Cách chọn bảng điều khiển năng lượng mặt trời và hệ thống pin dự phòng

Mọi người đang tìm cách để giữ cho đèn sáng khi cúp điện.Với thời tiết ngày càng khắc nghiệt khiến lưới điện ngoại tuyến trong nhiều ngày tại một số khu vực, các hệ thống dự phòng dựa trên nhiên liệu hóa thạch truyền thống — cụ thể là máy phát điện di động hoặc cố định — dường như ngày càng không đáng tin cậy.Đó là lý do tại sao năng lượng mặt trời dân dụng kết hợp với lưu trữ pin (từng là một ngành công nghiệp thích hợp bí truyền) đang nhanh chóng trở thành một lựa chọn chủ đạo để phòng ngừa thiên tai, theo hơn một chục nhà lắp đặt, nhà sản xuất và chuyên gia trong ngành mà chúng tôi đã phỏng vấn.

Đối với các chủ nhà, pin đa kilowatt sạc từ các tấm pin mặt trời trên mái nhà hứa hẹn khả năng phục hồi trong trường hợp xảy ra thiên tai — một nguồn điện tức thời, đáng tin cậy, có thể sạc lại để giữ cho các thiết bị và thiết bị quan trọng hoạt động cho đến khi lưới điện hoạt động trở lại.Đối với các tiện ích, việc lắp đặt như vậy hứa hẹn một mạng lưới điện carbon thấp hơn và ổn định hơn trong tương lai gần.Đây là cách bạn có thể thiết lập nó cho ngôi nhà của mình.(Chỉ cần gồng mình lên chosốc.)

Ai nên lấy cái này

Nguồn điện dự phòng khi cúp điện là rất quan trọng đối với bất kỳ ai muốn duy trì sự thoải mái và khả năng giao tiếp cơ bản.Mở rộng quy mô nó lên một hệ thống lớn hơn và bạn có thể vượt ra ngoài những điều cơ bản, sao lưu nhiều thiết bị và công cụ hơn cho đến khi có điện lưới trở lại.Các giải pháp này quá tùy chỉnh để chúng tôi đề xuất các loại pin cụ thể, để đề xuất lượng pin lưu trữ bạn cần để chạy trong nhà khi lưới điện bị ngắt hoặc để phác thảo mức sản xuất năng lượng mặt trời bạn cần để sạc pin.Ngoài ra, hãy nhớ rằng các biến số khác — bao gồm nhu cầu năng lượng cụ thể, ngân sách và vị trí của bạn (hầu như mọi tiểu bang và tiện ích đều có các chương trình khuyến khích, giảm giá và tín dụng thuế riêng) —tất cả các yếu tố ảnh hưởng đến quyết định mua hàng của bạn.

Mục đích của chúng tôi là giúp bạn suy nghĩ thấu đáo ba điều: những câu hỏi bạn cần tự hỏi về những gì và lý do tại sao lắp đặt pin năng lượng mặt trời dự phòng trong nhà của bạn, những câu hỏi bạn nên hỏi những người lắp đặt tiềm năng khi gặp họ và câu hỏi liệu có hệ thống lưu trữ pin chủ yếu thể hiện sự đầu tư vào khả năng phục hồi của chính ngôi nhà của bạn hoặc vào toàn bộ hệ thống lưới điện trong tương lai.Rebekah Carpenter, người sáng lập Fingerlakes Renewables Solar Energy ở ngoại ô New York, cho biết: “Đó chỉ giống như một tiếng rưỡi đầu tiên trong cuộc trò chuyện của tôi: nói với mọi người những gì họ cần suy nghĩ.

Tôi có thể hiểu tại sao.Tôi cần phải bỏ ra hàng giờ nghiên cứu chỉ để tìm hiểu tất cả các thông tin chi tiết, xem xét các ví dụ lắp đặt và đóng vai một người mua tiềm năng.Và tôi đồng cảm với bất kỳ người nào thực hiện khoản đầu tư này.Bạn sẽ phải đối mặt với một loạt các quyết định lớn — từ lựa chọn nhà thầu, thiết kế và nhà sản xuất hệ thống của bạn cho đến tài chính.Và tất cả chúng sẽ được gói gọn trong nhiều lớp thuật ngữ kỹ thuật.Blake Richetta, CEO của hãng sản xuất pinSonnen, cho biết một thách thức lớn mà anh ấy phải đối mặt chỉ đơn giản là dịch thông tin này cho khách hàng của mình, hoặc như anh ấy nói, để “làm cho nó ngon miệng đối với những người bình thường”.Thực sự không có cách nào đơn giản để giải quyết câu hỏi liệu, làm thế nào và tại sao bạn nên áp dụng việc lưu trữ pin năng lượng mặt trời.

Tại sao bạn nên tin tưởng chúng tôi

Trước khi tôi bắt đầu hướng dẫn này, trải nghiệm duy nhất của tôi với năng lượng mặt trời là được tận dụng bởi hàng rào gia súc chạy bằng năng lượng mặt trời trên một trang trại trên sa mạc cao.Vì vậy, để có cho mình một khóa học về lưu trữ pin năng lượng mặt trời, tôi đã nói chuyện với hơn một chục nguồn, bao gồm cả những người sáng lập hoặc giám đốc điều hành của sáu nhà sản xuất pin;năm người lắp đặt có kinh nghiệm cao, đến từ Massachusetts, New York, Georgia và Illinois;và người sáng lập EnergySage, một người được kính trọng “người mai mối mặt trời không thiên vị”Cung cấp lời khuyên miễn phí và chi tiết cho chủ nhà về mọi thứ liên quan đến năng lượng mặt trời.(Những người cài đặt của EnergySage, những người sau đó có thể trả một khoản phí để được đưa vào danh sách các nhà thầu được phê duyệt của công ty.) Trong nỗ lực cung cấp tầm nhìn rộng cũng như kiến ​​thức sâu rộng, tôi không phải lúc nào cũng tìm kiếm những người cài đặt ở các khu vực của đất nước. được coi là thân thiện với năng lượng mặt trời, cũng như những người có nguồn gốc đa dạng, bao gồm một người tập trung vào việc cung cấp năng lượng mặt trời cho các cộng đồng nông thôn nghèo khó.Cuối quá trình, chỉ để giải trí, tôi đã tham gia một cuộc gọi giữa một người lắp đặt với anh trai và chị dâu của tôi (những người mua pin và năng lượng mặt trời tiềm năng ở Texas), để nghe những loại câu hỏi mà một chuyên gia hỏi họ (và ngược lại) về việc lập kế hoạch cài đặt mới.

Chính xác thì năng lượng mặt trời với pin dự phòng nghĩa là gì?

Tấm pin năng lượng mặt trời tích hợp pin dự phòng không có gì mới: Mọi người đã sử dụng các ngân hàng pin axit-chì để lưu trữ năng lượng mặt trời trong nhiều thập kỷ.Nhưng những hệ thống này cồng kềnh, cần bảo trì thường xuyên, dựa vào các vật liệu độc hại và ăn mòn, và thường phải được đặt trong một cấu trúc riêng biệt, chịu được thời tiết.Nói chung, chúng chỉ giới hạn ở các ứng dụng nông thôn, không nối lưới.Hướng dẫn này tập trung vào cái gọi là hệ thống năng lượng mặt trời nối lưới, trong đó các tấm pin mặt trời cung cấp năng lượng cho cả bạn và lưới điện.Vì vậy, thay vào đó chúng ta đang nói về loại pin lithium-ion hiện đại, nhỏ gọn, dung lượng cao xuất hiện lần đầu tiên vào những năm 2010.

Đối với nhiều người, hệ thống như vậy đầu tiên họ nghe nói đến là Powerwall của Tesla, được công bố vào năm 2015. Tính đến năm 2022, theo Vikram Aggarwal, người sáng lập EnergySage, có ít nhất 26 công ty đang cung cấp hệ thống lưu trữ lithium-ion ở Mỹ, mặc dù chỉ có bảy nhà sản xuất tài khoản. cho hầu hết tất cả các cài đặt.Từ thị phần cao nhất đến thấp nhất, các nhà sản xuất đóEnphase,Tesla,LG,Panasonic,SunPower,NeoVolta, vàGenerac.Bạn có thể gặp một vài trong số những cái tên này khi bắt đầu nghiên cứu.Nhưng để đảm bảo rằng bạn đang có cho mình nhiều lựa chọn nhất, điều quan trọng là phải nói chuyện với nhiều nhà thầu, vì hầu hết họ chỉ làm việc với hai hoặc ba nhà sản xuất pin.(Sự khác biệt giữa các loại pin chủ yếu phụ thuộc vào hóa học, loại năng lượng đầu vào mà chúng sử dụng, dung lượng lưu trữ và khả năng chịu tải của chúng, như được mô tả trong các đoạn sau.)

Tuy nhiên, về cơ bản, tất cả các loại pin đều hoạt động theo cùng một cách: Chúng lưu trữ năng lượng từ các tấm pin mặt trời trên mái nhà dưới dạng năng lượng hóa học vào ban ngày và sau đó giải phóng nó khi cần thiết (phổ biến nhất là vào ban đêm, khi các tấm pin mặt trời không hoạt động, cũng như trong thời gian mất điện) để giữ cho các thiết bị và đồ đạc trong nhà của bạn hoạt động.Và tất cả các loại pin chỉ sạc qua nguồn điện một chiều (dòng điện một chiều), cùng một loại mà các tấm pin năng lượng mặt trời tạo ra.

Nhưng ngoài ra, có rất nhiều điểm khác biệt.Aggarwal nói: “Pin không giống nhau.“Họ có các chất hóa học khác nhau.Chúng có công suất khác nhau.Chúng có các ampe khác nhau.Và cường độ dòng điện có thể trích ra từ một pin là bao nhiêu tại một thời điểm nhất định, tức là có thể chạy đồng thời bao nhiêu thiết bị?Không có một kích cỡ phù hợp với tất cả ”.

Lượng năng lượng mà pin có thể lưu trữ, được đo bằng kilowatt-giờ, tất nhiên sẽ là yếu tố chính trong tính toán của bạn.Nếu khu vực của bạn hiếm khi bị mất điện kéo dài, thì loại pin nhỏ hơn và ít tốn kém hơn có thể phù hợp với nhu cầu của bạn.Nếu khu vực của bạn bị mất điện kéo dài, có thể cần phải có pin lớn hơn.Và nếu trong nhà bạn có những thiết bị quan trọng tuyệt đối không được để mất điện thì nhu cầu của bạn có thể còn cao hơn.Đây là tất cả những điều cần suy nghĩ trước khi bạn liên hệ với những người lắp đặt tiềm năng — và những chuyên gia đó nên lắng nghe nhu cầu của bạn và đặt những câu hỏi giúp bạn tinh chỉnh suy nghĩ của mình.

Bạn cũng phải xem xét một số điều khác.

Đầu tiên là liệu bạn sẽ lắp đặt một hệ thống năng lượng mặt trời mới cùng lúc với việc lắp đặt bộ lưu trữ pin hay bạn sẽ trang bị thêm pin cho một hệ thống hiện có.

Nếu mọi thứ đều mới, bạn sẽ có nhiều lựa chọn nhất trong cả lựa chọn pin và lựa chọn tấm pin mặt trời.Phần lớn các cài đặt mới sử dụng pin DC-ghép.Điều đó có nghĩa là điện một chiều do các tấm pin của bạn tạo ra sẽ truyền vào nhà bạn và sạc trực tiếp cho pin.Sau đó, dòng điện đi qua một thiết bị gọi là bộ biến tần, chuyển đổi điện một chiều (dòng điện một chiều) thành điện xoay chiều (xoay chiều) — loại điện mà các gia đình sử dụng.Hệ thống này cung cấp cách sạc pin hiệu quả nhất.Nhưng nó liên quan đến việc chạy DC điện áp cao vào nhà của bạn, đòi hỏi công việc điện chuyên dụng.Và một số người mà tôi đã nói chuyện cùng bày tỏ sự dè dặt về sự an toàn của điện áp cao DC.

Vì vậy, thay vào đó bạn có thể chọn loại được gọi là pin kết hợp AC và lắp đặt một mảng năng lượng mặt trời sử dụng bộ biến tần phía sau mỗi bảng điều khiển để chuyển đổi đầu ra của chúng thành AC trên mái nhà của bạn (có nghĩa là không có dòng điện cao áp đi vào nhà của bạn).Để sạc pin, các bộ chuyển đổi vi mạch tích hợp trong chính pin sau đó chuyển đổi điện thành DC, được chuyển đổi trở lại thành AC khi pin đang gửi điện đến nhà của bạn.Pin kết hợp AC kém hiệu quả hơn so với pin kết hợp DC, vì với mỗi lần chuyển đổi, một số năng lượng điện bị mất dưới dạng nhiệt.Thảo luận thẳng thắn với trình cài đặt của bạn về ưu, nhược điểm và mức độ an toàn tương đối của từng cách tiếp cận.

Nếu bạn đã có hệ thống năng lượng mặt trời và muốn lắp pin, tin quan trọng là bây giờ bạn có thể làm như vậy.Rebekah Carpenter của Fingerlakes Renewables cho biết: “Tôi đã làm việc này được 20 năm, và có thể vào xem một hệ thống và trang bị thêm cho nó thật tuyệt vời,” Rebekah Carpenter của Fingerlakes Renewables cho biết.“Tôi nhớ khi đó hoàn toàn không có lựa chọn nào để trang bị thêm một hệ thống.Bạn sẽ không thể sử dụng năng lượng mặt trời chút nào nếu lưới điện bị sập. "

Giải pháp nằm ở bộ biến tần lai, cung cấp hai khả năng chính.Đầu tiên, họ lấy đầu vào là AC hoặc DC, sau đó họ sử dụng phần mềm để tìm ra vị trí cần thiết và thực hiện bất kỳ chuyển đổi nào cần thiết.Carpenter nói: “Đó là một hoặc-hoặc-và.“Nó sử dụng nó để sạc pin [DC], nó sử dụng nó cho gia đình hoặc lưới điện [AC], hoặc nếu nó có đủ điện, nó sẽ sử dụng nó cho cả hai cùng một lúc.”Cô ấy nói thêm rằng những gì cô ấy gọi là biến tần lai "bất khả tri" có giá trị đặc biệt cho việc trang bị thêm hệ thống pin, vì chúng có thể hoạt động với pin của một số thương hiệu khác nhau;một số nhà sản xuất pin hạn chế biến tần lai của họ chỉ hoạt động với pin của chính họ.Thợ mộc đề cậpĐảo nắngnhư một nhà sản xuất biến tần bất khả tri.Sol-Arklà một ví dụ khác.

Nếu bạn đã có hệ thống năng lượng mặt trời và muốn lắp pin, tin quan trọng là bây giờ bạn có thể làm như vậy.

Thứ hai, bộ biến tần lai có thể tạo ra tín hiệu điện lưới.Các mảng năng lượng mặt trời cần phải cảm nhận rằng lưới điện đang trực tuyến để hoạt động.Nếu chúng mất tín hiệu đó - nghĩa là mất điện lưới - chúng sẽ ngừng hoạt động cho đến khi có điện trở lại;điều này có nghĩa là bạn cũng không có điện cho đến thời điểm đó.(Đó là vấn đề an toàn, Sven Amirian của Invaleon giải thích: “Tiện ích yêu cầu bạn không cung cấp năng lượng trở lại khi có [người] làm việc trên đường dây.”) Bằng cách tạo ra tín hiệu lưới, bộ biến tần lai cho phép hệ thống năng lượng mặt trời hiện tại của bạn tiếp tục chạy trong tình trạng cúp điện, cung cấp điện cho nhà của bạn và sạc pin vào ban ngày và sử dụng pin để cung cấp năng lượng cho ngôi nhà của bạn vào ban đêm.

Ngoài khả năng lưu trữ, được đo bằng kilowatt-giờ, pin còn có khả năng tải, được đo bằng kilowatt.Thời hạncông suất liên tụcđề cập đến lượng điện mà pin có thể phát ra trong điều kiện bình thường và nó chỉ ra giới hạn về số lượng mạch bạn có thể chạy cùng một lúc.Thời hạncông suất cao nhấtđề cập đến lượng điện năng mà pin có thể tiêu thụ trong vài giây khi một thiết bị lớn, chẳng hạn như máy điều hòa không khí, khởi động và tạo ra nhu cầu đột ngột, ngắn gọn để nạp thêm nước trái cây;một sự kiện như vậy đòi hỏi một công suất cực đại mạnh mẽ.Tham khảo ý kiến ​​nhà thầu của bạn để tìm một loại pin đáp ứng nhu cầu của bạn.

Hóa học của pin Lithium-ion rất phức tạp, nhưng có hai loại chính được sử dụng cho năng lượng mặt trời.Loại phổ biến hơn là pin NMC, hoặc niken-magiê-coban.Ít phổ biến hơn (và một sự phát triển gần đây hơn) là pin LFP, hoặc lithium-iron-phosphate,.(Chủ nghĩa khởi đầu kỳ quặc xuất phát từ một cái tên thay thế, lithium ferrophosphate.) Pin NMC có mật độ năng lượng cao hơn trong số hai loại, vì chúng nhỏ hơn về mặt vật lý đối với một dung lượng lưu trữ nhất định.Nhưng chúng nhạy cảm hơn với nhiệt được tạo ra trong quá trình sạc và xả (chúng có điểm chớp cháy thấp hơn, hoặc nhiệt độ bắt lửa, và do đó về lý thuyết dễ bị ảnh hưởng hơn với những gì được gọi làsự truyền lửa chạy bằng nhiệt).Chúng cũng có thể có chu kỳ sạc-xả vòng đời thấp hơn.Và việc sử dụng coban, đặc biệt, là một vấn đề đáng lo ngại, vì việc sản xuất nó đã được gắn với bất hợp pháp vàthực hành khai thác bóc lột.Pin LFP, ít mật độ năng lượng hơn, cần phải lớn hơn một chút cho một công suất nhất định, nhưng chúng ít nhạy cảm hơn với sự sinh nhiệt và có thể có chu kỳ sạc-xả cao hơn.Cuối cùng, bạn sẽ kết thúc với bất kỳ loại pin nào phù hợp nhất với thiết kế mà bạn đã thỏa thuận với nhà thầu của mình.Tuy nhiên, như mọi khi, hãy chủ động và đặt câu hỏi.

Và điều đó đưa ra điểm cuối cùng: Nói chuyện với nhiều người lắp đặt năng lượng mặt trời trước khi bạn chọn một người.Aggarwal của EnergySage nói: “Người tiêu dùng nên luôn luôn so sánh giữa các cửa hàng.Hầu hết các trình cài đặt chỉ hoạt động với một số nhà sản xuất pin và bảng điều khiển, có nghĩa là bạn sẽ không có được bức tranh đầy đủ về những gì có thể từ bất kỳ nhà sản xuất nào trong số họ.Keith Marett, chủ tịch dịch vụ năng lượng sạch tại Generac - một nhà sản xuất hệ thống dự phòng nhiên liệu hóa thạch đang nhanh chóng mở rộng sang dự phòng tái tạo - nói rằng “điều quan trọng đối với các chủ nhà là tìm ra lối sống của họ trong thời gian ngừng hoạt động. và xây dựng một hệ thống để hỗ trợ điều đó. ”Thêm bộ lưu trữ pin là một khoản đầu tư lớn và ở một mức độ lớn, khóa bạn vào một hệ thống cụ thể, vì vậy đừng vội vàng quyết định.

Chi phí này sẽ là bao nhiêu - và bạn có thực sự cần nó không?

Tôi sống ở Thành phố New York, nơi không được phép lưu trữ pin năng lượng mặt trời trong nhà do mã lửa và việc lưu trữ pin ngoài trời có nghĩa là điều hướngBộ máy hành chính Kremlinesque (PDF).(Trò đùa là hầu như không ai ở đây có không gian ngoài trời để bắt đầu.) Tôi cũng không thể lắp pin ngay cả khi nó được cho phép — tôi sống trong một căn hộ co-op, không phải nhà độc lập, vì vậy tôi không có pin của riêng mình mái nhà cho các tấm pin mặt trời.Nhưng ngay cả khi tôi có thể lắp pin, việc nghiên cứu và viết hướng dẫn này khiến tôi tự hỏi liệu mình có làm không.Bạn nên tự hỏi bản thân một số câu hỏi cơ bản trước khi kích hoạt.

Đối với những người mới bắt đầu, việc lắp đặt bộ lưu trữ pin vốn đã rất tốn kém.Dữ liệu của EnergySage cho thấy trong quý cuối cùng của năm 2021, chi phí trung bình cho mỗi kilowatt giờ pin lưu trữ là gần 1.300 đô la.Tất nhiên, điều đó có nghĩa là một nửa số pin trong danh sách của công ty có giá thấp hơn mỗi kilowatt giờ (và một nửa đắt hơn).Nhưng ngay cả nhà sản xuất pin có chi phí thấp nhất trong danh sách của EnergySage,HomeGrid, tính phí hơn 6.000 đô la cho hệ thống 9,6 kWh.Pin từ "lớn bảy" (một lần nữa, đó làEnphase,Tesla,LG,Panasonic,SunPower,NeoVolta, vàGenerac) có giá từ gần một lần rưỡi đến hơn hai lần.Aggarwal của EnergySage nói với một tiếng thở dài: “Hiện tại đó là điều tốt để làm.Tuy nhiên, ông nói thêm rằng chi phí lưu trữ pin từ lâu đã có xu hướng giảm và ông hy vọng xu hướng này sẽ tiếp tục.

Bạn có thực sự cần phải bỏ ra một đống tiền để đáp ứng nhu cầu của mình trong tình trạng mất điện?Có những lựa chọn ít tốn kém hơn so với bộ lưu trữ năng lượng mặt trời kilowatt cao, bao gồmmáy phát điện chạy xăng di động,trạm phát điện di động lithium-ion, và nhỏbộ sạc pin năng lượng mặt trờinhằm mục đích giữ cho các thiết bị hoạt động.

Những phương pháp di động đó — ngay cả những phương pháp có thể sạc lại an toàn để sử dụng trong nhà — không thuận tiện bằng cắm mọi thứ vào ổ cắm trên tường.Tuy nhiên, thậm chí có nhiều cách để làm cho các mạch điện trong gia đình hoạt động trong tình trạng mất điện mà không cần hệ thống năng lượng mặt trời trên mái nhà truyền thống.Mục tiêu số 0, công ty đã thành công trong việc bán máy phát điện năng lượng mặt trời cho những người cắm trại và RVers, cũng cung cấp một bộ tích hợp gia đình sử dụng những máy phát điện đó để cung cấp năng lượng cho các ngôi nhà.Trong trường hợp mất điện, bạn ngắt kết nối nhà của mình khỏi lưới điện theo cách thủ công (công tắc chuyển đổi vật lý được bao gồm trong công việc cài đặt).Sau đó, bạn chạy các mạch điện trong nhà của mình trên pin Goal Zero bên ngoài và sạc lại bằng các tấm pin năng lượng mặt trời di động của Goal Zero.Theo một số cách, bộ Goal Zero này phân tách sự khác biệt giữa hệ thống pin năng lượng mặt trời được lắp đặt đầy đủ và bộ sạc pin năng lượng mặt trời cơ bản hơn.Việc sử dụng công tắc ngắt kết nối thủ công bổ sung thêm một bước so với công tắc chuyển tự động được sử dụng trong các hệ thống năng lượng mặt trời nối lưới.Giá?Giám đốc điều hành công ty Bill Harmon cho biết: “Chúng tôi bắt đầu với khoảng 4.000 đô la được lắp đặt trong nhà của bạn cho pin 3 kilowatt giờ của chúng tôi.

Tất cả các tùy chọn này đều có mặt trái và hạn chế của chúng.Bộ sạc thiết bị năng lượng mặt trời sẽ cho phép bạn giữ liên lạc với những người thân yêu và cho phép bạn truy cập vào các thông báo tin tức trong trường hợp khẩn cấp, nhưng nó sẽ không giữ cho tủ lạnh hoạt động.Nhiên liệu hóa thạch có thể cạn kiệt, khiến bạn bị mắc kẹt và tất nhiên máy phát điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch không thân thiện với môi trường.“Tuy nhiên, điều đó đang được nói, nếu bạn chỉ chạy nó hai lần một năm, hai hoặc ba ngày một năm, có lẽ bây giờ bạn có thể sống với tác động đó,” Aggarwal nói.Một số nhà sản xuất pin đã kết hợp khả năng sử dụng máy phát điện chạy bằng nhiên liệu hóa thạch để sạc pin của họ trong trường hợp mất điện kéo dài.Chủ tịch kiêm Giám đốc điều hành Sonnen Blake Richetta cho biết nếu mục tiêu của bạn là khả năng phục hồi tối đa sau thảm họa, “Bạn thực sự nên có một máy tạo khí — một thiết bị dự phòng.”

Tóm lại, bạn nên cân nhắc những khó khăn trong tương lai dự kiến ​​của mình trong trường hợp khẩn cấp với cái giá phải trả là có được khả năng phục hồi.Tôi đã nói chuyện với Joe Lipari, phó chủ tịch phụ trách các dự án tại Brooklyn SolarWorks (như tên gọi, hoạt động ở Thành phố New York, nơi, một lần nữa, pin vẫn chưa phải là một lựa chọn), và anh ấy đã đề cập đến điều tuyệt vờiMất điện Đông Bắc năm 2003.Đó là một vài ngày khó chịu trước khi có điện trở lại.Nhưng tôi đã sống ở đây gần 20 năm và đó là lần duy nhất tôi bị mất điện.Hoàn toàn từ góc độ chuẩn bị cho trường hợp khẩn cấp, tôi hỏi Lipari rằng tôi nên rút ra điều gì sau sự cố ngừng hoạt động năm 2003 — nghĩa là, đó có phải là một cuộc khủng hoảng để chống lại hay một rủi ro tối thiểu để hấp thụ?“Mọi người đưa ra điều đó cho chúng tôi,” anh ta trả lời.“Trả thêm 20.000 đô la để có được một hệ thống lưu trữ pin?Có lẽ là không cần thiết ”.

Bạn có thể chạy ngôi nhà của mình bằng pin năng lượng mặt trời dự phòng trong bao lâu?

Nói chung, chúng tôi đã hỏi rất nhiều chuyên gia về việc các hệ thống này có thể tồn tại trong bao lâu khi ngừng hoạt động.Câu trả lời ngắn gọn và thận trọng: ít hơn 24 giờ trên một pin duy nhất.Nhưng các tuyên bố khác nhau rất nhiều nên câu trả lời thấu đáo cho câu hỏi này ít có tính thuyết phục hơn.

Vào năm 2020, theoCơ quan Thông tin Năng lượng Hoa Kỳsố liệu, ngôi nhà điển hình của Hoa Kỳ tiêu thụ 29,3 kilowatt giờ mỗi ngày.Một pin dự phòng năng lượng mặt trời điển hình có thể lưu trữ ở đâu đó khoảng 10 kilowatt giờ.“Tôi không cần phải nói với bạn rằng điều này không thể chạy toàn bộ ngôi nhà của bạn trong một ngày,” Aggarwal của EnergySage nói.Pin thường có thể xếp chồng lên nhau, có nghĩa là bạn có thể xâu nhiều pin lại với nhau để tăng khả năng lưu trữ của mình.Nhưng, tất nhiên, làm như vậy không hề rẻ.Đối với nhiều người, việc xếp chồng là không thực tế — hoặc thậm chí là khả thi về mặt tài chính.

Nhưng “tôi có thể chạy ngôi nhà của mình trong bao lâu” thực sự là cách nghĩ sai lầm về việc lưu trữ năng lượng mặt trời trong bối cảnh mất điện.Đối với một điều, bạn có thể mong đợi các tấm pin mặt trời của mình vừa cung cấp năng lượng cho ngôi nhà của bạn vừa có thể sạc lại pin trong ngày — trong thời tiết nắng ráo — do đó liên tục tái tạo nguồn năng lượng dự phòng của bạn.Điều đó bổ sung một dạng khả năng phục hồi mà các máy phát điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch thiếu, bởi vì một khi khí hoặc khí propan của chúng hết, chúng sẽ vô dụng cho đến khi bạn có thể lấy thêm nhiên liệu.Và điều đó có thể là không thể trong trường hợp khẩn cấp.

Thêm vào đó, trong thời gian cúp điện, mức năng lượng bạn tiết kiệm được ít nhất cũng quan trọng như lượng năng lượng bạn có thể dự trữ.Để pin của bạn kéo dài lâu nhất có thể, bạn cần phải cắt giảm mức sử dụng của mình.Trải qua cơn bão Andrew ở Miami vào năm 1992, tôi đã biến những thách thức của trải nghiệm đó - không có điện trong nhiều ngày, hàng tạp hóa thối rữa - thành một dòng điều tra.Tôi đã hỏi tất cả những người lắp đặt và sản xuất pin mà tôi đã nói cùng một câu hỏi: Giả sử tôi muốn giữ cho tủ lạnh hoạt động (vì an toàn thực phẩm), hãy sạc một vài thiết bị (để liên lạc và thông tin) và bật một số đèn (để an toàn vào ban đêm), tôi có thể mong đợi pin dùng được bao lâu mà không cần sạc lại?

Keyvan Vasefi, người đứng đầu sản phẩm, hoạt động và sản xuất tạiMục tiêu số 0, cho biết anh và vợ đã chạy nhiều thử nghiệm trên pin 3 kWh của họ và họ thường có thể sử dụng trong một ngày rưỡi với "tủ lạnh chạy, nhiều lần sạc điện thoại và phòng ngủ chính và phòng tắm có đèn chiếu sáng."Họ cũng đã thực hiện các thử nghiệm với các tấm pin mặt trời của họ được nối với pin.Ngay cả khi nhớ rằng Vasefi quan tâm đến việc bán công nghệ này, tôi có thể nói rằng anh ấy thực sự đưa ra một trường hợp hấp dẫn cho nó: “Chúng tôi cố gắng giả vờ rằng đó là ngày tận thế và xem điều gì sẽ xảy ra, và chúng tôi có thể có được một cách hiệu quả ông nói."Pin trở lại 100% mỗi ngày vào lúc 6 giờ chiều và chúng tôi cảm thấy thực sự hài lòng về điều đó."

Sven Amirian, phó chủ tịch của Invaleon, một công ty lắp đặt có trụ sở tại Massachusetts, cho biết pin 10 kWh thường có thể chạy tủ lạnh, một số đèn và một số bộ sạc thiết bị trong hai đến ba ngày.Khung thời gian đó được nhắc lại bởi Aric Saunders, phó chủ tịch cấp cao của nhà sản xuất pin Electriq.

Khi bạn lắp đặt pin, nhà thầu của bạn có thể yêu cầu bạn chọn một "tập hợp con khẩn cấp" giới hạn của các mạch điện trong nhà của bạn, sau đó họ sẽ định tuyến qua một bảng phụ.Trong thời gian cúp điện, pin sẽ chỉ cấp các mạch này.(Ví dụ, bố tôi có một máy phát điện dự phòng propan tại nhà của ông ở Virginia, và nó được nối với một trong ba thiết bị điều hòa không khí của ông, tủ lạnh, ổ cắm trong bếp, một máy nước nóng theo yêu cầu và một số đèn chiếu sáng. Ngôi nhà không có TV, máy giặt và các tiện nghi khác cho đến khi có điện lưới trở lại. Nhưng có một ngôi nhà được làm mát một phần và đồ uống lạnh có nghĩa là sự khác biệt giữa thoải mái và khốn khổ trong mùa hè mất điện thường xuyên.)

Bạn cũng có thể tắt thủ công từng cầu dao trong bảng điều khiển của mình để hạn chế pin chỉ cấp cho những thiết bị bạn cho là quan trọng.Và tất cả các loại pin lưu trữ năng lượng mặt trời đều đi kèm với các ứng dụng cho bạn biết mạch nào đang được sử dụng, giúp bạn tìm và loại bỏ các nguồn điện mà bạn có thể đã bỏ qua.Amirian nói: “Trong thời gian thực, bạn có thể thay đổi thói quen của mình và có thể kéo dài thêm một ngày.Tuy nhiên, xin lưu ý rằng các đánh giá của khách hàng về ứng dụng giống như một loại túi hỗn hợp mà chúng tôi tìm thấy đối với mọi ứng dụng thiết bị thông minh mà chúng tôi thử nghiệm: Một số người yêu thích chúng, trong khi những người khác thất vọng vì hiệu suất trục trặc và các bản cập nhật lỗi.

Cuối cùng, các nhà sản xuất pin đang bắt đầu cung cấp các bảng điều khiển thông minh.Thông qua những điều này, bạn có thể sử dụng ứng dụng của mình để bật và tắt từng mạch từ xa và do đó tùy chỉnh mạch nào đang được sử dụng vào những thời điểm khác nhau (giả sử tắt đèn phòng ngủ và ổ cắm vào ban ngày và bật lại vào ban đêm).Và phần mềm của pin cũng sẽ thực hiện các bước để tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng của bạn, đóng các mạch không cần thiết.Nhưng Amirian cảnh báo rằng việc lắp đặt một bảng điều khiển thông minh không hề đơn giản và rẻ tiền.“Có rất nhiều giáo dục khách hàng phải xảy ra, ưu và nhược điểm, chi phí và lợi ích, của việc 'Tôi muốn có thể kiểm soát mọi mạch điện' so với 'Đó sẽ là 10.000 đô la tiền điện trong hai ngày mất điện. '”

Điểm mấu chốt là ngay cả khi sạc năng lượng mặt trời hạn chế, bạn sẽ có thể tăng thời gian duy trì nguồn điện ngoài lưới — nhưng chỉ khi bạn cần ít pin hơn.Tính toán này được mô tả gọn gàng bởi Jonnell Carol Minefee, đồng sáng lập Solar Tyme USA, một công ty lắp đặt năng lượng mặt trời có trụ sở tại Georgia, tập trung vào các cộng đồng nông thôn, thiểu số và nghèo khó: “Tôi hiểu chúng tôi là người Mỹ, chúng tôi yêu bất cứ thứ gì-gì-gì-đó, nhưng đôi khi chúng ta phải học cách tồn tại mà không có tất cả những thứ xa xỉ của chúng ta. "

Làm thế nào năng lượng mặt trời và pin dự phòng có thể tạo ra tác động lớn nhất

Mặc dù việc lưu trữ pin năng lượng mặt trời sẽ giữ cho các thiết bị và thiết bị quan trọng hoạt động trong tình trạng ngừng hoạt động, các nhà sản xuất và một số nhà lắp đặt mà tôi đã nói chuyện đều cho biết họ coi đó là một chức năng hữu ích nhưng thứ yếu.Về cơ bản, họ xem những hệ thống như vậy như một cách để chủ nhà hạn chế hóa đơn điện nước bằng cách thực hành một cái gì đó gọi là “cạo râu cao điểm”.Vào những thời điểm nhu cầu cao điểm (cuối giờ chiều đến đầu giờ tối), khi một số tiện ích tăng giá cước, chủ sở hữu ắc quy chuyển sang sử dụng ắc quy hoặc chuyển điện trở lại lưới điện;điều này giúp họ kiếm được các khoản giảm giá hoặc tín dụng từ tiện ích địa phương.

Nhưng một cách sử dụng thậm chí còn quan trọng hơn đối với pin đang trên đường chân trời.Các công ty tiện ích đang bắt đầu nâng cấp cơ sở hạ tầng lưới điện của họ để có thể sử dụng pin thuộc sở hữu tư nhân làm nhà máy điện ảo hoặc VPP.(Một số đã hoạt động và những hệ thống như vậy dự kiến ​​sẽ trở nên phổ biến trong thập kỷ tới.) Hiện tại, có quá nhiều năng lượng mặt trời trên mái nhà và rất nhiều trang trại năng lượng mặt trời khiến chúng căng thẳng vào lưới điện vào giữa ngày.Tất cả nguồn điện mà họ sản xuất phải đi đâu đó, vì vậy nó chảy vào lưới điện, buộc các công ty điện lực phải đóng cửa một số nhà máy sử dụng nhiên liệu hóa thạch lớn của họ, để giữ cho cung và cầu điện cân bằng.Nghe có vẻ tuyệt vời — cắt giảm lượng khí thải CO2 gần như là một mục tiêu của năng lượng mặt trời, phải không?Nhưng nhu cầu tăng vọt khi mặt trời lặn xuất hiện ngay khi các tấm pin mặt trời ngừng sản xuất điện.(Chu kỳ hàng ngày của việc sản xuất dư thừa năng lượng mặt trời vào giữa trưa và nhu cầu dư thừa vào buổi tối tạo ra cái được gọi là “đường cong vịt"Một thuật ngữ bạn có thể gặp phải trong nghiên cứu của riêng mình về lưu trữ pin.) Để đáp ứng nhu cầu tăng vọt, các công ty dịch vụ công cộng thường buộc phải khởi động các" nhà máy đỉnh cao ", hoạt động kém hiệu quả hơn so với các nhà máy sử dụng nhiên liệu hóa thạch chính nhưng nhanh hơn để đạt tốc độ.Kết quả, vào một số ngày, là lượng khí thải CO2 của các tiện ích thực sự vượt quá mức mà chúng có thể xảy ra nếu không có tấm pin mặt trời nào cả.

Các nhà máy điện ảo sẽ giúp giải quyết vấn đề này.Năng lượng mặt trời dư thừa sẽ sạc pin của chủ nhà vào ban ngày, và sau đó các tiện ích sẽ sử dụng nó trong thời gian tăng đột biến vào buổi tối, thay vì đốt cháy các nhà máy cao điểm.(Chủ sở hữu pin sẽ ký các thỏa thuận pháp lý với các tiện ích, cấp cho họ quyền làm điều này và có thể kiếm được một khoản phí để sử dụng pin của họ.)

Tôi sẽ nói lời cuối cùng cho Blake Richetta của Sonnen, vì không có cách nào tôi có thể truyền đạt tốt hơn những gì mà VPP đại diện cho một cuộc cách mạng:

“Việc kiểm soát hàng loạt pin, để đáp ứng, hít thở vào và thở ra theo điều động của nhà điều hành lưới điện, để cung cấp thế hệ thay thế thế hệ bẩn của nhà máy đỉnh cao, để làm cho lưới điện chạy hiệu quả hơn, làm thông thoáng lưới điện và tạo ra sự trì hoãn về chi phí của cơ sở hạ tầng lưới điện, để ổn định lưới điện và cung cấp, hoàn toàn thẳng thắn với bạn, một giải pháp rẻ hơn nhiều cho lưới điện về đáp ứng tần số và điều chỉnh điện áp, theo nghĩa đen, biến năng lượng mặt trời từ việc trở thành một tài sản gia tăng giá trị, và , để kết thúc nó, thậm chí có thể sạc từ lưới điện, vì vậy nếu có hàng tấn trang trại gió ở Texas sản xuất một lượng điện khổng lồ vào lúc 3 giờ sáng, để sạc đầy 50.000 pin và ngâm lên — đây là những gì chúng tôi thực sự mong muốn.Đây là việc sử dụng pin ”.

Bài viết này đã được biên tập bởi Harry Sawyers.