электроэнергии для типичного дома на одну семью, как только небо прояснится.

Точно так же мы обнаружили, что солнечная энергия может хорошо работать в менее облачные периоды, такие как отключение для предотвращения лесных пожаров в Калифорнии или после урагана Дерехо в 2020 году в Айове.

Источник тепла в доме также является ключевым фактором.Во время отключения электроэнергии продолжительностью от пяти до десяти дней после ледяной бури в Оклахоме в 2020 году мы обнаружили, что солнечная энергия плюс батарея емкостью 30 кВтч могли бы обеспечить почти всю критически важную электроэнергию и тепло, необходимые для домов с газовыми обогревателями или тепловыми насосами.Но дома с электрическим сопротивлением не оправдали бы себя.

В Техасе более половины домов с подогревом электричеством, в первую очередь резисторные нагреватели.Тепловые насосы с рейтингом Energy Star, которые обеспечивают как отопление, так и охлаждение, используют вдвое меньше электричества на единицу тепловой мощности, как электрические нагреватели сопротивления, а также более эффективны при охлаждении, чем средний новый кондиционер.Замена старых резистивных нагревателей на новые тепловые насосы может не только сэкономить деньги и снизить пиковый спрос, но и повысить устойчивость во время простоев.

Новые формы резервного копирования

Настройка солнечной энергии и накопителей для обеспечения резервного питания в доме или здании требует дополнительных усилий и затрат — может работать только один Powerwall. от 12 000 до 16 500 долларов США за полную установку системы, без учета льгот и налогов.Это столько же, сколько Солнечная система приличного размера.Тем не менее, все большее число домовладельцев устанавливают и то, и другое.

Более 90% новых солнечных установок на Гавайях в 2021 году были подключены к батареям после изменения правил.Теперь эти распределенные электростанции помощь в энергоснабжении поскольку угольные электростанции выводятся из эксплуатации.

Калифорния имеет более 1,5 миллионов Солнечные системы на крыше.Все большее число клиентов модернизируют батареи в своих системах или добавляют новые солнечные батареи и аккумуляторы, отчасти потому, что коммунальные предприятия прибегают к «отключениям электроэнергии в целях общественной безопасности», чтобы снизить риск лесных пожаров, возникающих на линиях электропередачи в засушливые и ветреные дни.

Появляются новые формы резервного питания, особенно от электромобилей.Ford сотрудничает с SunRun, чтобы объединить свой электрический пикап F150 Lightning с солнечной батареей и двусторонним зарядным устройством, которое может использовать аккумулятор грузовика для питания дома.Стандартная версия грузовика оснащена аккумулятором емкостью 98 кВтч, что эквивалентно более чем семи стационарным батареям Tesla Powerwall.

Критическая мощность для критически важных сервисов

Пожарная станция в Пуэрто-Рико дает представление о том, на что способны солнечная энергия и аккумуляторы.После урагана Мария отключить электричество на несколько месяцев в 2017 году на острове было установлено более 40 000 солнечных систем, часто в сочетании с аккумуляторными батареями.Один из них находится на пожарной станции в городе Гуаника, которая не могла принимать вызовы службы экстренной помощи во время предыдущих отключений электроэнергии.

Когда в сентябре 2022 года ветер и наводнение, вызванное ураганом «Фиона», снова обесточили большую часть Пуэрто-Рико, пожарная часть все еще работала.

«Солнечная система – это прекрасно работаю!” сержантЛуис Саес рассказал Canary Media на следующий день после того, как Фиона отключила электричество.«Мы не теряли электроэнергию на протяжении всего урагана».