Orkanen Ian:Kan solceller og batterier forsyne dit hjem, når elnettet går ud?

Orkanen Ians katastrofale vinde og oversvømmelser vil sandsynligvis medføre langvarige strømafbrydelser til store dele af Florida. Stormen er den seneste i rækken af ​​orkaner og ekstreme varme- og kuldebegivenheder, der har slået strømmen ud til millioner af amerikanere i de seneste år i dagevis ad gangen.

I mange områder, der er udsat for katastrofe og udfald, begynder folk at spørge, om investering i solcelle- og batterilagringssystemer på taget kan holde lyset tændt og klimaanlægget kørende, når elnettet ikke kan.

Når nettet går ned, vil de fleste solcelleanlæg, der mangler batteri, også lukke ned. Men med batterier kan et hjem koble fra nettet. Hver dag giver solen strøm til hjemmet og oplader batterierne, som giver strøm hele natten.

Vores team på Berkeley Lab undersøgte, hvad det ville tage for hjem og kommercielle bygninger at køre ud af lange strømafbrydelser på tre dage eller mere med solenergi og batterier.

Hvor meget kan solenergi + lager gøre?

Til en ny rapport modellerede vi et generisk strømafbrydelse for hvert amt i USA, og testede, om et solcellesystem på taget kombineret med et 10- eller 30-kilowatt-timers batteri kunne drive kritiske belastninger, såsom køling, belysning, internetservice og brønd pumper; hvis det kunne gå længere og også magt varme og aircondition; eller hvis det endda kunne drive et helt hjem.

For at sætte det i perspektiv har det mest populære batteri på markedet, Tesla Powerwall, lidt over 13 kWh lagerplads.

Generelt fandt vi ud af, at selv et beskedent system med solenergi plus et batteri kan forsyne kritiske belastninger i et hjem i dagevis ad gangen, praktisk talt hvor som helst i landet.

Men vores kort viser, at det kan være en udfordring at levere backup til køling og varme, men ikke uoverkommelig. Huse i det sydøstlige og nordvestlige Stillehav har ofte strømforbrugende elektriske modstandsvarmere, der overstiger kapaciteten til solenergi og opbevaring under vinterafbrydelser. Boliger med effektive varmepumper klarede sig bedre. Sommerklimabelastningen kan være tung i det sydvestlige, hvilket gør det sværere at opfylde alle kølebehov med solenergi og opbevaring i et mørkt om sommeren.

Større sol- og batterisystemer kan hjælpe, men at imødekomme efterspørgslen under udfald afhænger stadig af vejret, hvor energieffektiv boligen er og andre faktorer. For eksempel reducerer simple termostatjusteringer under strømafbrydelser opvarmnings- og afkølingsbehovet og gør det muligt for solenergi med lager at opretholde backup-strøm over længere perioder.

Evnen til at drive erhvervsbygninger varierer meget afhængigt af bygningstypen. Skoler og store detailbutikker med tilstrækkelig tagplads til solenergi i forhold til efterspørgsel efter bygningsenergi klarer sig meget bedre end energiintensive bygninger med flere etager som hospitaler.

Hvordan solenergi ville have håndteret 10 tidligere katastrofer

Vi så også på 10 afbrydelseshændelser i den virkelige verden fra 2017 til 2020, inklusive orkaner, naturbrande og storme, og modellerede bygningsydelser for specifikke steder og rigtige vejrmønstre under og efter afbrydelserne.

Vi fandt ud af, at i syv af udfaldene ville de fleste hjem have været i stand til at opretholde kritiske belastninger plus opvarmning og køling ved hjælp af solenergi med 30 kWh lagerplads eller lidt over to Powerwalls.

Men vejret omkring udfaldet kan have stor indflydelse, især for orkaner. Efter orkanen Florence slog strømmen ud i North Carolina i 2018, hang overskyet himmel rundt i tre dage og dæmpede eller endda stoppede solpanelernes produktion.

Orkanen Harvey, på den anden side, ramte Texas-kysten i august 2017, men fortsatte med at forårsage omfattende skader andre steder i Texas. Himlen over Corpus Christi klarede, selvom det tog en uge eller mere at få strømmen genoprettet. Solenergi og opbevaring ville have været en stor hjælp i det tilfælde, og det ville have leveret stort set alle strømbehov til et typisk enfamiliehus, når først himlen er klaret.

På samme måde fandt vi ud af, at solenergi kan klare sig godt i mindre overskyede begivenheder, som f.eks. slukning af naturbrande i Californien eller efter 2020 derecho-vindstormen i Iowa.

Varmekilden i et hjem er også en nøglefaktor. I en fem-til-10-dages afbrydelse efter en isstorm i Oklahoma i 2020, fandt vi ud af, at solenergi plus et 30-kWh batteri kunne have leveret næsten al den kritiske strøm og varme, der er nødvendig for hjem med naturgasvarmere eller varmepumper. Men boliger med elektrisk modstandsopvarmning ville være kommet til kort.

I Texas opvarmes over halvdelen af ​​husene med elektricitet, primært modstandsvarmere. Energy Star-klassificerede varmepumper - som giver både opvarmning og køling - bruger halvt så meget elektricitet pr. varmeenhed som elektriske modstandsvarmere og er også mere effektive til afkøling end det gennemsnitlige nye klimaanlæg. Konvertering af ældre modstandsvarmere til nye varmepumper kan ikke kun spare penge og reducere spidsbelastning, men også øge modstandsdygtigheden under udfald.

Nye former for backup

Opsætning af solenergi og lager til at levere backup-strøm i et hjem eller en bygning kræver ekstra arbejde, og det koster mere – kun én Powerwall kan køre fra US$12.000 til $16.500 for en komplet systeminstallation, før incitamenter og skatter. Det er lige så meget som et solsystem af rimelig størrelse. Ikke desto mindre installerer et stigende antal husejere begge dele.

Over 90 % af de nye solcelleinstallationer på Hawaii i 2021 blev parret med batterier efter en reguleringsændring. Nu hjælper disse distribuerede kraftværker med at drive nettet, da kulværker går på pension.

Californien har over 1,5 millioner solcellesystemer på taget. Et voksende antal kunder eftermonterer batterier på deres systemer eller tilføjer ny solenergi plus lagerplads, delvist fordi forsyningsselskaber har tyet til "offentlig sikkerhed strømafbrydelser" for at mindske risikoen for naturbrande udløst af elledninger under tørre, blæsende dage.

Og nye former for backup-kraft opstår, især fra elbiler. Ford samarbejder med SunRun om at kombinere sin nye F150 Lightning elektriske pickup med solcelle og en to-vejs oplader, der kan bruge lastbilens batteri til at drive et hus. Standardversionen af ​​lastbilen leveres med et 98 kWh-batteri, hvilket svarer til mere end syv stationære Tesla Powerwall-batterier.

Kritisk magt til kritiske tjenester

En brandstation i Puerto Rico giver et glimt af, hvad solenergi og opbevaring kan gøre. Efter orkanen Maria afbrød strømmen i flere måneder i 2017, blev der installeret over 40.000 solcellesystemer på øen, ofte parret med batteriopbevaring. En af dem er på brandstationen i byen Guánica, som ikke havde været i stand til at modtage nødopkald i tidligere afbrydelser.

Da orkanen Fionas vind og oversvømmelser igen slog strømmen ud til det meste af Puerto Rico i september 2022, var brandstationen stadig i drift.

"Solsystemet fungerer smukt!" Sgt. Luis Saez fortalte Canary Media dagen efter, at Fiona slog magten ud. "Vi mistede ikke strømmen under hele orkanen." + Udforsk yderligere

Glem batterier og gasgeneratorer. Elektriske køretøjer driver hjem, når forsyningsselskaber går ned

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.