Οικιακές μπαταρίες και φωτοβολταϊκά στέγης

Οικιακές μπαταρίες και φωτοβολταϊκά στέγης

Ένας αυξανόμενος αριθμός έργων οικιακής χρήσης περιλαμβάνουν την επιλογή μπαταριών αποθήκευσης ενέργειας.

Η προσάρτηση ενός ηλιακού Φ/Β σε ένα σπίτι είναι μια μακροπρόθεσμη δέσμευση, με πολλές σκέψεις, και μια δέσμευση που προσφέρει μεγάλες δυνατότητες για μείωση λογαριασμού. Μια πρόσφατη προσθήκη στη λίστα επιλογών είναι εάν θα προσαρτηθεί ή όχι ένα σύστημα αποθήκευσης ενέργειας με οικιακές μπαταρίες.

Μια μπαταρία μπορεί συχνά να προσθέσει $10.000 ή περισσότερα στο συνολικό κόστος ενός οικιακού ηλιακού συστήματος, σύμφωνα με το EnergySage. Έρχεται όμως με μια σειρά πλεονεκτημάτων που ποικίλλουν ανάλογα με τις ανάγκες του σπιτιού σε ηλεκτρική ενέργεια και την με την εταιρεία παροχής. Λοιπόν, ποια είναι τα οφέλη;

Εφεδρική ισχύς

Οι διακοπές ρεύματος συμβαίνουν με ποικίλη συχνότητα και για διαφορετικούς λόγους, ανάλογα με την τοποθεσία. Ορισμένες περιοχές αντιμετωπίζουν προβλήματα μετάδοσης στο δίκτυο, τα καιρικά φαινόμενα μπορεί να διακόψουν την ηλεκτροδότηση και ορισμένες περιοχές όπως η νότια Καλιφόρνια έχουν προγραμματίσει συνεχόμενες διακοπές ρεύματος κατά τη διάρκεια περιόδων υψηλής ζήτησης ενέργειας.

Μια έρευνα που υποστήριξε η SunPower σε 1.500 ιδιοκτήτες κατοικιών διαπίστωσε ότι το 40% των ερωτηθέντων ανησυχούσε για διακοπές ρεύματος σε μηνιαία βάση. Και το ένα τρίτο των ερωτηθέντων είπε ότι οι διακοπές υψηλού προφίλ, όπως αυτές που προκλήθηκαν από τις χειμερινές καταιγίδες στο Τέξας τον περασμένο Φεβρουάριο, είναι ο κύριος λόγος για να σκεφτούμε την αποθήκευση ενέργειας.

Το επόμενο λογικό ερώτημα μπορεί να είναι: πόση μπαταρία να εγκαταστήσετε και για πόσο χρονικό διάστημα θα πρέπει να παρέχει εφεδρικότητα;

Οι εγκαταστάτες δίνουν συνήθως την επιλογή μεταξύ δημιουργίας αντιγράφων ασφαλείας ολόκληρου του σπιτιού, που συχνά απαιτούν την εγκατάσταση πολλαπλών μπαταριών, ή μερικού εφεδρικού, που επιτρέπει στον ιδιοκτήτη του σπιτιού να επιλέξει συγκεκριμένα κυκλώματα που συνδέονται με τις επιθυμητές συσκευές ή πρίζες. Όταν επιλέγουν συγκεκριμένους διακόπτες, οι ιδιοκτήτες σπιτιού συχνά επιλέγουν το ψυγείο, το γκαράζ, το γραφείο στο σπίτι ή άλλες συσκευές κουζίνας.

Για να κατανοήσουν τις ανάγκες ενός σπιτιού σε ενέργεια και να αξιολογήσουν τι είναι πιο σημαντικό για τη δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας, οι ιδιοκτήτες σπιτιού μπορούν να χρησιμοποιήσουν υπολογιστή ενέργειας.

Μία από τις πιο κοινές οικιακές μπαταρίες είναι η Tesla Powerwall, η οποία έχει χρησιμοποιήσιμη χωρητικότητα αποθήκευσης 13,5 kWh. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να παρέχει 13,5 kW για μία ώρα ή 1 kW για 13,5 ώρες, δήλωσε η EnergySage. Μια δεύτερη μεγάλη μάρκα αποθήκευσης ενέργειας είναι από την LG Chem, η οποία διαθέτει μοντέλα 9,6 kWh και 16 kWh.

Μεταφρασμένο σε συσκευές, η EnergySage είπε ότι οι 13,5 kWh ισοδυναμούν με τη λειτουργία μιας αντλίας θερμότητας με πηγή αέρα 3.500 W για λίγο λιγότερο από τέσσερις ώρες, ενός ψυγείου 200 W για 67,5 ώρες ή πέντε λαμπτήρων 20 W για 135 ώρες.

Η EnergySage είπε ότι ένα PowerWall μπορεί συνήθως να δημιουργήσει αντίγραφα ασφαλείας για βασικά στοιχεία όπως WiFi, τηλέφωνο, ψυγείο και μερικά φώτα για περίπου 24 ώρες.

Οι προσομοιώσεις από το εργαστήριο Lawrence Berkeley του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ για οικιακά ηλιακά συστήματα και συστήματα αποθήκευσης που λειτουργούν για εφεδρική ισχύ υποδηλώνουν ότι ένα σύστημα ηλιακό Φ/Β pv 7 kW και αποθήκευση 10 kWh θα μπορούσε να υποστηρίξει το 60% έως 80% του μέσου ημερήσιου φορτίου ενός πελάτη. Διάρκεια ενός έτους, ανάλογα με την περιοχή.

Επιπλέον, εάν ο ήλιος εξακολουθεί να λάμπει, ένα ηλιακού Φ/Β συνδεδεμένο με μπαταρία θα συνεχίσει να παράγει και να αποθηκεύει ηλεκτρική ενέργεια. Τα ηλιακά Φ/Β χωρίς μπαταρία πρέπει να απενεργοποιούνται κατά τη διάρκεια μιας διακοπής λειτουργίας, για λόγους ασφαλείας. Χωρίς μπαταρία για την αποθήκευση του ρεύματος, δεν υπάρχει ασφαλές μέρος για να φύγει η τροφοδοσία, επομένως το σύστημα πρέπει να χρησιμοποιεί μια συσκευή ταχείας απενεργοποίησης (το δίκτυο δεν είναι προσβάσιμο καθώς επισκευάζεται).

Οι εγκαταστάτες ηλιακής ενέργειας συνήθως συνεργάζονται με έναν ιδιοκτήτη σπιτιού για να καθορίσουν τις ανάγκες δημιουργίας αντιγράφων ασφαλείας και θα αξιολογήσουν την ετοιμότητα του κύριου ηλεκτρικού πίνακα του σπιτιού να ενσωματωθεί για δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας. Σε ορισμένες περιπτώσεις, ο εγκαταστάτης θα ζητήσει αναβάθμιση του κύριου πίνακα για να χωρέσει την μπαταρία. Αυτό μπορεί να έχει επιπλέον κόστος.

Πιο έξυπνο, πιο πολύτιμο

Χωρίς μπαταρία, μια οικιακό ηλιακό Φ/Β συνδεδεμένο στο δίκτυο θα εξάγει οποιαδήποτε αχρησιμοποίητη ισχύ απευθείας στο δίκτυο σε πραγματικό χρόνο. Με μια μπαταρία, η ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να φορτιστεί και να αποφορτιστεί με τρόπους που βελτιστοποιούν την εξοικονόμηση του λογαριασμού.

Πάρτε για παράδειγμα τις χρεώσεις ζήτησης. Ορισμένες επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας, συμπεριλαμβανομένων των παρόχων στη Μασαχουσέτη, την Αριζόνα και το Ιλινόις, χρεώνουν μια πρόσθετη χρέωση με βάση τη μέγιστη ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για μία ώρα ή περίοδο 15 λεπτών, σε έναν δεδομένο μήνα. Μια μπαταρία μπορεί να προγραμματιστεί να αποφορτίζει την ισχύ κατά τη διάρκεια των χρόνων αιχμής χρήσης, έτσι ώστε η ζήτηση αιχμής να εξομαλύνεται και οι χρεώσεις ζήτησης να είναι χαμηλότερες.

Οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας χρησιμοποιούν επίσης ένα σχέδιο τιμολόγησης που ονομάζεται time-of-use, το οποίο, παρόμοια με τις χρεώσεις ζήτησης, έχει σκοπό να αποθαρρύνει τη χρήση ενέργειας κατά τις περιόδους αιχμής ζήτησης. Για παράδειγμα, ένα βοηθητικό πρόγραμμα μπορεί να χρεώσει χαμηλότερη τιμή 0,15 $/kWh σε ώρες εκτός αιχμής και στη συνέχεια να αυξήσει την τιμή σε 0,32 $/kWh.

Με μια μπαταρία, το σπίτι είναι σε θέση να αποθηκεύει ενέργεια σε ώρες εκτός αιχμής, οι οποίες συνήθως συμβαίνουν κατά τη διάρκεια της ημέρας όταν το ηλιακό Φ/Β παράγει περισσότερο. Στη συνέχεια, η μπαταρία μπορεί να εξάγει ρεύμα στο σπίτι κατά τις ώρες αιχμής, που είναι συχνά το βράδυ καθώς οι άνθρωποι επιστρέφουν από την εργασία και λειτουργούν τις συσκευές και το Φ/Β παράγει λιγότερη ενέργεια. Χωρίς μπαταρία, οι ιδιοκτήτες σπιτιού υπόκεινται σε οποιαδήποτε χρέωση χρεώνεται εάν το Φ/Β δεν παράγει ενεργά.

Ένα τρίτο πλεονέκτημα είναι η ικανότητα της μπαταρίας να παρέχει αξία στις επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας χωρίς net metering. Το Net metering είναι η διαδικασία εξαγωγής ενέργειας στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας με αντάλλαγμα πιστώσεις που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αντιστάθμιση του κόστους των λογαριασμών.

Ορισμένοι πάροχοι προσφέρουν μια τιμή ένα προς ένα, που σημαίνει ότι κάθε kWh ρεύματος που αποστέλλεται θα καλύπτει μία kWh κόστους λογαριασμού κοινής ωφέλειας. Άλλοι έχουν μειωμένη αξία για την καθαρή μέτρηση.

Για παράδειγμα, η ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να τιμολογείται από το δίκτυο 0,16 $/kWh, αλλά η αξία της εξαγόμενης ενέργειας προσφέρει μόνο πιστωτική αξία 0,08 $/kWh. Άλλες επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας δεν προσφέρουν καμία πίστωση καθαρής μέτρησης, όπως στη Χαβάη , όπου τα ποσοστά σύνδεσης μπαταρίας είναι πολύ υψηλότερα από τις υπόλοιπες Ηνωμένες Πολιτείες στο 80%. Και πάλι, στο σενάριο της καθαρής μέτρησης, οι οικιακές μπαταρίες είναι σε θέση να αποθηκεύουν και να παρέχουν ενέργεια, περιορίζοντας την έκθεση στην απώλεια αξίας σε κακά κλίματα καθαρής μέτρησης.

Παράγοντες κόστους

Μια οικιακή μπαταρία ιόντων λιθίου έρχεται με μια σημαντική τιμή, συνήθως περίπου 10.000 €.

Ορισμένες πολιτείες και πάροχοι προσφέρουν πρόσθετα κίνητρα για τη συμπερίληψη μπαταριών, και σε ορισμένες περιπτώσεις η προστιθέμενη αξία μπορεί να κάνει δραματική διαφορά. Το πρόγραμμα SMART στη Μασαχουσέτη, το Self-Generation Incentive Program (SGIP) της Καλιφόρνια και τα προγράμματα κινήτρων στο Maryland και το Long Island παρέχουν εκ των προτέρων ελάφρυνση του κόστους για τις οικιακές μπαταρίες.

Προγράμματα όπως το ConnectedSolutions of New England προσφέρουν περαιτέρω εξοικονόμηση πόρων σε ιδιοκτήτες σπιτιού που συμμετέχουν σε ένα πρόγραμμα “φέρτε τη δική σας μπαταρία”, όπου παρέχεται κίνητρο στον ιδιοκτήτη σπιτιού που συμφωνεί να επιτρέψει στις οικιακές μπαταρίες του να εξάγουν ρεύμα στο δίκτυο κατά τη διάρκεια ακραία ζήτηση αιχμής.

Εκτός από την τιμή του εισιτηρίου της μπαταρίας, ενδέχεται να σχετίζονται και έξοδα υλικού. Η Tesla εκτιμά ότι η υποστήριξη υλικού για την μπαταρία κοστίζει 1.100 δολάρια και η εγκατάσταση θα κυμαίνεται από 800 έως 2.000 δολάρια. Οι ηλεκτρικές εργασίες όπως η αναβάθμιση του κύριου πίνακα ενδέχεται να αυξήσουν το κόστος και ορισμένοι εγκαταστάτες θα απαιτήσουν από τον πελάτη να καλύψει κόστη όπως τέλη άδειας ή χρεώσεις λιανικής/σύνδεσης, δήλωσε η EnergySage.

Εγκατάσταση αργότερα;

Η New Energy Finance του Bloomberg αναφέρει ότι οι τιμές των συσκευασιών μπαταριών ιόντων λιθίου μειώθηκαν κατά 87% από το 2010 έως το 2019. Με τις παγκόσμιες αλυσίδες εφοδιασμού να αυξάνουν την παραγωγή λιθίου λόγω της αυξημένης ζήτησης (καθοδηγούμενη επίσης από την υιοθέτηση ηλεκτρικών οχημάτων) είναι πιθανό να υπάρξουν περαιτέρω μειώσεις τιμών. Αξίζει όμως να περιμένεις για μια φθηνότερη μπαταρία;

Η απάντηση εξαρτάται, αλλά στο παρελθόν, το κόστος εγκατάστασης μιας μπαταρίας εκ των υστέρων, εξαρτάται από τους μετατροπείς στο Φ/Β, είπε η EnergySage. Τα περισσότερα οικιακά ηλιακά Φ/Β εγκαθίστανται με μετατροπείς συζευγμένους με εναλλασσόμενο ρεύμα, οι οποίοι στη συνέχεια θα πρέπει να μετατραπούν εκ νέου από έναν πρόσθετο μετατροπέα πίσω σε συνεχές ρεύμα για χρήση από την μπαταρία. Αυτό σημαίνει ότι μια εκ των υστέρων τοποθετημένη μπαταρία θα συνοδεύεται από ένα επιπλέον κόστος ενός άλλου μετατροπέα, συν το κόστος εγκατάστασης.

Ένα ηλιακό σύστημα με μπαταρία που περιλαμβάνεται στην αρχική εγκατάσταση μπορεί να περιλαμβάνει μόνο έναν μετατροπέα συνδεδεμένο με DC, ο οποίος μειώνει το κόστος και μετατρέπει και αποθηκεύει ενέργεια πιο αποτελεσματικά από τις λύσεις με σύζευξη AC.