Uragano Ian: quando la rete elettrica si interrompe, l'energia solare e le batterie potrebbero alimentare la tua casa?

I venti catastrofici e le inondazioni provocati dall'uragano Ian probabilmente causeranno interruzioni di corrente di lunga durata in gran parte della Florida. La tempesta è l’ultima di una serie di uragani ed eventi estremi di caldo e freddo che negli ultimi anni hanno lasciato senza elettricità milioni di americani per giorni interi.

In molte aree soggette a disastri e interruzioni, le persone stanno iniziando a chiedersi se investire in sistemi solari sul tetto e in sistemi di accumulo di batterie possa mantenere le luci accese e il condizionatore in funzione quando la rete elettrica non può farlo.

Quando la rete si interrompe, anche la maggior parte dei sistemi solari privi di batteria si spegneranno. Ma con le batterie, una casa può disconnettersi dalla rete. Ogni giorno, il sole alimenta la casa e carica le batterie, che forniscono energia durante la notte.

Il nostro team del Berkeley Lab ha esplorato cosa sarebbe necessario affinché le case e gli edifici commerciali potessero superare lunghe interruzioni di corrente, di tre giorni o più, con l’energia solare e le batterie.

Per un nuovo rapporto, abbiamo modellato un’interruzione di corrente generica per ogni contea degli Stati Uniti, testando se un sistema solare sul tetto combinato con una batteria da 10 o 30 kilowattora potesse alimentare carichi critici, come refrigerazione, illuminazione, servizio Internet e pozzo. pompe; se si potesse andare oltre e alimentare anche il riscaldamento e il condizionamento; o se potesse addirittura alimentare un'intera casa.

Per metterlo in prospettiva, la batteria più popolare sul mercato, la Tesla Powerwall, ha poco più di 13 kWh di accumulo.

In generale, abbiamo scoperto che anche un modesto sistema solare più una batteria può alimentare carichi critici in una casa per giorni interi, praticamente ovunque nel paese.

Ma le nostre mappe mostrano che fornire supporto per il raffreddamento e il riscaldamento può essere una sfida, anche se non insormontabile. Le case nel sud-est e nel nord-ovest del Pacifico spesso dispongono di riscaldatori a resistenza elettrica che consumano energia, superando la capacità dell’energia solare e di stoccaggio durante le interruzioni invernali. Le case con pompe di calore efficienti hanno ottenuto risultati migliori. Il carico estivo dell’aria condizionata può essere pesante nel sud-ovest, rendendo più difficile soddisfare tutte le esigenze di raffreddamento con l’energia solare e l’accumulo in un blackout estivo.

Sistemi solari e a batteria più grandi possono aiutare, ma soddisfare la domanda durante le interruzioni dipende ancora dal tempo, dall’efficienza energetica della casa e da altri fattori. Ad esempio, semplici regolazioni del termostato durante le interruzioni di corrente riducono le esigenze di riscaldamento e raffreddamento e consentono all’energia solare con accumulo di mantenere l’energia di riserva per periodi più lunghi.

La capacità di alimentare gli edifici commerciali varia ampiamente a seconda del tipo di edificio. Le scuole e i grandi magazzini, con spazio sul tetto sufficiente per l’energia solare rispetto alla domanda di energia dell’edificio, se la passano molto meglio degli edifici multipiano ad alta intensità energetica come gli ospedali.

Abbiamo inoltre esaminato 10 eventi di interruzione reali dal 2017 al 2020, tra cui uragani, incendi e tempeste, e abbiamo modellato le prestazioni degli edifici per luoghi specifici e modelli meteorologici reali durante e dopo le interruzioni.

Abbiamo scoperto che in sette interruzioni, la maggior parte delle case sarebbe stata in grado di mantenere i carichi critici più il riscaldamento e il raffreddamento utilizzando l’energia solare con 30 kWh di accumulo, o poco più di due Powerwall.

Ma le condizioni meteorologiche in prossimità dell’interruzione possono avere un grande impatto, soprattutto in caso di uragani. Dopo che l’uragano Florence ha interrotto la corrente elettrica nella Carolina del Nord nel 2018, i cieli nuvolosi sono rimasti per tre giorni, oscurando o addirittura interrompendo la produzione dei pannelli solari.

L’uragano Harvey, d’altro canto, ha colpito la costa del Texas nell’agosto 2017, per poi causare danni diffusi in altre parti del Texas. Il cielo sopra Corpus Christi si è schiarito anche se ci è voluta una settimana o più per ripristinare la corrente. L’energia solare e lo stoccaggio sarebbero stati di grande aiuto in quel caso, fornendo praticamente tutto il fabbisogno energetico di una tipica casa unifamiliare, una volta che il cielo si fosse schiarito.

Allo stesso modo, abbiamo scoperto che l’energia solare può funzionare bene in eventi meno nuvolosi, come le interruzioni per la prevenzione degli incendi in California, o dopo la tempesta di vento derecho del 2020 in Iowa.

Anche la fonte di calore in una casa è un fattore chiave. In un’interruzione di cinque-dieci giorni a seguito di una tempesta di ghiaccio in Oklahoma nel 2020, abbiamo scoperto che l’energia solare più una batteria da 30 kWh avrebbe potuto fornire quasi tutta l’energia e il calore critici necessari per le case con stufe a gas naturale o pompe di calore. Ma le case con riscaldamento a resistenza elettrica non sarebbero state all’altezza.