نحوه انتخاب پنل خورشیدی و سیستم پشتیبان باتری

همه به دنبال راهی برای روشن نگه داشتن چراغ ها در هنگام قطع برق هستند.با توجه به هوای شدید روزافزون که شبکه برق را برای روزها در برخی مناطق آفلاین می کند، سیستم های پشتیبان سنتی مبتنی بر سوخت فسیلی - یعنی ژنراتورهای قابل حمل یا دائمی - به طور فزاینده ای غیرقابل اعتماد به نظر می رسند.به همین دلیل است که انرژی خورشیدی مسکونی همراه با ذخیره سازی باتری (که زمانی یک صنعت باطنی بود) به سرعت در حال تبدیل شدن به یک انتخاب اصلی برای آمادگی در برابر بلایا است، طبق گفته بیش از دوازده نصاب، تولید کننده و متخصص صنعتی که با آنها مصاحبه کردیم.

برای صاحب خانه‌ها، باتری‌های چند کیلوواتی که از پنل‌های خورشیدی روی پشت‌بام شارژ می‌شوند، نوید انعطاف‌پذیری را در صورت وقوع بلایای طبیعی می‌دهند - منبعی مطمئن، قابل شارژ و آنی برق برای فعال نگه داشتن دستگاه‌ها و لوازم مهم تا زمانی که شبکه دوباره به حالت آنلاین بازگردد.برای خدمات شهری، چنین تاسیساتی نوید یک شبکه الکتریکی پایدارتر و کم کربن را در آینده نزدیک می دهد.در اینجا نحوه تنظیم آن برای خانه خود آورده شده است.(فقط خودت را آماده کنشوک برچسب.)

کی باید اینو بگیره

برق پشتیبان در هنگام قطع برای هر کسی که به دنبال حفظ راحتی و توانایی های ارتباطی اولیه است، بسیار مهم است.آن را به یک سیستم بزرگتر تبدیل کنید، و می توانید فراتر از اصول اولیه بروید و از وسایل و ابزار بیشتری برای مدت زمان بیشتری پشتیبان بگیرید تا زمانی که برق شبکه بازگردد.این راه‌حل‌ها برای ما سفارشی‌شده‌تر از آن هستند که بتوانیم باتری‌های خاصی را توصیه کنیم، برای اینکه بگوییم برای شارژ کردن باتری به چند کیلووات ساعت فضای ذخیره‌سازی نیاز دارید تا خانه‌تان را راه‌اندازی کنید، یا اینکه مشخص کنیم چه مقدار تولید خورشیدی برای شارژ باتری خود نیاز دارید.همچنین به خاطر داشته باشید که متغیرهای دیگر - از جمله نیازهای انرژی خاص، بودجه و موقعیت مکانی شما (تقریباً هر ایالت و شرکت خدماتی برنامه‌های تشویقی، تخفیف‌ها و اعتبارات مالیاتی خاص خود را دارد) - همه در تصمیمات خرید شما نقش دارند.

هدف ما این است که به شما کمک کنیم در مورد سه چیز فکر کنید: سؤالاتی که باید از خود در مورد چیستی و چرایی نصب پشتیبان باتری خورشیدی در خانه خود بپرسید، سؤالاتی که باید از نصابان احتمالی در هنگام ملاقات با آنها بپرسید و سؤالی که آیا یک سیستم ذخیره باتری در درجه اول نشان دهنده سرمایه گذاری در انعطاف پذیری خانه شما یا در کل شبکه آینده است.ربکا کارپنتر، بنیانگذار انرژی خورشیدی تجدیدپذیر Fingerlakes در شمال نیویورک، گفت: "این دقیقاً مانند یک ساعت و نیم اول مکالمه من است: به مردم می گویم که باید در مورد چه چیزی فکر کنند."

من می توانم ببینم چرا.من باید ساعت‌ها تحقیق می‌کردم تا سرم را در اطراف همه ریزه کاری‌ها بپیچم، نمونه‌های نصب را مرور کنم و نقش یک خریدار احتمالی را بازی کنم.و من با هر فردی که این سرمایه گذاری را انجام می دهد همدلی می کنم.شما با مجموعه ای از تصمیمات مهم روبرو خواهید بود - از انتخاب پیمانکار گرفته تا طراحی و سازندگان سیستم شما تا تامین مالی.و همه آن در لایه هایی از اصطلاحات فنی پیچیده خواهد شد.بلیک ریچتا، مدیر عامل سازنده باتریسونناو گفت که یکی از چالش‌های مهمی که با آن روبه‌رو است این است که این اطلاعات را برای مشتریانش ترجمه کند، یا به قول خودش، «آن را برای مردم عادی دلپذیر کند».واقعاً هیچ راه ساده ای برای پرداختن به این سؤال وجود ندارد که آیا، چگونه و چرا باید از ذخیره سازی باتری خورشیدی استفاده کنید.

چرا باید به ما اعتماد کنید

قبل از اینکه این راهنما را شروع کنم، تنها تجربه من در مورد انرژی خورشیدی این بود که توسط حصارهای گاو خورشیدی در مزرعه ای در صحرای مرتفع شکسته شدم.بنابراین برای اینکه به خودم دوره‌ای در زمینه ذخیره‌سازی باتری خورشیدی بدهم، با بیش از ده‌ها منبع از جمله بنیان‌گذاران یا مدیران شش سازنده باتری صحبت کردم.پنج نصاب بسیار با تجربه، از ماساچوست، نیویورک، جورجیا، و ایلینوی.و بنیانگذار EnergySage، یک فرد محترمخواستگار خورشیدی بی طرفانه” که مشاوره رایگان و مفصلی را به صاحبان خانه در مورد همه چیزهای مرتبط با خورشید ارائه می دهد.(EnergySage نصاب‌های دامپزشکی را انجام می‌دهد، که می‌توانند پس از آن هزینه‌ای بپردازند تا در لیست پیمانکاران مورد تایید شرکت قرار گیرند.) در تلاش برای ارائه وسعت دیدگاه‌ها و همچنین عمق دانش، من به دنبال نصاب‌هایی در مناطقی از کشور بودم که همیشه نبودند. به عنوان دوستدار خورشید و همچنین افرادی با پیشینه های مختلف، از جمله کسانی که بر تامین انرژی خورشیدی برای جوامع روستایی فقیر تمرکز می کنند، دیده می شود.در اواخر فرآیند، فقط برای سرگرمی، به تماسی بین یک نصاب و برادر و خواهر شوهرم (خریداران احتمالی انرژی خورشیدی و باتری در تگزاس) ملحق شدم تا بشنوم که یک حرفه ای چه نوع سؤالاتی از آنها پرسید (و بالعکس) در مورد برنامه ریزی نصب جدید

خورشیدی با باتری پشتیبان دقیقا به چه معناست؟

پنل های خورشیدی با ذخیره باتری پشتیبان چیز جدیدی نیستند: مردم برای چندین دهه از باتری های سرب اسیدی برای ذخیره انرژی خورشیدی استفاده می کنند.اما این سیستم ها حجیم هستند، نیاز به تعمیر و نگهداری منظم دارند، به مواد سمی و خورنده متکی هستند و اغلب باید در یک ساختار مجزا و ضد آب قرار گیرند.به طور کلی، آنها به برنامه های روستایی و خارج از شبکه محدود می شوند.این راهنما بر روی سیستم‌های خورشیدی به اصطلاح گرید متصل تمرکز دارد که در آن پنل‌های خورشیدی هم برای شما و هم برای شبکه برق تامین می‌کنند.بنابراین ما در عوض در مورد باتری های لیتیوم یون مدرن، جمع و جور و با ظرفیت بالا صحبت می کنیم که اولین بار در سال 2010 ظاهر شدند.

برای بسیاری از مردم، اولین سیستمی که نام آن را شنیدند، Powerwall تسلا بود که در سال 2015 معرفی شد. به گفته ویکرام آگاروال، بنیانگذار EnergySage، از سال 2022، حداقل 26 شرکت سیستم های ذخیره سازی لیتیوم یونی را در ایالات متحده ارائه می دهند، هرچند که تنها هفت سازنده به حساب می آیند. تقریبا برای تمام تاسیساتاز بالاترین تا کمترین سهم، آن تولیدکنندگان هستندEnphase،تسلا،LG،پاناسونیک،سان پاور،نئوولتا، وجنراک.احتمالاً هنگام شروع تحقیقات خود با چندین مورد از این نام ها روبرو خواهید شد.اما برای اطمینان از اینکه گسترده‌ترین انتخاب را به خود می‌دهید، مهم است که با چندین پیمانکار صحبت کنید، زیرا بیشتر آنها تنها با دو یا سه سازنده باتری کار می‌کنند.(تفاوت‌های بین باتری‌ها عمدتاً به شیمی، نوع توان ورودی آنها، ظرفیت ذخیره‌سازی و ظرفیت بار آنها برمی‌گردد، همانطور که در پاراگراف‌های زیر توضیح داده شد.)

با این حال، اساساً، همه باتری‌ها به یک شکل کار می‌کنند: انرژی را از پنل‌های خورشیدی پشت بام به عنوان انرژی شیمیایی در طول روز ذخیره می‌کنند و سپس آن را در صورت نیاز آزاد می‌کنند (معمولاً در شب، زمانی که پانل‌های خورشیدی بیکار هستند، و همچنین در هنگام قطع برق) برای روشن نگه داشتن لوازم و وسایل خانه شما.و تمام باتری ها فقط از طریق برق DC (جریان مستقیم) شارژ می شوند، همان نوعی که پنل های خورشیدی تولید می کنند.

اما فراتر از آن، تفاوت های زیادی وجود دارد.آگاروال گفت: «باتری ها یکسان ساخته نمی شوند.آنها ترکیبات شیمیایی متفاوتی دارند.وات متفاوتی دارند.آمپرهای متفاوتی دارند.و در یک زمان معین چقدر آمپراژ می توان از باتری استخراج کرد، یعنی چند دستگاه را می توانم همزمان کار کنم؟هیچ چیز یکسانی وجود ندارد.»

مقدار توانی که یک باتری می تواند ذخیره کند، که بر حسب کیلووات ساعت اندازه گیری می شود، البته عامل کلیدی در محاسبات شما خواهد بود.اگر منطقه شما به ندرت خاموشی طولانی را تجربه می کند، ممکن است یک باتری کوچکتر و ارزانتر با نیازهای شما مطابقت داشته باشد.اگر خاموشی های منطقه شما مدت زیادی طول بکشد، ممکن است به باتری بزرگتری نیاز باشد.و اگر تجهیزات حیاتی در خانه خود دارید که مطلقاً نمی توان اجازه داد برق را از دست بدهند، ممکن است نیازهای شما بیشتر باشد.اینها همه چیزهایی است که باید قبل از تماس با نصابان احتمالی در مورد آنها فکر کنید - و آن متخصصان باید به نیازهای شما گوش دهند و سؤالاتی بپرسند که به شما کمک می کند تفکر خود را اصلاح کنید.

شما باید چند مورد دیگر را نیز در نظر بگیرید.

اولین مورد این است که آیا همزمان با نصب ذخیره‌سازی باتری، یک سیستم خورشیدی جدید نصب می‌کنید، یا اینکه آیا باتری را به سیستم موجود مجهز می‌کنید.

اگر همه چیز جدید باشد، هم در انتخاب باتری و هم در انتخاب پنل های خورشیدی، وسیع ترین طیف گزینه ها را خواهید داشت.اکثر تاسیسات جدید از باتری های DC-coupled استفاده می کنند.این بدان معناست که برق DC تولید شده توسط پانل های شما به خانه شما وارد می شود و مستقیماً باتری را شارژ می کند.سپس جریان از طریق دستگاهی به نام اینورتر می‌گذرد، که الکتریسیته DC (جریان مستقیم) را به برق AC (جریان متناوب) تبدیل می‌کند - نوع برقی که خانه‌ها استفاده می‌کنند.این سیستم کارآمدترین راه را برای شارژ باتری ها ارائه می دهد.اما این شامل اجرای ولتاژ بالا DC در خانه شما است که نیاز به کار الکتریکی تخصصی دارد.و چندین نفر از افرادی که با آنها صحبت کردم در مورد ایمنی ولتاژ بالا DC ابراز نگرانی کردند.

بنابراین می‌توانید در عوض باتری‌های AC-coupled را انتخاب کنید و یک آرایه خورشیدی نصب کنید که از میکرواینورترها در پشت هر پانل برای تبدیل خروجی آنها به AC در سقف شما استفاده می‌کند (به این معنی که جریان ولتاژ بالا وارد خانه شما نمی‌شود).برای شارژ باتری، میکرواینورترهای یکپارچه در خود باتری، برق را مجدداً به DC تبدیل می کنند، که وقتی باتری در حال ارسال برق به خانه شما است، دوباره به AC تبدیل می شود.باتری های AC کوپل شده کارایی کمتری نسبت به باتری های DC دارند، زیرا با هر تبدیل مقداری انرژی الکتریکی به عنوان گرما از دست می رود.در مورد مزایا، معایب و ایمنی نسبی هر رویکرد با نصاب خود گفتگوی صریح داشته باشید.

اگر از قبل یک آرایه خورشیدی دارید و می‌خواهید یک باتری نصب کنید، خبر بزرگ این است که اکنون می‌توانید این کار را انجام دهید.Rebekah Carpenter از Fingerlakes Renewables گفت: "من 20 سال است که این کار را انجام می دهم، و اینکه بتوانم وارد یک سیستم شوم و آن را بازسازی کنم، شگفت انگیز است."به یاد می‌آورم زمانی که مطلقاً هیچ گزینه‌ای برای بازسازی یک سیستم وجود نداشت.اگر شبکه از کار بیفتد، اصلاً نمی‌توانید از انرژی خورشیدی استفاده کنید.»

راه حل در اینورترهای هیبریدی نهفته است که دو قابلیت کلیدی را ارائه می دهند.ابتدا ورودی را به صورت AC یا DC دریافت می‌کنند و سپس از نرم‌افزاری استفاده می‌کنند تا بفهمند کجا مورد نیاز است و هر گونه تبدیل لازم را انجام دهند.کارپنتر گفت: «این یک یا یا و» است.از آن برای شارژ باتری‌ها [DC] استفاده می‌کند، از آن برای خانه یا شبکه [AC] استفاده می‌کند، یا اگر برق کافی وارد شود، از آن برای هر دو به طور همزمان استفاده می‌کند.»او اضافه کرد که آنچه که او اینورترهای هیبریدی «آگنوستیک» می‌نامد برای مقاوم‌سازی سیستم‌های باتری از ارزش ویژه‌ای برخوردار است، زیرا آنها می‌توانند با باتری‌های چند برند مختلف کار کنند.برخی از سازندگان باتری، اینورترهای هیبریدی خود را به کار با باتری های خود محدود می کنند.نجار اشاره کردجزیره آفتابیبه عنوان یکی از سازندگان اینورترهای آگنوستیک.Sol-Arkنمونه دیگری است

اگر از قبل یک آرایه خورشیدی دارید و می‌خواهید یک باتری نصب کنید، خبر بزرگ این است که اکنون می‌توانید این کار را انجام دهید.

دوم، اینورترهای هیبریدی می توانند چیزی را تولید کنند که سیگنال شبکه نامیده می شود.آرایه های خورشیدی برای اینکه کار کنند باید احساس کنند که شبکه آنلاین است.اگر آن سیگنال را از دست بدهند - که به معنی قطعی شبکه است - تا زمانی که برق برگردد، کار نمی کنند.این بدان معنی است که شما تا آن زمان نیز بدون برق هستید.(Sven Amirian از Invaleon توضیح داد: "این یک موضوع ایمنی است: "این ابزار نیازمند این است که وقتی [افرادی] روی خطوط کار می کنند، انرژی را پس نگیرید.") با تولید سیگنال شبکه، اینورترهای هیبریدی به سیستم خورشیدی موجود شما اجازه می دهند. در مواقع قطعی به کار خود ادامه دهید، برق خانه خود را تامین کنید و باتری را در روز شارژ کنید و از باتری برای تامین برق خانه خود در شب استفاده کنید.

باتری‌ها علاوه بر ظرفیت ذخیره‌سازی، که بر حسب کیلووات ساعت اندازه‌گیری می‌شود، دارای ظرفیت بار هستند که بر حسب کیلووات اندازه‌گیری می‌شود.عبارتظرفیت مداومبه میزان توانی که باتری می‌تواند در شرایط عادی بفرستد اشاره می‌کند، و نشان‌دهنده محدودیت در تعداد مدارهایی است که می‌توانید همزمان اجرا کنید.عبارتاوج ظرفیتبه این اشاره دارد که وقتی یک دستگاه بزرگ مانند کولر گازی روشن می شود و نیاز ناگهانی و کوتاهی به آب بیشتر ایجاد می کند، باتری چقدر می تواند برای چند ثانیه انرژی بدهد.چنین رویدادی نیاز به ظرفیت اوج قوی دارد.با پیمانکار خود مشورت کنید تا باتری مورد نیاز شما را پیدا کنید.

شیمی باتری لیتیوم یون پیچیده است، اما دو نوع اصلی برای خورشیدی استفاده می شود.رایج‌ترین آنها باتری‌های NMC یا نیکل-منیزیم-کبالت هستند.باتری های LFP یا لیتیوم-آهن-فسفات کمتر رایج (و توسعه اخیر) هستند.(اصل اولیه عجیب از یک نام جایگزین، لیتیوم فرو فسفات می آید.) باتری های NMC از این دو باتری تراکم انرژی بیشتری دارند، زیرا از نظر فیزیکی برای ظرفیت ذخیره سازی معین کوچکتر هستند.اما آنها به گرمای تولید شده در هنگام شارژ و تخلیه حساس تر هستند (نقطه اشتعال یا دمای اشتعال پایین تری دارند و بنابراین در تئوری نسبت به آنچه که نامیده می شود حساس تر هستند.انتشار آتش فرار حرارتی).همچنین ممکن است چرخه شارژ-دشارژ طول عمر کمتری داشته باشند.و استفاده از کبالت، به ویژه، نگران کننده است، زیرا تولید آن به غیرقانونی و غیرقانونی گره خورده استشیوه های استخراج معدن.باتری‌های LFP، که چگالی انرژی کمتری دارند، باید برای یک ظرفیت معین تا حدودی بزرگ‌تر باشند، اما نسبت به تولید گرما حساسیت کمتری دارند و ممکن است چرخه‌های شارژ-تخلیه بالاتری داشته باشند.در نهایت، شما با هر نوع باتری که به بهترین وجه با طرحی که با پیمانکارتان کنار می‌آیید مطابقت دارد، کار می‌کنید.با این حال، مثل همیشه فعال باشید و سؤال بپرسید.

و این یک نکته نهایی را به همراه دارد: قبل از انتخاب یکی از چندین نصب کننده خورشیدی صحبت کنید.Aggarwal از EnergySage گفت: "مصرف کنندگان باید همیشه و همیشه مقایسه کنند."اکثر نصاب ها تنها با چند تولید کننده باتری و پنل کار می کنند، به این معنی که شما تصویر کاملی از آنچه ممکن است از هیچ یک از آنها دریافت نخواهید کرد.کیت مارت، رئیس خدمات انرژی پاک در Generac - تولیدکننده سیستم‌های پشتیبان سوخت فسیلی که به سرعت در حال گسترش به پشتیبان‌گیری از انرژی‌های تجدیدپذیر است - گفت: «بزرگترین چیز برای صاحبان خانه، واقعاً این است که بفهمند سبک زندگی‌شان در هنگام قطع برق چگونه باشد. و ساختن سیستمی برای پشتیبانی از آن."افزودن حافظه باتری یک سرمایه گذاری بزرگ است و تا حد زیادی شما را در یک سیستم خاص قفل می کند، بنابراین در تصمیم گیری خود عجله نکنید.

هزینه این کار چقدر خواهد بود - و آیا واقعاً به آن نیاز دارید؟

من در شهر نیویورک زندگی می کنم، جایی که ذخیره باتری خورشیدی داخلی به دلیل کد آتش سوزی مجاز نیست، و ذخیره باتری در فضای باز به معنای پیمایش در یکبوروکراسی کرملینکی (PDF).(شوخی این است که تقریباً هیچ کس در اینجا فضای بیرونی برای شروع ندارد.) و حتی اگر اجازه داده می شد نمی توانستم باتری نصب کنم - من در یک آپارتمان تعاونی زندگی می کنم، نه یک خانه مستقل، بنابراین خودم را ندارم. سقف برای پنل های خورشیدیاما حتی اگر می‌توانستم باتری نصب کنم، تحقیق و نوشتن این راهنما باعث شد این سوال برایم ایجاد شود که آیا این کار را انجام می‌دهم یا خیر.ارزش آن را دارد که قبل از اینکه ماشه را فشار دهید چند سوال اساسی از خود بپرسید.

برای شروع، نصب ذخیره سازی باتری ذاتاً گران است.داده های EnergySage نشان می دهد که در سه ماهه آخر سال 2021، میانگین هزینه هر کیلووات ساعت ذخیره باتری تقریبا 1300 دلار بوده است.البته، این بدان معناست که نیمی از باتری های موجود در لیست این شرکت کمتر از آن به ازای هر کیلووات ساعت (و نیمی از باتری های بیشتر قیمت دارند).اما حتی کم‌هزینه‌ترین سازنده باتری در لیست EnergySage،HomeGrid، برای سیستم 9.6 کیلووات ساعتی بیش از 6000 دلار شارژ می شود.باتری های "هفت بزرگ" (دوباره، این استEnphase،تسلا،LG،پاناسونیک،سان پاور،نئوولتا، وجنراک) هزینه از نزدیک به یک و نیم برابر تا بیش از دو برابر بیشتر است.آگاروال از EnergySage با آه گفت: «در حال حاضر این برای افراد مرفه است.او افزود، با این حال، هزینه ذخیره سازی باتری مدت هاست که روند نزولی داشته است و او انتظار دارد این روند ادامه یابد.

آیا واقعاً برای رفع نیازهای خود در قطع برق نیاز به هزینه زیادی دارید؟گزینه‌های کم‌هزینه‌تری نسبت به ذخیره‌سازی خورشیدی با کیلووات بالا وجود دارد، از جملهژنراتورهای بنزینی قابل حمل،نیروگاه های قابل حمل لیتیوم یون، و کوچک استشارژر باتری خورشیدیبا هدف روشن نگه داشتن دستگاه ها

آن روش‌های قابل حمل - حتی روش‌های شارژی که برای استفاده در داخل خانه بی‌خطر هستند - به اندازه وصل کردن وسایل به پریز دیواری راحت نیستند.با این حال حتی راه‌هایی وجود دارد که می‌توان مدارهای خانگی را بدون سیستم خورشیدی سنتی روی پشت‌بام کار کرد.هدف صفرکه در فروش ژنراتورهای خورشیدی به کمپینگ‌ها و RVها موفق بوده است، یک کیت یکپارچه‌سازی خانگی نیز ارائه می‌کند که از این ژنراتورها برای نیروگاه‌ها استفاده می‌کند.در خاموشی، خانه خود را به صورت دستی از شبکه جدا می کنید (یک سوئیچ انتقال فیزیکی در کار نصب گنجانده شده است).سپس مدارهای خانه خود را با یک باتری خارجی Goal Zero اجرا کرده و آن را با پنل های خورشیدی قابل حمل Goal Zero شارژ می کنید.از برخی جهات، این کیت Goal Zero تفاوت بین سیستم باتری خورشیدی به همراه باتری کاملاً نصب شده و شارژر باتری خورشیدی معمولی را تقسیم می کند.استفاده از سوئیچ قطع دستی یک مرحله اضافی را در مقابل سوئیچ های انتقال خودکار مورد استفاده در سیستم های خورشیدی متصل به شبکه اضافه می کند.قیمت؟بیل هارمون، مدیر عامل شرکت، گفت: ما از حدود 4000 دلار برای باتری 3 کیلووات ساعتی خود در خانه شما نصب می کنیم.

همه این گزینه ها معایب و محدودیت های خود را دارند.شارژر دستگاه خورشیدی به شما این امکان را می دهد که با عزیزان خود در تماس باشید و در مواقع اضطراری به هشدارهای خبری دسترسی داشته باشید، اما یخچال را روشن نگه نمی دارد.سوخت های فسیلی ممکن است تمام شود و شما را سرگردان کند و البته یک مولد سوخت فسیلی دوستدار محیط زیست نیست.آگاروال گفت: «اما، همانطور که گفته شد، اگر قرار است آن را فقط دو بار در سال، دو یا سه روز در سال اجرا کنید، شاید فعلاً بتوانید با این تأثیر زندگی کنید.چندین سازنده باتری توانایی استفاده از ژنراتورهای سوخت فسیلی را برای شارژ باتری های خود در صورت خاموشی طولانی مدت در نظر گرفته اند.بلیک ریچتا، رئیس و مدیر عامل شرکت Sonnen گفت: اگر هدف شما حداکثر انعطاف پذیری پس از یک فاجعه است، "شما واقعاً باید یک ژنراتور گاز داشته باشید - یک نسخه پشتیبان برای پشتیبان."

به طور خلاصه، ارزش آن را دارد که سختی های مورد انتظار آینده خود را در شرایط اضطراری در مقابل هزینه به دست آوردن انعطاف پذیری بسنجید.من با جو لیپاری، معاون پروژه در Brooklyn SolarWorks (که همانطور که از نامش پیداست، در شهر نیویورک کار می‌کند، جایی که باز هم باتری‌ها هنوز گزینه‌ای نیستند) صحبت کردم و او به موارد فوق‌العاده اشاره کرد.خاموشی شمال شرق سال 2003.چند روز ناخوشایند بود که برق دوباره روشن شد.اما من نزدیک به 20 سال است که اینجا زندگی می کنم و این تنها باری است که قدرت را از دست داده ام.صرفاً از منظر آماده‌سازی اضطراری، از لیپاری پرسیدم که چه چیزی را باید از خاموشی سال 2003 حذف کنم - یعنی آیا این یک بحران برای تقویت بود یا حداقل خطر برای جذب؟او پاسخ داد: "مردم آن را برای ما مطرح می کنند.""پرداخت 20000 دلار اضافی برای دریافت سیستم ذخیره باتری؟احتمالاً لازم نیست.»

چه مدت می توانید خانه خود را با باتری پشتیبان خورشیدی راه اندازی کنید؟

ما از بسیاری از کارشناسان پرسیدیم که این سیستم‌ها به طور کلی چه مدت می‌توانند در یک قطعی دوام بیاورند.پاسخ کوتاه و محافظه کارانه: کمتر از 24 ساعت با یک باتری.اما ادعاها به قدری متفاوت است که پاسخ کامل به این سوال کمتر قطعی است.

در سال 2020، با توجه بهاداره اطلاعات انرژی ایالات متحدهطبق آمار، یک خانه معمولی ایالات متحده 29.3 کیلووات ساعت در روز مصرف می کند.یک باتری پشتیبان خورشیدی معمولی می تواند حدود 10 کیلووات ساعت ذخیره کند.Aggarwal از EnergySage گفت: «لازم نیست به شما بگویم که این نمی تواند کل خانه شما را برای یک روز اداره کند.باتری ها به طور کلی قابل رویت هستند، به این معنی که می توانید چندین باتری را به هم متصل کنید تا فضای ذخیره سازی خود را افزایش دهید.اما، البته، انجام این کار ارزان نیست.برای بسیاری از مردم، انباشته کردن عملی نیست - یا حتی از نظر مالی امکان پذیر نیست.

اما «چه مدت می‌توانم خانه‌ام را اداره کنم» واقعاً راه اشتباهی برای فکر کردن درباره ذخیره‌سازی خورشیدی در شرایط خاموشی است.برای یک چیز، می‌توانید انتظار داشته باشید که پنل‌های خورشیدی شما هم انرژی را به خانه شما برساند و هم باتری شما را در طول روز - در هوای آفتابی - شارژ کند و به این ترتیب منبع انرژی پشتیبان شما را به طور مداوم بازسازی کند.این نوعی انعطاف‌پذیری را اضافه می‌کند که ژنراتورهای سوخت فسیلی فاقد آن هستند، زیرا وقتی گاز یا پروپان آنها تمام شود، تا زمانی که نتوانید سوخت بیشتری دریافت کنید، بی‌فایده می‌شوند.و این ممکن است در شرایط اضطراری غیرممکن باشد.

نکته مهمتر اینکه، در طول یک قطع برق، میزان انرژی که صرفه جویی می کنید حداقل به اندازه مقدار انرژی که می توانید ذخیره کنید مهم است.برای اینکه باتری شما تا حد ممکن دوام بیاورد، باید مصرف خود را کاهش دهید.پس از زندگی در طوفان اندرو در میامی، در سال 1992، چالش‌های آن تجربه - بدون برق برای روزها، مواد غذایی فاسد - را به یک خط تحقیق تبدیل کردم.من از تمام نصاب ها و سازنده های باتری که در مورد آنها صحبت کردم سوال مشابهی پرسیدم: با فرض اینکه می خواهم یخچال را روشن نگه دارم (برای ایمنی مواد غذایی)، چند دستگاه را شارژ نگه دارم (برای ارتباط و اطلاعات)، و برخی از چراغ ها را روشن نگه دارم (برای ایمنی مواد غذایی). ایمنی در شب)، چه مدت می توانم انتظار داشته باشم که باتری بدون شارژ مجدد دوام بیاورد؟

کیوان واصفی، رئیس محصول، عملیات و ساخت درهدف صفراو و همسرش آزمایش‌های متعددی را روی باتری 3 کیلووات ساعتی خود انجام داده‌اند و معمولاً می‌توانند برای یک روز و نیم با "یخچال روشن، چندین بار شارژ تلفن، و اتاق خواب اصلی و حمام با نور" کار کنند.آنها همچنین آزمایش هایی را با پنل های خورشیدی خود که به باتری متصل شده اند انجام داده اند.حتی با در نظر گرفتن اینکه واصفی علاقه مند به فروش این فناوری است، می توانم بگویم که او یک مورد قانع کننده برای آن مطرح می کند: «ما سعی می کنیم وانمود کنیم که این پایان دنیاست و ببینیم چه اتفاقی می افتد، و می توانیم به طور موثر به یک نامحدود دست پیدا کنیم. او گفت که زمان اجرا در آن مدارهای محدود."باتری ها هر روز ساعت 6 بعد از ظهر به صد در صد برمی گردند و ما از این بابت احساس بسیار خوبی داریم."

Sven Amirian، معاون Invaleon، یک نصب کننده مستقر در ماساچوست، گفت: یک باتری 10 کیلووات ساعتی معمولاً می تواند یک یخچال، برخی چراغ ها و چندین شارژر دستگاه را برای دو تا سه روز کار کند.این بازه زمانی توسط آریک ساندرز، معاون ارشد شرکت باتری ساز الکتریک تکرار شد.

هنگامی که باتری را نصب می کنید، پیمانکار شما ممکن است از شما بخواهد که یک "زیر مجموعه اضطراری" محدود از مدارهای خانه خود را انتخاب کنید، که سپس آنها را از طریق یک پنل فرعی هدایت می کنند.در هنگام قطع، باتری فقط این مدارها را تغذیه می کند.(به عنوان مثال، پدر من یک ژنراتور پشتیبان پروپان در خانه خود در ویرجینیا دارد، و به یکی از سه واحد تهویه مطبوع، یخچال، پریزهای آشپزخانه، یک آبگرمکن درخواستی، و چند چراغ متصل است. خانه تلویزیون، لباس‌شویی، و سایر امکانات رفاهی ندارد تا زمانی که شبکه برق بازگردد. اما داشتن یک خانه نیمه خنک و نوشیدنی‌های سرد به معنای تفاوت بین راحتی و بدبختی در طول خاموشی‌های مکرر تابستان است.)

همچنین می‌توانید به‌صورت دستی قطع‌کننده‌های جداگانه را در پانل خود خاموش کنید تا باتری را فقط به آنهایی که شما حیاتی می‌دانید تغذیه کند محدود کنید.و همه باتری‌های ذخیره‌سازی خورشیدی با برنامه‌هایی ارائه می‌شوند که به شما نشان می‌دهند از کدام مدارها استفاده می‌کنید و به شما کمک می‌کنند مصرف برقی را که ممکن است نادیده گرفته‌اید پیدا کنید و حذف کنید.امیریان گفت: «در زمان واقعی، می‌توانید عادات خود را تغییر دهید و شاید یک روز بیشتر تمرین کنید.با این حال، توجه داشته باشید که نظرات مشتریان از برنامه‌ها همان نوع ترکیبی است که برای هر اپلیکیشن لوازم هوشمندی که آزمایش می‌کنیم پیدا می‌کنیم: برخی از مردم آن‌ها را دوست دارند، در حالی که برخی دیگر از عملکرد نامناسب و به‌روزرسانی‌های باگ ناامید هستند.

سرانجام، سازندگان باتری شروع به ارائه پنل های هوشمند کرده اند.از طریق این موارد می توانید از برنامه خود برای روشن و خاموش کردن مدارهای جداگانه از راه دور استفاده کنید و بنابراین مدارهای مورد استفاده در زمان های مختلف را سفارشی کنید (مثلاً چراغ ها و پریزهای اتاق خواب را در روز غیرفعال کنید و آنها را دوباره در شب روشن کنید).و نرم افزار باتری نیز اقداماتی را برای بهینه سازی مصرف برق شما انجام می دهد و مدارهایی را که نیازی ندارند را می بندد.اما امیریان هشدار داد که نصب پنل هوشمند ساده یا ارزان نیست.آموزش های زیادی برای مشتری وجود دارد که باید اتفاق بیفتد، مزایا و معایب، هزینه ها و مزایا، "من می خواهم بتوانم هر مداری را کنترل کنم" در مقابل "این کار برقی 10000 دلاری برای یک خاموشی دو روزه خواهد بود." ""

نکته پایانی این است که حتی با شارژ مجدد خورشیدی محدود، می‌توانید مدت زمانی را که می‌توانید برق را در خارج از شبکه نگه دارید افزایش دهید - اما فقط در صورتی که باتری کمتری مصرف کنید.این محاسبه توسط Jonnell Carol Minefee، یکی از بنیانگذاران Solar Tyme USA، یک نصب کننده خورشیدی مستقر در جورجیا که بر جوامع روستایی، اقلیت ها و فقیرانه تمرکز دارد، به خوبی توضیح داده شده است: "من درک می کنم که ما آمریکایی هستیم، ما هر چیزی را دوست داریم. اما ما باید بیاموزیم که گاهی اوقات چگونه بدون همه تجملات زندگی کنیم.»

چگونه پشتیبان گیری خورشیدی و باتری می تواند بیشترین تأثیر را داشته باشد

اگرچه ذخیره‌سازی باتری خورشیدی باعث می‌شود وسایل و دستگاه‌های مهم در حالت خاموشی کار کنند، تولیدکنندگان و برخی از نصاب‌هایی که با آنها صحبت کردم، همگی گفتند که این کار را یک عملکرد مفید اما ثانویه می‌دانند.در درجه اول، آنها چنین سیستم هایی را به عنوان راهی برای صاحبان خانه می بینند که قبض های آب و برق خود را با تمرین چیزی به نام "اوج اصلاح" محدود کنند.در زمان اوج تقاضا (اواخر بعدازظهر تا اوایل شب)، هنگامی که برخی از شرکت‌های برق نرخ خود را افزایش می‌دهند، صاحبان باتری به برق باتری می‌روند یا برق را دوباره به شبکه ارسال می‌کنند.این باعث می شود آنها تخفیف یا اعتباری از سوی شرکت محلی دریافت کنند.

اما استفاده مهم‌تر از باتری‌ها در افق است.شرکت های برق شروع به ارتقای زیرساخت شبکه خود کرده اند تا بتوانند از باتری های خصوصی به عنوان نیروگاه مجازی یا VPP استفاده کنند.(تعداد کمی در حال حاضر کار می کنند و انتظار می رود چنین سیستم هایی در دهه آینده گسترده شوند.) در حال حاضر، انرژی خورشیدی روی پشت بام آنقدر زیاد است و مزارع خورشیدی زیادی وجود دارد که در وسط روز به شبکه فشار وارد می کنند.تمام نیرویی که تولید می‌کنند باید به جایی برود، بنابراین به شبکه سرازیر می‌شود و شرکت‌های برق را مجبور می‌کند تا برخی از نیروگاه‌های بزرگ سوخت‌های فسیلی خود را خاموش کنند تا عرضه و تقاضای برق را متعادل نگه دارند.عالی به نظر می رسد - کاهش انتشار CO2 به نوعی هدف خورشیدی است، درست است؟اما این افزایش تقاضا در غروب آفتاب درست زمانی می رسد که پنل های خورشیدی تولید برق را متوقف می کنند.(چرخه روزانه مازاد تولید خورشیدی در ظهر و تقاضای اضافی عصر، چیزی را تولید می کند که به نام "منحنی اردکواژه‌ای که ممکن است در تحقیقات خود در مورد ذخیره‌سازی باتری با آن آشنا شوید.) برای پاسخگویی به افزایش تقاضا، شرکت‌های برق اغلب مجبور به راه‌اندازی «نیروگاه‌های اوج‌تر» می‌شوند که کارایی کمتری نسبت به نیروگاه‌های اصلی سوخت فسیلی دارند، اما سریع‌تر هستند. به سرعت برسینتیجه، در برخی از روزها، این است که انتشار گاز دی‌اکسید کربن شرکت‌ها در واقع بیش از چیزی است که در صورت عدم وجود پنل‌های خورشیدی وجود داشت.

نیروگاه های مجازی به حل این مشکل کمک خواهند کرد.انرژی خورشیدی اضافی، باتری های صاحب خانه ها را در طول روز شارژ می کند، و سپس به جای روشن کردن نیروگاه های پیکر، شرکت های برق در طول غروب از آن استفاده می کنند.(صاحبان باتری قراردادهای قانونی با شرکت‌های برق منعقد می‌کنند و به آنها حق انجام این کار را می‌دهند و احتمالاً بابت استفاده از باتری‌های خود هزینه دریافت می‌کنند.)

من حرف آخر را به بلیک ریچتا از Sonnen می‌دهم، زیرا هیچ راهی وجود ندارد که بتوانم بهتر بگویم VPP چه انقلابی را نشان می‌دهد:

"کنترل ازدحام باتری ها، برای پاسخگویی، دم و بازدم به اپراتور شبکه، ارائه تولیدی که جایگزین تولید کثیف یک نیروگاه اوج می شود، برای کارآمدتر کردن شبکه، رفع تراکم شبکه و ایجاد تعویق در هزینه ها از زیرساخت های شبکه، برای تثبیت شبکه و ارائه، به طور کامل با شما، راه حل بسیار ارزان تری برای شبکه در مورد پاسخ فرکانسی و تنظیم ولتاژ، به معنای واقعی کلمه برای تبدیل انرژی خورشیدی از مزاحمت به دارایی ای که ارزش افزوده دارد، ارائه می کند. برای تقویت آن، حتی برای اینکه بتوانید ازدحام از شبکه شارژ کنید، بنابراین اگر هزاران نیروگاه بادی در تگزاس وجود دارد که در ساعت 3 بامداد مقادیر عظیمی انرژی تولید می کند، 50000 باتری را شارژ کنید و آن را خیس کنید. بالا—این چیزی است که ما واقعاً برای آن هستیم.این استفاده از باتری است.»

این مقاله توسط هری سایرز ویرایش شده است.