Gode ​​nyheder for tagsolenergi, ikke til hjemmebatterier

Den energi, der produceres i løbet af levetiden af ​​typiske tagsolpaneler, opvejer mere end den energi, det tager at lave, montere og derefter genbruge dem til sidst. Men tilføjelse af et hjemmebatteri sænker normalt disse udbytter, ifølge ny forskning fra Stanford University.

Tidligere undersøgelser estimerede energiproduktionen til at være omkring ni gange den energi, der investeres i solpaneler. Derimod en ny undersøgelse offentliggjort af Royal Society of Chemistry's Bæredygtig energi og brændstoffer undersøgt output fra et typisk tagsystem installeret i fem forskellige amerikanske stater. Den fandt, at energiudbetalingsforholdet spænder fra et lavpunkt på 14 i Alaska til et maksimum på 27 i det solrige Arizona - men kun når husejere er i stand til at sende overskydende strøm til nettet.

Imidlertid, når husejere installerer et batteri og oplader det med overskydende elektricitet, før de sender rester til nettet, energiafkastet af investeringen for hele systemet er 21 procent mindre end solpaneler alene, fandt forskerne Simon Davidsson Kurland og Sally M. Benson. Når husejere ikke har noget batteri og ingen stikkontakt, ekstra strøm er bare spildt. Derefter, systemets afkast på investeret energi falder til syv i Alaska og et maksimum på 14 i Florida – på niveau med tidligere undersøgelser. Fordi husejere i det scenarie skal købe elektricitet om aftenen, tilføjelse af et standard lithium-ion hjemmebatteri forbedrer energitilbagebetalingen.

"Det overordnede høje afkast viser de energimæssige fordele ved fotovoltaik på tværs af en bred vifte af amerikanske geografiske regioner og, formentlig, andre steder, " sagde Benson, meddirektør for Stanford's Precourt Institute for Energy og professor i energiressourceteknik. "Men de viser også, at hvis en stat opfordrer husejere til at investere i tagsystemer for at nå målene for ren energi, Så får man mest ud af disse investeringer, hvis man lader overskydende strøm strømme til nettet."

Den meget undersøgte metriske "energiafkast af investering" hjælper med at vurdere politikker, der ikke kan måles rent økonomisk, som at nå miljømål. For nu, solcellepaneler er lavet ved at bruge energi hovedsageligt fra fossile brændstoffer, så en 14- til 27-dobbelt udbetaling i vedvarende elektricitetsstøttepolitikker, der understøtter solenergi. Som et modeksempel, hovedargumentet mod majsbaseret ethanol er, at der går mere energi til at fremstille og levere det, end ethanol producerer i en bil.

Økonomisk udbytte for solenergi i USA, imidlertid, er uklare. Næsten alle stater tillader noget salg af overskydende elektricitet til forsyningsselskaber, men hvor meget boligejere får udbetalt, og hvor meget de kan sælge varierer. I de fleste stater, forbrugere får samme takst, som de betaler, når de bruger strømmen. Når systemet eksporterer til nettet, kundens måler går i bakgear. I en håndfuld stater, selvom, boligejere får løn baseret på, hvor mange penge deres el i alt sparede forsyningen – en meget lavere pris.

Netforsyning vs. hjemmebatterier

Tilføjelse af batterier til et solcelleanlæg i hjemmet reducerer energitilbagebetalingen af ​​hele systemet med 21 procent i gennemsnit på grund af to faktorer. Først, tilføjelse af batterier betyder mere energi i form af fossile brændstoffer investeret i at lave hele systemet. Sekund, mængden af ​​elektricitet, et batteri aflader, er 8 procent mindre end den mængde elektricitet, der kræves for at oplade det – et tab i forhold til at sende elektricitet direkte til et større elsystem med kunder, der kan bruge strømmen med det samme.

"For så vidt angår energiafkast på investeringen, det er svært at retfærdiggøre tilføjelse af batterier til PV-systemer til boliger, så længe overskydende produktion kan stilles til rådighed for andre brugere af nettet, sagde Davidsson Kurland, som var postdoc ved Stanfords Global Climate &Energy Project, da han udførte denne forskning. Han er nu postdoc-forsker ved Chalmers Tekniske Universitet i Sverige.

Der er håb om hjemmebatterier endnu, Davidsson Kurland og Benson fundet. Når salg til nettet ikke er en mulighed, hjemmebatterier ville hypotetisk forbedre afkastet på hjemmesystemet med 12 til 42 procent i de fem undersøgte stater. Den højere ende af rækkevidden i undersøgelsen er for et klima som Washingtons, hvor tidlige eftermiddage kan se meget sol, men kun lidt boligforbrug, skabe mulighed for batterier. Den nederste ende er for Floridas klima, hvor varme og fugt driver klimaanlæg, mens solen skinner, selvom ingen er hjemme. I virkeligheden, forbrugere kan sælge overskydende strøm tilbage til nettet i Florida og – med grænser – i Washington.

Hjælpeprogrammer som et gratis batteri?

I stater, der tillader solcelleejere at sælge tilbage til nettet til samme pris, opkræver forsyningsselskaberne forbrugerne, forsyningsselskaberne klager over, at de bliver brugt som et gratis batteri. Selvom denne politik kan nå miljømål ved at opmuntre hjemmesolpaneler, det kan blive økonomisk uholdbart for forsyningsselskaberne. Især Nevada har viklet ind i dette problem. Staten reducerede kraftigt den sats, som forsyningsselskaber betalte sælgere af PV-forsyninger i 2016, hvilket gav modreaktioner. To år senere hævede staten satserne til 95 procent af den detailpris, forbrugerne betaler.

The current study acknowledges the dilemma. "As rooftop solar and large, photovoltaic power stations grow, electricity grids will not be able to accept more afternoon power, unless new uses of cheap afternoon electrons grow, " Benson said.

The study also highlights the need for new research and development to improve the energy inputs, round-trip efficiency and life expectancy of batteries.