Afgewaaide kraglyne kan weke sonder krag beteken. AP Foto / Matt Slocum
Orkaan Ian s'n katastrofiese winde en oorstromings sal waarskynlik langdurige kragonderbrekings na groot dele van Florida bring. Die storm is die jongste in 'n reeks orkane en uiterste hitte- en koue-gebeure wat die afgelope jare die krag na miljoene Amerikaners vir dae op 'n slag uitgeslaan het.
In baie ramp- en onderbrekingsgevoelige gebiede begin mense vra of beleggings in sonkrag- en batterystoorstelsels op die dak die ligte aan en die lugversorger aan die gang kan hou wanneer die kragnetwerk nie kan nie.
Wanneer die rooster afgaan, sal die meeste sonnestelsels wat nie 'n battery het nie, ook afskakel. Maar met batterye kan 'n huis van die netwerk ontkoppel. Elke dag gee die son die huis krag en laai die batterye op, wat deur die nag krag verskaf.
ons span by Berkeley Lab ondersoek wat dit sal neem vir huise en kommersiële geboue om lang kragonderbrekings, van drie dae of meer, met sonkrag en batterye uit te ry.
Hoeveel kan sonkrag + berging doen?
Vir 'n nuwe verslag, het ons 'n generiese kragonderbreking vir elke land in die VSA gemodelleer, en getoets of 'n daksonkragstelsel gekombineer met 'n 10- of 30-kilowatt-uur-battery kritieke vragte, soos verkoeling, beligting, internetdiens en putpompe, kan aandryf; as dit verder kan gaan en ook kragverhitting en lugversorging; of as dit selfs 'n hele huis kan aandryf.
Om dit in perspektief te plaas, is die gewildste battery op die mark, die Tesla powerwall, het net meer as 13 kWh berging.
Oor die algemeen het ons gevind dat selfs 'n beskeie sonkragstelsel plus een battery vir dae op 'n slag kritieke vragte in 'n huis kan dryf, feitlik oral in die land.
maar ons kaarte wys dat die verskaffing van rugsteun vir verkoeling en hitte 'n uitdaging kan wees, maar nie 'n onoorkomelike een nie. Huise in die Suidoos- en Stille Oseaan-Noordweste het dikwels elektriese weerstandsverwarmers wat krag verswak, wat die vermoë van sonkrag en berging tydens winteronderbrekings oorskry. Huise met doeltreffende hittepompe het beter gevaar. Somer lugversorging vrag kan swaar wees in die Suidweste, wat dit moeiliker maak om alle verkoeling behoeftes met sonkrag en berging in 'n somer blackout te voldoen.
Groter sonkrag- en batterystelsels kan help, maar die voldoening aan die vraag tydens onderbrekings hang steeds af van die weer, hoe energiedoeltreffend die huis is en ander faktore. Eenvoudige termostaataanpassings tydens kragonderbrekings verminder byvoorbeeld verhittings- en verkoelingsbehoeftes en laat sonkrag met berging toe om rugsteunkrag oor langer tydperke te behou.
Waar sonkrag en berging met 'n 10-kWh-battery rugsteunkrag kan verskaf, in verskeie scenario's. Berkeley Lab, CC BY
Die vermoë om kommersiële geboue aan te dryf verskil baie, afhangende van die tipe gebou. Skole en groothandelwinkels, met voldoende dakspasie vir sonkrag in verhouding tot die vraag na geboue se krag, vaar baie beter as veelverdieping, energie-intensiewe geboue soos hospitale.
Hoe sonkrag 10 vorige rampe sou hanteer het
Ons het ook gekyk na 10 werklike onderbrekingsgebeurtenisse van 2017 tot 2020, insluitend orkane, veldbrande en storms, en gebouprestasie vir spesifieke liggings en werklike weerpatrone tydens en na die onderbrekings gemodelleer.
Ons het gevind dat in sewe van die onderbrekings, die meeste huise in staat sou wees om kritieke vragte plus verwarming en verkoeling te handhaaf deur sonkrag te gebruik met 30 kWh berging, of net meer as twee Powerwalls.
Maar die weer rondom die onderbreking kan 'n groot impak hê, veral vir orkane. Na Orkaan Florence krag in Noord-Carolina in 2018 uitgeslaan het, het bewolkte lug vir drie dae rondgehang en sonpanele se uitset verdof of selfs gestop.
Orkaan Harvey, aan die ander kant, het die kus van Texas in Augustus 2017 toegeslaan, maar het voortgegaan om wydverspreide skade elders in Texas te veroorsaak. Die lug oor Corpus Christi het opgeklaar, selfs al het dit 'n week of meer geneem om krag herstel te kry. Sonkrag en berging sou in daardie geval 'n groot hulp gewees het, wat feitlik alle kragbehoeftes vir 'n tipiese enkelhuis voorsien het, sodra die lug opgeklaar het.
Hoe 'n tipiese huis sou gedoen het met sonkrag en 30 kWh berging ná die orkane Florence en Harvey. Die ligblou lyn wys die kort periodes van 'onbediende vrag', of tekorte in die kragaanvraag, direk na die storms. Die toestand van lading wys dat batterye sonkrag deur die nag kon rek. Berkeley Labs, CC BY
Ons het eweneens gevind dat sonkrag goed kan vaar in minder bewolkte gebeurtenisse, soos afsluitings van veldbrandvoorkoming in Kalifornië, of na die 2020 derecho-windstorm in Iowa.
Die hittebron in 'n huis is ook 'n sleutelfaktor. In 'n vyf-tot-10-dae-onderbreking na 'n ysstorm in Oklahoma in 2020, het ons gevind dat sonkrag plus 'n 30-kWh-battery byna al die kritieke krag en hitte kon voorsien het wat nodig is vir huise met aardgasverwarmers of hittepompe. Maar huise met elektriese weerstandsverhitting sou te kort geskiet het.
In Texas is meer as die helfte van huise verhit met elektrisiteit, hoofsaaklik weerstandsverwarmers. Energy Star-gegradeerde hittepompe – wat beide verwarming en verkoeling verskaf – gebruik die helfte soveel elektrisiteit per eenheid hitte-uitset as elektriese weerstandsverwarmers en is ook meer doeltreffend met verkoeling as die gemiddelde nuwe lugversorger. Die omskakeling van ouer weerstandsverwarmers na nuwe hittepompe kan nie net geld bespaar en piekaanvraag verminder nie, maar ook veerkragtigheid tydens onderbrekings verhoog.
Nuwe vorme van rugsteun
Om sonkrag en berging op te stel om rugsteunkrag in 'n huis of gebou te verskaf, verg ekstra werk en dit kos meer – net een Powerwall kan loop van VS$12,000 tot $16,500 vir 'n volledige stelselinstallasie, voor aansporings en belasting. Dit is soveel soos 'n redelike grootte sonnestelsel. Nietemin, 'n groeiende aantal huiseienaars installeer albei.
Oor 90% van nuwe sonkraginstallasies in Hawaii in 2021 is na 'n regulasieverandering met batterye gekoppel. Nou is hierdie verspreide kragsentrales help om die netwerk aan te dryf aangesien steenkoolaanlegte afgetree word.
Kalifornië het oor 1.5 miljoen sonkragstelsels op die dak. 'n Groeiende aantal klante is besig om batterye op hul stelsels aan te pas, of nuwe sonkrag plus berging by te voeg, deels omdat nutsdienste hul toevlug geneem het tot "openbare veiligheid kragafsluitings" om die risiko van veldbrande wat veroorsaak word deur kraglyne tydens droë, winderige dae te verminder.
En nuwe vorme van rugsteunkrag kom na vore, veral uit elektriese motors. Ford werk saam met SunRun om sy nuwe F150 Lightning elektriese bakkie te kombineer met sonkrag en 'n tweerigtinglaaier wat gebruik die vragmotor se battery om 'n huis aan te dryf. Die standaard weergawe van die vragmotor kom met 'n 98-kWh-battery, die ekwivalent van meer as sewe Tesla Powerwall stilstaande batterye.
Kritiese krag vir kritieke dienste
'n Brandweerstasie in Puerto Rico bied 'n blik op wat sonkrag en berging kan doen. Na die orkaan Maria krag vir maande afsny in 2017 is meer as 40,000 XNUMX sonkragstelsels op die eiland geïnstalleer, dikwels gepaard met batteryberging. Een daarvan is by die brandweerstasie in die dorp Guánica, wat in vorige onderbrekings nie noodoproepe kon ontvang nie.
Toe orkaan Fiona se wind en vloede weer krag na die grootste deel van Puerto Rico in September 2022 uitgeslaan het, was die brandweerstasie steeds in werking.
“Die sonnestelsel is pragtig werk!” Sers. Luis Saez het aan Canary Media gesê die dag nadat Fiona krag uitgeslaan het. “Ons het nie deur die hele orkaan krag verloor nie.”
Oor die skrywers
Will Gorman, Nagraadse Student Navorser in Elektrisiteitsmarkte en -beleid, Lawrence Berkeley National Laboratory; Bentham Paulos, Filiaal, elektrisiteitsmarkte en beleidsgroep, Lawrence Berkeley National Laboratory, en Galen Barbose, Navorsingswetenskaplike, Lawrence Berkeley National Laboratory
Hierdie artikel is gepubliseer vanaf Die gesprek onder 'n Creative Commons lisensie. Lees die oorspronklike artikel.
