更多嘉宾博客
本文由Will Gorman、Bentham Paulos和Galen Barbrose撰写。
伊恩的飓风灾难性的风洪水可能会给佛罗里达大部分地区带来长期停电。这场风暴是近年来一系列飓风和极端高温和寒冷事件中最新的一起，这些事件一次导致数百万美国人断电数天。
在许多容易发生灾害和停电的地区，人们开始问，投资屋顶太阳能和电池存储系统是否能在电网无法供电时保持照明和空调运行。
当电网故障时，大多数缺乏电池的太阳能系统也会关闭。但是有了电池，一个家庭就可以脱离电网。每天，太阳为房子供电，给电池充电，为整个晚上提供电力。
我们的团队加州大学伯克利分校实验室探索了家庭和商业建筑如何利用太阳能和电池度过三天或更长时间的长时间停电。
太阳能+储能能做多少?
对于一个新报告，我们模拟了美国每个县的一般停电情况，测试屋顶太阳能系统与10或30千瓦时电池相结合是否可以为关键负载供电，如制冷、照明、互联网服务和井泵;如果它可以更进一步，也可以为暖气和空调供电;或者它甚至可以为整个家庭供电。
从这个角度来看，市场上最受欢迎的电池是特斯拉Powerwall它的存储容量略高于13千瓦时。
总的来说，我们发现，即使是一个普通的太阳能加一块电池系统，也可以为家里的关键负荷一次供电几天，几乎在全国任何地方都可以。
但我们的地图显示为冷却和加热提供备份可能是一个挑战，但并非不可克服。美国东南部和太平洋西北部的家庭经常使用耗电的电阻加热器，在冬季停电时超过了太阳能和储能的能力。拥有高效热泵的家庭表现更好。在西南部，夏季空调负荷可能很重，因此在夏季停电时，很难通过太阳能和储存来满足所有的冷却需求。
更大的太阳能和电池系统可能会有所帮助，但在停电期间满足需求仍然取决于天气、家庭的能源效率和其他因素。例如，在停电期间，简单的恒温器调整可以减少加热和冷却需求，并允许太阳能储存在更长的时间内保持备用电源。
根据建筑类型的不同，商业建筑的供电能力差异很大。相对于建筑电力需求，学校和大型零售商店的屋顶有足够的太阳能空间，比医院等多层能源密集型建筑的表现要好得多。
太阳能如何应对过去的10次灾难
我们还研究了2017年至2020年的10次真实停电事件，包括飓风、野火和风暴，并模拟了停电期间和之后特定地点的建筑性能和真实天气模式。
我们发现，在其中7次停电中，大多数家庭都能够使用30千瓦时的太阳能来维持关键负荷以及加热和冷却，或者仅仅超过两个powerwall。
但停电前后的天气可能会产生很大影响，尤其是对飓风。后佛罗伦萨飓风2018年，北卡罗来纳州断电，多云的天空持续了三天，使太阳能电池板的输出变暗甚至停止。
飓风哈维另一方面，它在2017年8月猛烈袭击了德克萨斯州海岸，但随后在德克萨斯州其他地方造成了广泛的破坏。科珀斯克里斯蒂上空的天空放晴了，尽管电力恢复需要一周或更长时间。在这种情况下，太阳能和储能系统将是一个很大的帮助，一旦天空晴朗，它们几乎可以为一个典型的单户家庭提供所有的电力需求。
同样，我们发现太阳能在阴天较少的情况下也能发挥很好的作用，比如加州的野火预防关闭，或者爱荷华州2020年德雷科风暴之后。
家中的热源也是一个关键因素。在2020年俄克拉荷马州发生冰暴后的5到10天停电中，我们发现太阳能加上30千瓦时的电池可以为有天然气加热器或热泵的家庭提供几乎所有的关键电力和热量。但是使用电阻加热的家庭就不满足要求了。
在德克萨斯州，超过一半的家庭都是这样用电加热，主要是电阻加热器。能源之星认证的热泵——既提供加热又提供冷却——使用一半的电力每单位的热量输出作为电阻加热器，也更有效地冷却比一般的新空调。将旧的电阻加热器转换为新的热泵不仅可以节省资金，减少高峰需求，而且还可以增加停电期间的弹性。
备份的新形式
为家庭或建筑安装太阳能和储能系统以提供备用电力需要额外的工作，而且成本更高——一台Powerwall就能运行从12000美元到16500美元对于一个完整的系统安装，在激励和税收之前。这相当于一个相当大的太阳系。然而，越来越多的房主同时安装了这两种设备。
超过90%在法规变化后，2021年夏威夷的新太阳能装置都与电池配套使用。现在这些分布式发电厂帮助电网供电因为煤电厂都退役了。
加州超过150万屋顶太阳能系统。越来越多的客户正在为他们的系统改装电池，或增加新的太阳能加储能系统，部分原因是公用事业公司采取了“公共安全断电”措施，以降低在干燥、多风的日子里电线引发野火的风险。
新形式的备用电源正在出现，尤其是电动汽车。福特正与SunRun合作，将其新款F150 Lightning电动皮卡与太阳能和双向充电器结合起来使用卡车的电池给房子供电。这款卡车的标准版本配备了一块98千瓦时的电池，相当于7节以上的特斯拉Powerwall固定电池。
关键服务的关键电源
波多黎各的一个消防站让人们看到了太阳能和储能的作用。玛丽亚飓风过后断电数月2017年，岛上安装了4万多套太阳能系统，通常与电池存储配套。其中一个是Guánica镇的消防站，在之前的停电中，该消防站无法接到紧急呼叫。
2022年9月，当飓风菲奥娜的风和洪水再次导致波多黎各大部分地区断电时，消防站仍在运行。
“太阳系是漂亮的工作路易斯·赛斯中士在菲奥娜断电后的第二天告诉金丝雀媒体。“在飓风期间，我们并没有断电。”
这三位作者都隶属于劳伦斯伯克利国家实验室。Will Gorman是电力市场和政策的研究生研究员。Bentham Paulos是电力市场和政策小组的成员。Galen Barbose是一名研究科学家。这篇文章最初发表于谈话．
每周时事通讯
在您的收件箱中获得建筑科学和能源效率建议，以及特别优惠。
4评论
当锂电池被淹没在深水中，变干，然后尝试使用时，它们是如何保持的呢?他们会短路吗?它们有着火的可能吗?
锂与水分、水或蒸汽发生剧烈反应，产生热量、易燃易爆的氢气和有毒的氢氧化锂。
上述情况还没有在现实世界的应用中得到体现，因为电动汽车和家庭存储单元中的锂电池越来越多，会被水渗透，并随着时间的推移而腐烂。垃圾存储公司已经在处理院子里锂电池的自燃火灾，因为水落在电池上，电池就会爆炸并在院子里起火。就连垃圾车也发生了因丢弃锂电池而起火的事故。
2016年，加利福尼亚州圣卡洛斯的肖尔韦环境中心发生了一场毁灭性的火灾，造成了价值680万美元的损失。除了从大火中释放到空气中的有毒气体。起火原因是一块回收不当的锂离子电池。据估计，由于锂离子电池火灾，美国和加拿大已经遭受了超过12亿美元的损失。
电动汽车和锂电池各有优缺点。电动汽车和家用锂电池存储并不是100%万无一失的灵丹妙药。我不反对电动汽车/锂电池存储，但我是一个现实主义者，我不会忽视他们所面临的问题。开采锂以及处理锂电池对环境的影响是巨大的。文章提到了福特闪电电动汽车电池组，由2000磅的锂电池组成。
开采所有的锂对环境有什么影响?当电池组已经使用寿命并需要处理时，会有什么影响?有人知道回收这些电池组有多难吗?据估计，到2030年，至少有2619,000公吨锂离子电池需要回收。在未来的几年里，将会有数十亿美元的锂火灾和泄漏，这将对我们的空气和地下水位造成破坏。
电池系统被要求安装在洪水海拔以上，所以它们很可能不会在风暴事件中被淹没。
回收当然是一个问题，但我认为我们在未来会看到巨大的进步。奇怪的是，从来没有人关心“回收”用过的石油和天然气……
https://www.euronews.com/green/2022/02/01/south-america-s-lithium-fields-reveal-the-dark-side-of-our-electric-future
上面这篇环保文章很值得一读，它揭示了锂电池的优点和缺点。
“能源之星评级的热泵——既提供加热又提供冷却——每单位热量输出的用电量是电阻加热器的一半……”只有一半?
“当锂电池被浸泡在深水中，变干，然后尝试使用时，它们是如何坚持住的?”他们会短路吗?会不会有着火的可能?”由于大多数锂离子汽车电池都是水冷的，我不明白这个问题的原因。
登录或创建一个帐户发表评论。
报名 登录