عندما تنطفئ شبكة الطاقة ، هل يمكن أن توفر الطاقة الشمسية لمنزلك؟

أنظمة الطاقة الشمسية المنزلية 9 30
 يمكن أن تعني خطوط الطاقة المنهارة أسابيع بدون طاقة. أب فوتو / مات سلوكوم

إعصار إيان رياح كارثية ومن المرجح أن تؤدي الفيضانات إلى انقطاع التيار الكهربائي طويل الأمد في أجزاء كبيرة من فلوريدا. العاصفة هي الأحدث في سلسلة من الأعاصير والحرارة الشديدة والظواهر الباردة التي قطعت الكهرباء عن ملايين الأمريكيين في السنوات الأخيرة لعدة أيام في كل مرة.

في العديد من المناطق المعرضة للكوارث وانقطاع التيار الكهربائي ، بدأ الناس في التساؤل عما إذا كان الاستثمار في أنظمة تخزين الطاقة الشمسية والبطارية على الأسطح يمكن أن يحافظ على الإضاءة وتشغيل مكيف الهواء عندما يتعذر على شبكة الطاقة.

عندما تتعطل الشبكة ، سيتم أيضًا إغلاق معظم أنظمة الطاقة الشمسية التي تفتقر إلى بطارية. لكن مع البطاريات ، يمكن أن ينفصل المنزل عن الشبكة. كل يوم ، تعمل الشمس على تزويد المنزل بالطاقة وشحن البطاريات التي توفر الطاقة خلال الليل.

تجمع فريق العمل في بيركلي مختبر استكشاف ما قد تحتاجه المنازل والمباني التجارية للتغلب على انقطاع التيار الكهربائي لمدة ثلاثة أيام أو أكثر باستخدام الطاقة الشمسية والبطاريات.

كم يمكن أن يفعل التخزين الشمسي +؟

ل تقرير جديد، وضعنا نموذجًا لانقطاع التيار الكهربائي العام لكل مقاطعة في الولايات المتحدة ، واختبار ما إذا كان النظام الشمسي على السطح مع بطارية بقدرة 10 أو 30 كيلو واط في الساعة يمكنه تشغيل الأحمال الحرجة ، مثل التبريد والإضاءة وخدمة الإنترنت ومضخات الآبار ؛ إذا كان يمكن أن يذهب أبعد من ذلك وكذلك التدفئة وتكييف الهواء ؛ أو حتى لو كان بإمكانه تشغيل منزل كامل.

لوضع ذلك في المنظور الصحيح ، فإن البطارية الأكثر شيوعًا في السوق هي بطارية تسلا Powerwall، لديها ما يزيد قليلاً عن 13 كيلو واط في الساعة من التخزين.

بشكل عام ، وجدنا أنه حتى نظام متواضع من الطاقة الشمسية بالإضافة إلى بطارية واحدة يمكنه تشغيل الأحمال الحرجة في المنزل لعدة أيام في كل مرة ، عمليًا في أي مكان في البلاد.

لكن تظهر خرائطنا أن توفير الدعم للتبريد والتدفئة يمكن أن يمثل تحديًا ، على الرغم من أنه ليس بالأمر الصعب التغلب عليه. غالبًا ما تحتوي المنازل في جنوب شرق وشمال غرب المحيط الهادئ على سخانات مقاومة كهربائية تعمل بالطاقة ، مما يتجاوز قدرة الطاقة الشمسية والتخزين أثناء انقطاع الشتاء. كان أداء المنازل ذات المضخات الحرارية الفعالة أفضل. يمكن أن يكون حمل تكييف الهواء الصيفي ثقيلًا في الجنوب الغربي ، مما يجعل من الصعب تلبية جميع احتياجات التبريد باستخدام الطاقة الشمسية والتخزين في التعتيم الصيفي.

يمكن أن تساعد أنظمة الطاقة الشمسية وأنظمة البطاريات الأكبر حجمًا ، ولكن تلبية الطلب أثناء فترات الانقطاع لا تزال تعتمد على الطقس ومدى كفاءة المنزل في استخدام الطاقة وعوامل أخرى. على سبيل المثال ، تؤدي التعديلات البسيطة في منظم الحرارة أثناء انقطاع التيار الكهربائي إلى تقليل احتياجات التدفئة والتبريد وتسمح للطاقة الشمسية مع التخزين بالحفاظ على الطاقة الاحتياطية لفترات أطول.


 احصل على آخر عبر البريد الإلكتروني

مجلة أسبوعية يوميا الإلهام

أنظمة الطاقة الشمسية المنزلية 2 9 30 حيث يمكن للطاقة الشمسية والتخزين ببطارية 10 كيلو وات في الساعة توفير طاقة احتياطية ، في سيناريوهات مختلفة. مختبر بيركلي, CC BY

تختلف القدرة على تشغيل المباني التجارية بشكل كبير ، اعتمادًا على نوع المبنى. المدارس ومحلات البيع بالتجزئة الكبيرة ، مع مساحة سقف كافية للطاقة الشمسية مقارنةً ببناء الطلب على الطاقة ، أفضل بكثير من المباني متعددة الطوابق ، كثيفة الاستهلاك للطاقة مثل المستشفيات.

كيف يمكن للطاقة الشمسية أن تتعامل مع 10 كوارث سابقة

نظرنا أيضًا في 10 أحداث انقطاع في العالم الحقيقي من 2017 إلى 2020 ، بما في ذلك الأعاصير وحرائق الغابات والعواصف ، وأداء البناء النموذجي لمواقع محددة وأنماط الطقس الحقيقية أثناء الانقطاعات وبعدها.

وجدنا أنه في سبعة من حالات الانقطاع ، كانت معظم المنازل قادرة على الحفاظ على الأحمال الحرجة بالإضافة إلى التدفئة والتبريد باستخدام الطاقة الشمسية مع تخزين 30 كيلو وات في الساعة ، أو ما يزيد قليلاً عن جدارين للطاقة.

لكن الطقس حول الانقطاع يمكن أن يكون له تأثير كبير ، خاصة بالنسبة للأعاصير. بعد، بعدما إعصار فلورنسا مع انقطاع التيار الكهربائي في ولاية كارولينا الشمالية في عام 2018 ، بقيت السماء الملبدة بالغيوم معلقة لمدة ثلاثة أيام ، مما أدى إلى تعتيم أو حتى إيقاف إنتاج الألواح الشمسية.

إعصار هارفيمن ناحية أخرى ، انتقد ساحل تكساس في أغسطس 2017 لكنه انتقل لإحداث أضرار واسعة النطاق في أماكن أخرى في تكساس. صقلت السماء فوق كوربوس كريستي حتى مع مرور أسبوع أو أكثر لاستعادة الطاقة. كان من الممكن أن تكون الطاقة الشمسية والتخزين بمثابة مساعدة كبيرة في هذه الحالة ، حيث توفر فعليًا جميع احتياجات الطاقة لمنزل نموذجي لعائلة واحدة ، بمجرد أن تنظف السماء.

أنظمة الطاقة الشمسية المنزلية 3 9 30 
كيف يمكن للمنزل النموذجي أن يفعل باستخدام الطاقة الشمسية و 30 كيلو وات في الساعة للتخزين بعد إعصاري فلورنس وهارفي. يُظهر الخط الأزرق الفاتح الفترات القصيرة "للحمل غير المخدَّم" ، أو النقص في تلبية الطلب على الطاقة ، مباشرة بعد العواصف. تظهر حالة الشحن أن البطاريات كانت قادرة على تمديد الطاقة الشمسية خلال الليل. مختبرات بيركلي, CC BY

وبالمثل ، وجدنا أن الطاقة الشمسية يمكن أن تعمل بشكل جيد في الأحداث الأقل غائمة ، مثل إغلاق منع حرائق الغابات في كاليفورنيا ، أو بعد عاصفة رياح ديريتشو 2020 في ولاية أيوا.

مصدر الحرارة في المنزل هو أيضًا عامل رئيسي. في انقطاع دام خمسة إلى 10 أيام بعد عاصفة ثلجية في أوكلاهوما في عام 2020 ، وجدنا أن الطاقة الشمسية بالإضافة إلى بطارية 30 كيلووات في الساعة يمكن أن توفر تقريبًا كل الطاقة والحرارة اللازمة للمنازل التي تحتوي على سخانات تعمل بالغاز الطبيعي أو مضخات حرارية. لكن المنازل ذات التدفئة بالمقاومة الكهربائية كانت ستقصر.

في ولاية تكساس ، أكثر من نصف المنازل يسخن بالكهرباء، في المقام الأول سخانات المقاومة. مضخات حرارية من فئة Energy Star - والتي توفر التدفئة والتبريد - الاستخدام نصف الكهرباء لكل وحدة من خرج الحرارة كسخانات مقاومة كهربائية وهي أيضًا أكثر كفاءة في التبريد من متوسط ​​مكيف الهواء الجديد. لا يمكن أن يؤدي تحويل السخانات المقاومة القديمة إلى مضخات حرارية جديدة إلى توفير المال وتقليل ذروة الطلب فحسب ، بل يؤدي أيضًا إلى زيادة المرونة أثناء الانقطاعات.

أشكال جديدة من النسخ الاحتياطي

يتطلب إعداد الطاقة الشمسية والتخزين لتوفير طاقة احتياطية في المنزل أو المبنى عملاً إضافيًا ويكلف أكثر - يمكن تشغيل Powerwall واحد فقط من 12,000 دولار أمريكي إلى 16,500 دولار أمريكي لتثبيت النظام بالكامل ، قبل الحوافز والضرائب. وهذا يعادل حجم النظام الشمسي العادل. ومع ذلك ، يقوم عدد متزايد من مالكي المنازل بتركيب كليهما.

أكثر من 90٪ من التركيبات الشمسية الجديدة في هاواي في عام 2021 تم إقرانها بالبطاريات بعد تغيير التنظيم. الآن محطات الطاقة الموزعة هذه المساعدة في تشغيل الشبكة كما تم إيقاف محطات الفحم.

كاليفورنيا لديها أكثر من مليون 1.5 أنظمة الطاقة الشمسية على الأسطح. يقوم عدد متزايد من العملاء بتعديل البطاريات على أنظمتهم ، أو إضافة وحدات تخزين جديدة تعمل بالطاقة الشمسية ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن المرافق قد لجأت إلى "إيقاف تشغيل الطاقة للسلامة العامة" لتقليل مخاطر اندلاع حرائق الغابات التي تسببها خطوط الكهرباء خلال الأيام الجافة والرياح.

وتظهر أشكال جديدة من الطاقة الاحتياطية ، خاصة من السيارات الكهربائية. تتعاون فورد مع SunRun للجمع بين شاحنتها الكهربائية الجديدة F150 Lightning مع شاحن يعمل بالطاقة الشمسية وشاحن ثنائي الاتجاه يمكنه استخدم بطارية الشاحنة لتزويد المنزل بالطاقة. يأتي الإصدار القياسي من الشاحنة مع بطارية بقوة 98 كيلو وات في الساعة ، أي ما يعادل أكثر من سبع بطاريات ثابتة من Tesla Powerwall.

القوة الحرجة للخدمات الحيوية

تقدم محطة الإطفاء في بورتوريكو لمحة عما يمكن أن تفعله الطاقة الشمسية والتخزين. بعد إعصار ماريا قطع الكهرباء لشهور في عام 2017 ، تم تركيب أكثر من 40,000 ألف نظام شمسي في الجزيرة ، وغالبًا ما يتم إقرانها بتخزين البطاريات. أحد هؤلاء موجود في محطة الإطفاء في بلدة Guánica ، والتي لم تتمكن من تلقي مكالمات الطوارئ في حالات الانقطاع السابقة.

عندما تسببت الرياح والفيضانات في إعصار فيونا في انقطاع التيار الكهربائي مرة أخرى عن معظم بورتوريكو في سبتمبر 2022 ، كانت محطة الإطفاء لا تزال تعمل.

"النظام الشمسي يعمل بشكل جميل! " الرقيب. قال لويس سايز لـ Canary Media في اليوم التالي لخروج فيونا من السلطة. "لم نفقد قوتنا طوال الإعصار."المحادثة

عن المؤلفين

ويل جورمانباحث في الدراسات العليا في أسواق الكهرباء وسياستها ، مختبر لورانس بيركلي الوطني; بنثام بولوس، شركة منتسبة ، مجموعة أسواق الكهرباء والسياسات ، مختبر لورانس بيركلي الوطنيو جالين باربوز، عالم أبحاث، مختبر لورانس بيركلي الوطني

يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.



ربما يعجبك أيضا

اتبع InnerSelf على

الفيسبوك أيقونةتويتر أيقونةرمز youtubeرمز الانستغرامرمز pintrestأيقونة آر إس إس

 احصل على آخر عبر البريد الإلكتروني

مجلة أسبوعية يوميا الإلهام

اللغات المتوفرة

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

الأكثر قراءة

انتشار المرض في المنزل 11
لماذا أصبحت منازلنا نقاط ساخنة لفيروس كورونا
by بيكي تانستول
أثناء المكوث في المنزل ، حمى الكثير منا من الإصابة بـ COVID في العمل أو في المدرسة أو في المتاجر أو ...
رجل وامرأة في قوارب الكاياك
أن تكون في تدفق مهمتك الروحية وهدف حياتك
by كاثرين هدسون
عندما تبعدنا خياراتنا عن إرساليتنا الروحية ، يعاني شيء ما بداخلنا. لا يوجد منطق ...
الحزن على الحيوانات الأليفة 11
كيفية المساعدة في الحزن على فقدان حيوان أليف محبوب
by ميليسا ستارلينج
لقد مرت ثلاثة أسابيع منذ أن فقدت أنا وشريكي كلبنا المحبوب كيفي تارو البالغ من العمر 14.5 عامًا. انها…
الزيت العطري والزهور
استخدام الزيوت الأساسية وتحسين روح الجسد والعقل
by هيذر دون غودفري ، PGCE ، البكالوريوس
للزيوت الأساسية العديد من الاستخدامات ، من الأثير ومستحضرات التجميل إلى النفسية والعاطفية و ...
كيف تُعلم الثقافة المشاعر التي تشعر بها تجاه الموسيقى
كيف تُعلم الثقافة المشاعر التي تشعر بها تجاه الموسيقى
by جورج أثاناسوبولوس وإيمري لادنما
لقد أجريت بحثًا في مواقع مثل بابوا غينيا الجديدة واليابان واليونان. الحقيقة هي…
العودة إلى الوطن لا تفشل 11
لماذا لا تعني العودة إلى المنزل أنك فشلت
by روزي الكسندر
فكرة أن مستقبل الشباب يخدم على أفضل وجه بالابتعاد عن المدن الصغيرة والريف ...
متسلقان ، أحدهما يساعد الآخر
لماذا فعل الحسنات مفيد لك
by مايكل جلاوزر
ماذا يحدث لأصحاب الحسنات؟ تؤكد العديد من الدراسات أن أولئك الذين يشاركون بانتظام ...
كيفية التمويه إذا كان هناك شيء صحيح 11 30
3 أسئلة يجب طرحها على صحة شيء ما
by بوب بريتن
يمكن أن يكون تحديد الحقيقة خادعًا. كل رسالة تقرأها أو تراها أو تسمعها تأتي من مكان ما وكانت ...

مواقف جديدة - إمكانيات جديدة

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf سوق
حقوق التأليف والنشر © 1985 - 2021 إينيرسيلف المنشورات. كل الحقوق محفوظة.