So wählen Sie ein Solarpanel- und Batterie-Backup-System aus

Wir haben dem Inflation Reduction Act Informationen zu erweiterten Steuerrückerstattungen für Solar- und Batterieinstallationen hinzugefügt.

Jeder sucht nach einer Möglichkeit, das Licht anzuhalten, wenn der Strom ausfällt. Da immer heftigeres Wetter das Stromnetz in manchen Regionen tagelang lahmlegt, scheinen traditionelle, auf fossilen Brennstoffen basierende Backup-Systeme – namentlich tragbare oder permanente Generatoren – immer unzuverlässiger zu sein. Aus diesem Grund entwickelt sich Solarenergie für Privathaushalte in Kombination mit Batteriespeicherung (einst eine esoterische Nischenbranche) schnell zu einer gängigen Wahl für die Katastrophenvorsorge, so mehr als ein Dutzend Installateure, Hersteller und Branchenexperten, die wir befragt haben.

Für Hausbesitzer versprechen Multi-Kilowatt-Batterien, die über Solarmodule auf dem Dach aufgeladen werden, Widerstandsfähigkeit im Falle einer Naturkatastrophe – eine zuverlässige, wiederaufladbare, sofortige Stromquelle, die wichtige Geräte und Geräte am Laufen hält, bis das Netz wieder online ist. Für Energieversorger versprechen solche Anlagen in naher Zukunft ein stabileres und kohlenstoffärmeres Stromnetz. So können Sie es für Ihr Zuhause einrichten. (Machen Sie sich einfach auf einen Aufkleber-Schock gefasst.)

Die Notstromversorgung bei einem Ausfall ist für jeden, der den grundlegenden Komfort und die Kommunikationsfähigkeiten aufrechterhalten möchte, von entscheidender Bedeutung. Skalieren Sie es auf ein größeres System, und Sie können über die Grundlagen hinausgehen und mehr Geräte und Werkzeuge für mehr Zeit sichern, bis der Netzstrom wiederhergestellt ist. Diese Lösungen sind zu individuell, als dass wir bestimmte Batterien empfehlen könnten, um Vorschläge zu machen, wie viele Kilowattstunden Speicher Sie benötigen, um Ihr Zuhause zu betreiben, wenn das Stromnetz ausfällt, oder um darzulegen, wie viel Solarproduktion Sie benötigen, um Ihre Batterie aufgeladen zu halten. Denken Sie auch daran, dass andere Variablen – einschließlich Ihres spezifischen Energiebedarfs, Ihres Budgets und Ihres Standorts (fast jeder Bundesstaat und jedes Versorgungsunternehmen hat seine eigenen Anreizprogramme, Rabatte und Steuergutschriften) – alle eine Rolle bei Ihren Kaufentscheidungen spielen. Das Bundesgesetz zur Inflationsreduzierung von 2022 enthält auch Anreize, die sich auf Ihre Entscheidung auswirken können, ein bestehendes Solarsystem mit Batterie-Backup auszustatten: Bis 2032 können Sie 30 % der Projektkosten als Steuergutschrift geltend machen, wenn Sie einen Antrag bei der US-Regierung stellen IRS.

Unser Ziel ist es, Ihnen dabei zu helfen, drei Dinge zu durchdenken: die Fragen, die Sie sich stellen müssen, was die Installation einer Solar-Notstrombatterie in Ihrem Zuhause angeht, die Fragen, die Sie potenziellen Installateuren stellen sollten, wenn Sie sich mit ihnen treffen, und die Frage, ob Ein Batteriespeicher ist in erster Linie eine Investition in die Ausfallsicherheit des eigenen Zuhauses oder in das zukünftige Netz insgesamt. „Das ist genau wie in den ersten anderthalb Stunden meiner Gespräche: Den Leuten zu sagen, worüber sie nachdenken müssen“, sagte Rebekah Carpenter, Gründerin von Fingerlakes Renewables Solar Energy im Norden des Bundesstaates New York.

Ich kann verstehen, warum. Ich musste stundenlang recherchieren, um alle Einzelheiten zu verstehen, mir Installationsbeispiele ansehen und in die Rolle eines potenziellen Käufers schlüpfen. Und ich habe Mitgefühl mit jeder Person, die diese Investition tätigt. Sie stehen vor einer Reihe wichtiger Entscheidungen – von der Wahl Ihres Auftragnehmers über das Design und die Hersteller Ihres Systems bis hin zur Finanzierung. Und das Ganze wird in Schichten von Fachjargon gehüllt. Blake Richetta, CEO des Batterieherstellers Sonnen, sagte, eine große Herausforderung für ihn bestehe einfach darin, diese Informationen für seine Kunden zu übersetzen oder, wie er es ausdrückte, „sie für normale Leute schmackhaft zu machen“. Es gibt wirklich keine einfache Möglichkeit, die Frage zu beantworten, ob, wie und warum Sie Solarbatteriespeicher einsetzen sollten.

Bevor ich mit diesem Leitfaden begann, war meine einzige Erfahrung mit Solarenergie, dass ich auf einer Ranch in der Hochwüste von sonnenbetriebenen Viehzäunen gejagt wurde. Um mir einen Crashkurs zum Thema Solarbatteriespeicherung zu geben, habe ich mit mehr als einem Dutzend Quellen gesprochen, darunter den Gründern oder Führungskräften von sechs Batterieherstellern; fünf äußerst erfahrene Installateure aus Massachusetts, New York, Georgia und Illinois; und der Gründer von EnergySage, einem angesehenen „unvoreingenommenen Solar-Partnervermittler“, der Hausbesitzern kostenlose und detaillierte Beratung zu allen Themen rund um Solarenergie bietet. (EnergySage prüft Installateure, die dann eine Gebühr zahlen können, um in die Liste der zugelassenen Auftragnehmer des Unternehmens aufgenommen zu werden.) Um ein breites Spektrum an Ansichten und fundiertes Wissen zu vermitteln, habe ich Installateure in Gebieten des Landes aufgesucht, in denen es nicht immer so ist als solarfreundlich gelten, sowie Menschen mit unterschiedlichem Hintergrund, darunter einer, der sich auf die Bereitstellung von Solarenergie für verarmte ländliche Gemeinden konzentriert. Am Ende des Prozesses beteiligte ich mich nur zum Spaß an einem Anruf zwischen einem Installateur und meinem Bruder und meiner Schwägerin (potenzielle Solar- und Batteriekäufer in Texas), um zu hören, welche Fragen ein Profi ihnen stellte (und umgekehrt). über die Planung einer Neuinstallation.

Solarmodule mit Backup-Batteriespeicher sind nichts Neues: Schon seit Jahrzehnten nutzen Menschen Blei-Säure-Batterien zur Speicherung von Solarstrom. Diese Systeme sind jedoch sperrig, erfordern regelmäßige Wartung, sind auf giftige und korrosive Materialien angewiesen und müssen häufig in einer separaten, wetterfesten Struktur untergebracht werden. Im Allgemeinen sind sie auf ländliche, netzunabhängige Anwendungen beschränkt. Dieser Leitfaden konzentriert sich auf sogenannte netzgebundene Solarsysteme, bei denen Solarmodule sowohl Sie selbst als auch das Netz mit Strom versorgen. Wir sprechen also von den modernen, kompakten Lithium-Ionen-Batterien mit hoher Kapazität, die erstmals in den 2010er Jahren auf den Markt kamen.

Für viele Menschen war das erste System dieser Art, von dem sie hörten, die 2015 angekündigte Powerwall von Tesla. Laut EnergySage-Gründer Vikram Aggarwal bieten im Jahr 2022 mindestens 26 Unternehmen in den USA Lithium-Ionen-Speichersysteme an, obwohl nur sieben Hersteller dies tun für fast alle Installationen. Vom höchsten zum niedrigsten Anteil sind dies die Hersteller Enphase, Tesla, LG, Panasonic, SunPower, NeoVolta und Generac. Wenn Sie mit Ihrer Recherche beginnen, werden Sie wahrscheinlich auf mehrere dieser Namen stoßen. Um jedoch sicherzustellen, dass Sie die größtmögliche Auswahl haben, ist es wichtig, mit mehreren Auftragnehmern zu sprechen, da die meisten von ihnen nur mit zwei oder drei Batterieherstellern zusammenarbeiten. (Die Unterschiede zwischen den Batterien beruhen größtenteils auf der Chemie, der Art der von ihnen aufgenommenen Eingangsleistung, ihrer Speicherkapazität und ihrer Ladekapazität, wie in den folgenden Abschnitten beschrieben.)

Grundsätzlich funktionieren jedoch alle Batterien auf die gleiche Weise: Sie speichern tagsüber den Strom von Solarmodulen auf dem Dach als chemische Energie und geben ihn dann bei Bedarf ab (am häufigsten nachts, wenn die Solarmodule nicht genutzt werden). B. bei Stromausfällen), um die Geräte und Anlagen Ihres Hauses am Laufen zu halten. Und alle Batterien werden nur mit Gleichstrom (Gleichstrom) aufgeladen, der gleichen Art, die auch Solarmodule erzeugen.

Aber darüber hinaus gibt es viele Unterschiede. „Batterien sind nicht gleich Batterien“, sagte Aggarwal. „Sie haben unterschiedliche chemische Zusammensetzungen. Sie haben unterschiedliche Wattzahlen. Sie haben unterschiedliche Amperestärken. Und wie viel Strom kann einer Batterie zu einem bestimmten Zeitpunkt entnommen werden, d. h. wie viele Geräte kann ich gleichzeitig betreiben? Es gibt keine Einheitslösung.“ alle."

Ein entscheidender Faktor für Ihre Berechnungen ist natürlich die Menge an Strom, die eine Batterie speichern kann, gemessen in Kilowattstunden. Wenn es in Ihrer Region selten zu längeren Stromausfällen kommt, könnte eine kleinere und kostengünstigere Batterie Ihren Anforderungen gerecht werden. Wenn die Stromausfälle in Ihrer Region längere Zeit andauern, ist möglicherweise eine größere Batterie erforderlich. Und wenn Sie zu Hause über kritische Geräte verfügen, die auf keinen Fall an Strom verlieren dürfen, ist Ihr Bedarf möglicherweise noch höher. Dies sind alles Dinge, über die Sie nachdenken sollten, bevor Sie potenzielle Installateure kontaktieren – und diese Fachleute sollten sich Ihre Bedürfnisse anhören und Fragen stellen, die Ihnen helfen, Ihre Überlegungen zu verfeinern.

Sie müssen auch ein paar andere Dinge berücksichtigen.

Die erste ist, ob Sie gleichzeitig mit der Installation des Batteriespeichers eine neue Solaranlage installieren oder ob Sie eine Batterie in ein bestehendes System nachrüsten.

Wenn alles neu ist, haben Sie die größte Auswahl sowohl bei der Wahl der Batterie als auch bei der Wahl der Solarmodule. Bei den meisten Neuinstallationen kommen gleichstromgekoppelte Batterien zum Einsatz. Das bedeutet, dass der von Ihren Modulen erzeugte Gleichstrom in Ihr Zuhause eingespeist wird und die Batterie direkt auflädt. Der Strom fließt dann durch ein Gerät namens Wechselrichter, das den Gleichstrom (Gleichstrom) in Wechselstrom (Wechselstrom) umwandelt – die Art von Strom, die Haushalte verbrauchen. Dieses System bietet die effizienteste Möglichkeit, die Batterien zu laden. Dabei geht es jedoch darum, Hochspannungs-Gleichstrom in Ihr Haus zu leiten, was spezielle Elektroarbeiten erfordert. Und mehrere der Personen, mit denen ich gesprochen habe, äußerten Vorbehalte hinsichtlich der Sicherheit von Hochspannungs-Gleichstrom.

Stattdessen können Sie sich für sogenannte AC-gekoppelte Batterien entscheiden und eine Solaranlage installieren, die Mikrowechselrichter hinter jedem Modul verwendet, um deren Leistung auf Ihrem Dach in Wechselstrom umzuwandeln (was bedeutet, dass kein Hochspannungsstrom in Ihr Haus gelangt). Um eine Batterie aufzuladen, wandeln integrierte Mikrowechselrichter in der Batterie selbst den Strom wieder in Gleichstrom um, der wieder in Wechselstrom umgewandelt wird, wenn die Batterie Strom zu Ihnen nach Hause sendet. Wechselstromgekoppelte Batterien sind weniger effizient als gleichstromgekoppelte Batterien, da bei jeder Umwandlung ein Teil der elektrischen Energie als Wärme verloren geht. Besprechen Sie mit Ihrem Installateur offen die Vor- und Nachteile sowie die relative Sicherheit der einzelnen Ansätze.

Wenn Sie bereits über eine Solaranlage verfügen und eine Batterie installieren möchten, ist die große Neuigkeit einfach, dass Sie dies jetzt tun können. „Ich mache das seit über 20 Jahren und die Möglichkeit, mir ein System anzusehen und es nachzurüsten, ist erstaunlich“, sagte Rebekah Carpenter von Fingerlakes Renewables. „Ich erinnere mich an die Zeit, als es absolut keine Möglichkeit gab, ein System nachzurüsten. Wenn das Netz ausfiel, konnte man die Solarenergie überhaupt nicht nutzen.“

Die Lösung liegt in Hybridwechselrichtern, die zwei Schlüsselfunktionen bieten. Zuerst nehmen sie den Eingang entweder als Wechsel- oder Gleichstrom an und verwenden dann Software, um herauszufinden, wo er benötigt wird, und nehmen die erforderlichen Konvertierungen vor. „Es ist ein Entweder-oder-und“, sagte Carpenter. „Man nutzt es zum Laden von Batterien [Gleichstrom], es nutzt es für das Haus oder das Stromnetz [Wechselstrom], oder wenn genügend Strom zur Verfügung steht, nutzt man es gleichzeitig für beides.“ Sie fügte hinzu, dass die von ihr als „agnostisch“ bezeichneten Hybrid-Wechselrichter für die Nachrüstung von Batteriesystemen von besonderem Wert seien, da sie mit Batterien verschiedener Marken arbeiten könnten; Einige Batteriehersteller beschränken ihre Hybridwechselrichter darauf, nur mit ihren eigenen Batterien zu arbeiten. Carpenter erwähnte Sunny Island als einen Hersteller agnostischer Wechselrichter. Sol-Ark ist ein weiteres Beispiel.

Wenn Sie bereits über eine Solaranlage verfügen und eine Batterie installieren möchten, ist die große Neuigkeit einfach, dass Sie dies jetzt tun können.

Zweitens können Hybridwechselrichter ein sogenanntes Netzsignal erzeugen. Damit Solaranlagen funktionieren, müssen sie erkennen, dass das Netz online ist. Wenn sie dieses Signal verlieren – was bedeutet, dass ein Netzausfall vorliegt –, stellen sie den Betrieb ein, bis der Strom wiederhergestellt ist. Das bedeutet, dass Sie bis zu diesem Zeitpunkt auch ohne Strom sind. (Es ist eine Frage der Sicherheit, erklärte Sven Amirian von Invaleon: „Der Energieversorger verlangt, dass man keine Energie zurückspeist, wenn [Menschen] an den Leitungen arbeiten.“) Durch die Erzeugung eines Netzsignals ermöglichen Hybrid-Wechselrichter Ihr bestehendes Solarsystem Laufen Sie auch bei einem Stromausfall weiter, versorgen Sie Ihr Zuhause mit Strom, laden Sie die Batterie tagsüber auf und nutzen Sie die Batterie, um Ihr Zuhause nachts mit Strom zu versorgen.

Zusätzlich zur Speicherkapazität, gemessen in Kilowattstunden, verfügen Batterien über Ladekapazitäten, gemessen in Kilowatt. Der Begriff „Dauerkapazität“ bezieht sich darauf, wie viel Strom die Batterie unter normalen Bedingungen abgeben kann, und gibt eine Grenze dafür an, wie viele Stromkreise Sie gleichzeitig betreiben können. Der Begriff „Spitzenkapazität“ bezieht sich darauf, wie viel Strom die Batterie für einige Sekunden abgeben kann, wenn ein großes Gerät, beispielsweise eine Klimaanlage, anspringt und plötzlich und kurzzeitig mehr Saft benötigt; Ein solches Ereignis erfordert eine robuste Spitzenkapazität. Wenden Sie sich an Ihren Vertragspartner, um eine Batterie zu finden, die Ihren Anforderungen entspricht.

Die Chemie von Lithium-Ionen-Batterien ist komplex, es gibt jedoch zwei Haupttypen, die für Solarbatterien verwendet werden. Die gebräuchlichsten sind NMC- oder Nickel-Magnesium-Kobalt-Batterien. Weniger verbreitet (und eine neuere Entwicklung) sind LFP- oder Lithium-Eisenphosphat-Batterien. (Der seltsame Initialismus kommt von einem alternativen Namen, Lithiumferrophosphat.) NMC-Batterien sind die beiden mit der höheren Leistungsdichte, da sie bei gegebener Speicherkapazität physikalisch kleiner sind. Sie reagieren jedoch empfindlicher auf die beim Laden und Entladen entstehende Wärme (sie haben einen niedrigeren Flammpunkt oder eine niedrigere Zündtemperatur und sind daher theoretisch anfälliger für die sogenannte thermische Ausbreitung von Bränden). Sie haben möglicherweise auch kürzere Lade-Entlade-Zyklen über die gesamte Lebensdauer. Und insbesondere die Verwendung von Kobalt gibt Anlass zur Sorge, da seine Produktion mit illegalen und ausbeuterischen Bergbaupraktiken verbunden ist. Da LFP-Batterien eine geringere Energiedichte haben, müssen sie für eine bestimmte Kapazität etwas größer sein, sie reagieren jedoch weniger empfindlich auf Wärmeentwicklung und können längere Lade-Entlade-Zyklen aufweisen. Letztendlich erhalten Sie den Batterietyp, der am besten zu dem mit Ihrem Auftragnehmer vereinbarten Design passt. Seien Sie jedoch wie immer proaktiv und stellen Sie Fragen.

Und das bringt uns zu einem letzten Punkt: Sprechen Sie mit mehreren Solarinstallateuren, bevor Sie sich für einen entscheiden. „Verbraucher sollten immer Vergleiche anstellen“, sagte Aggarwal von EnergySage. Die meisten Installateure arbeiten nur mit wenigen Batterie- und Panelherstellern zusammen, was bedeutet, dass Sie bei keinem von ihnen einen vollständigen Überblick über die Möglichkeiten erhalten. Keith Marett, Präsident für saubere Energiedienstleistungen bei Generac – einem Hersteller von Backup-Systemen für fossile Brennstoffe, der schnell auf erneuerbare Backup-Systeme expandiert – sagte, dass „das Wichtigste für Hausbesitzer wirklich darin besteht, herauszufinden, wie sie ihren Lebensstil während eines Ausfalls gestalten möchten.“ und ein System aufbauen, um dies zu unterstützen. Das Hinzufügen von Batteriespeichern ist eine große Investition und bindet Sie zu einem großen Teil an ein bestimmtes System, also überstürzen Sie Ihre Entscheidung nicht.

Ich lebe in New York City, wo die Speicherung von Solarbatterien in Innenräumen aufgrund der Brandschutzbestimmungen nicht erlaubt ist und die Speicherung von Batterien im Freien bedeutet, sich durch eine Kreml-Bürokratie zurechtzufinden (PDF). (Der Witz ist, dass hier von Anfang an fast niemand einen Platz im Freien hat.) Ich könnte auch keine Batterie einbauen, selbst wenn es erlaubt wäre – ich wohne in einer Genossenschaftswohnung, nicht in einem freistehenden Haus, also habe ich keine eigene Dach für die Sonnenkollektoren. Aber selbst wenn ich eine Batterie einbauen könnte, ließ mich die Recherche und das Schreiben dieses Leitfadens fragen, ob ich das tun würde. Es lohnt sich, sich einige grundlegende Fragen zu stellen, bevor Sie den Abzug betätigen.

Zunächst einmal ist die Installation eines Batteriespeichers grundsätzlich teuer. Die Daten von EnergySage zeigen, dass im letzten Quartal 2021 die durchschnittlichen Kosten pro Kilowattstunde Batteriespeicher fast 1.300 US-Dollar betrugen. Das bedeutet natürlich, dass die Hälfte der Batterien auf der Liste des Unternehmens weniger als diesen Preis pro Kilowattstunde kostet (und die andere Hälfte mehr). Aber selbst der kostengünstigste Batteriehersteller auf der EnergySage-Liste, HomeGrid, verlangt über 6.000 US-Dollar für ein 9,6-kWh-System. Batterien der „großen Sieben“ (das sind wiederum Enphase, Tesla, LG, Panasonic, SunPower, NeoVolta und Generac) kosten fast das Eineinhalbfache bis mehr als das Doppelte. „Derzeit ist es für die Wohlhabenden“, sagte Aggarwal von EnergySage mit einem Seufzer. Er fügte jedoch hinzu, dass sich die Kosten für Batteriespeicher seit langem im Abwärtstrend befänden und er erwarte, dass sich dieser Trend fortsetze.

Müssen Sie wirklich viel Geld ausgeben, um Ihren Bedarf bei einem Stromausfall zu decken? Es gibt kostengünstigere Optionen als Solarspeicher mit hoher Kilowattleistung, darunter tragbare Benzingeneratoren, tragbare Lithium-Ionen-Kraftwerke und kleine Solarbatterieladegeräte, die darauf abzielen, Geräte am Laufen zu halten.

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Diese tragbaren Methoden – selbst die wiederaufladbaren, die sicher in Innenräumen verwendet werden können – sind nicht so praktisch wie das Anschließen an eine Steckdose. Doch es gibt sogar Möglichkeiten, die Stromkreise im Haushalt bei einem Stromausfall ohne eine herkömmliche Solaranlage auf dem Dach wieder in Betrieb zu nehmen. Goal Zero, das erfolgreich Solargeneratoren an Camper und Wohnmobile verkauft, bietet auch ein Heimintegrationsset an, das diese Generatoren zur Stromversorgung von Häusern nutzt. Bei einem Stromausfall trennen Sie Ihr Zuhause manuell vom Stromnetz (ein physischer Umschalter ist im Installationsaufwand enthalten). Anschließend betreiben Sie die Stromkreise Ihres Hauses mit einer externen Goal Zero-Batterie und laden sie mit den tragbaren Solarmodulen von Goal Zero auf. In gewisser Weise teilt dieses Goal Zero-Kit den Unterschied zwischen dem vollständig installierten Solar-plus-Batterie-System und einem einfacheren Solar-Batterieladegerät auf. Die Verwendung eines manuellen Trennschalters stellt einen zusätzlichen Schritt im Vergleich zu den automatischen Umschaltern dar, die in netzgebundenen Solarsystemen verwendet werden. Der Preis? „Wir fangen bei etwa 4.000 US-Dollar an, wenn wir unsere 3-Kilowattstunden-Batterie bei Ihnen zu Hause installieren“, sagte Firmenchef Bill Harmon.

Alle diese Optionen haben ihre Nachteile und Einschränkungen. Mit einem Solarladegerät können Sie mit Ihren Lieben in Kontakt bleiben und im Notfall auf Nachrichtenmeldungen zugreifen, aber den Kühlschrank hält es nicht am Laufen. Fossile Brennstoffe können zur Neige gehen, sodass Sie auf der Strecke bleiben, und natürlich ist ein Generator mit fossilen Brennstoffen nicht umweltfreundlich. „Aber wenn Sie es nur zweimal im Jahr, an zwei oder drei Tagen im Jahr durchführen, können Sie vielleicht vorerst mit den Auswirkungen leben“, sagte Aggarwal. Mehrere Batteriehersteller haben die Möglichkeit eingebaut, Generatoren mit fossilen Brennstoffen zum Laden ihrer Batterien im Falle eines längeren Stromausfalls zu verwenden. Blake Richetta, Vorsitzender und CEO von Sonnen, sagte, wenn Ihr Ziel maximale Widerstandsfähigkeit nach einer Katastrophe ist: „Sie sollten wirklich einen Gasgenerator haben – ein Backup für das Backup.“

Kurz gesagt: Es lohnt sich, die zu erwartenden künftigen Härten im Notfall gegen die Kosten für den Aufbau von Resilienz abzuwägen. Ich habe mit Joe Lipari gesprochen, Vizepräsident für Projekte bei Brooklyn SolarWorks (das, wie der Name schon sagt, in New York City ansässig ist, wo Batterien noch keine Option sind), und er erwähnte den großen Stromausfall im Nordosten von 2003. Es dauerte ein paar unangenehme Tage, bis der Strom wieder da war. Aber ich lebe seit fast 20 Jahren hier und es ist das einzige Mal, dass ich jemals den Strom verloren habe. Rein aus der Perspektive der Notfallvorbereitung fragte ich Lipari, was ich aus dem Ausfall von 2003 mitnehmen sollte – das heißt, war es eine Krise, gegen die man sich wappnen musste, oder ein minimales Risiko, das man absorbieren musste? „Die Leute bringen uns das zur Sprache“, antwortete er. „20.000 US-Dollar extra zahlen, um ein Batteriespeichersystem zu bekommen? Wahrscheinlich nicht notwendig.“

Wir haben viele Experten gefragt, wie lange diese Systeme im Allgemeinen bei einem Ausfall durchhalten können. Die kurze und konservative Antwort: weniger als 24 Stunden mit einer einzigen Batterie. Die Behauptungen variieren jedoch so stark, dass die ausführliche Antwort auf diese Frage weniger schlüssig ist.

Im Jahr 2020 verbrauchte ein typisches US-Haus nach Angaben der US Energy Information Administration 29,3 Kilowattstunden pro Tag. Eine typische Solar-Backup-Batterie kann etwa 10 Kilowattstunden speichern. „Ich muss Ihnen nicht sagen, dass dies nicht Ihr ganzes Haus einen Tag lang versorgen kann“, sagte Aggarwal von EnergySage. Batterien sind im Allgemeinen stapelbar, was bedeutet, dass Sie mehrere Batterien aneinanderreihen können, um Ihren Speicherplatz zu vergrößern. Aber das ist natürlich nicht billig. Für viele Menschen ist das Stapeln nicht praktikabel – oder sogar finanziell nicht möglich.

Aber „Wie lange kann ich mein Haus betreiben?“ ist wirklich die falsche Art, über Solarspeicher im Zusammenhang mit einem Stromausfall nachzudenken. Zum einen können Sie davon ausgehen, dass Ihre Solarmodule tagsüber – bei sonnigem Wetter – sowohl Strom für Ihr Zuhause liefern als auch Ihre Batterie aufladen und so Ihre Notstromquelle kontinuierlich regenerieren. Das sorgt für eine Form der Widerstandsfähigkeit, die Generatoren mit fossilen Brennstoffen fehlt, denn sobald ihr Gas oder Propan aufgebraucht ist, sind sie nutzlos, bis man mehr Brennstoff bekommt. Und das kann im Notfall unmöglich sein.

Genauer gesagt ist es bei einem Ausfall mindestens genauso wichtig, wie viel Energie Sie sparen, wie wie viel Energie Sie speichern können. Damit Ihr Akku möglichst lange hält, müssen Sie den Verbrauch deutlich reduzieren. Nachdem ich 1992 den Hurrikan Andrew in Miami erlebt hatte, verwandelte ich die Herausforderungen dieser Erfahrung – tagelang kein Strom, verrottende Lebensmittel – in eine Fragestellung. Ich habe allen Installateuren und Batterieherstellern, mit denen ich gesprochen habe, dieselbe Frage gestellt: Angenommen, ich möchte den Kühlschrank am Laufen halten (aus Gründen der Lebensmittelsicherheit), ein paar Geräte aufgeladen halten (zur Kommunikation und Information) und einige Lichter anlassen (z (Nachtsicherheit): Wie lange kann ich damit rechnen, dass ein Akku ohne Aufladen hält?

Keyvan Vasefi, Leiter Produkt, Betrieb und Fertigung bei Goal Zero, sagte, er und seine Frau hätten ihre 3-kWh-Batterie mehrfach getestet und sie könnten normalerweise anderthalb Tage mit „laufendem Kühlschrank, mehreren Telefonaufladungen“ auskommen. und Hauptschlafzimmer und Badezimmer mit Beleuchtung. Sie haben auch Tests mit an die Batterie angeschlossenen Solarmodulen durchgeführt. Selbst wenn man bedenkt, dass Vasefi ein Interesse daran hat, diese Technologie zu verkaufen, kann ich sagen, dass er überzeugende Argumente dafür vorbringt: „Wir versuchen so zu tun, als wäre es das Ende der Welt und sehen, was passiert, und wir können effektiv eine unbestimmte Zeit bekommen.“ „Laufzeit“ auf diesen begrenzten Strecken, sagte er. „Jeden Tag um 18:00 Uhr sind die Batterien wieder auf hundert Prozent und wir haben ein wirklich gutes Gefühl dabei.“

Eine 10-kWh-Batterie kann normalerweise einen Kühlschrank, einige Lichter und mehrere Geräteladegeräte zwei bis drei Tage lang betreiben, sagte Sven Amirian, Vizepräsident von Invaleon, einem in Massachusetts ansässigen Installateur. Dieser Zeitrahmen wurde von Aric Saunders, Senior Vice President des Batterieherstellers Electriq, bestätigt.

Wenn Sie eine Batterie installieren lassen, kann es sein, dass Ihr Auftragnehmer Sie auffordert, eine begrenzte „Notfall-Untergruppe“ der Stromkreise Ihres Hauses auszuwählen, die er dann durch eine Unterschalttafel leitet. Bei einem Ausfall versorgt die Batterie nur diese Stromkreise. (Mein Vater hat beispielsweise in seinem Haus in Virginia einen Propan-Notstromgenerator, der an eine seiner drei Klimaanlagen, den Kühlschrank, die Küchensteckdosen, einen bedarfsgesteuerten Warmwasserbereiter und einige Lichter angeschlossen ist. Das Haus verfügt nicht über Fernseher, Wäscherei und andere Annehmlichkeiten, bis das Stromnetz wieder verfügbar ist. Aber ein teilweise gekühltes Zuhause und kalte Getränke haben während der häufigen Stromausfälle im Sommer den Unterschied zwischen Komfort und Elend ausgemacht.)

Sie können auch einzelne Leistungsschalter in Ihrem Schaltschrank manuell ausschalten, um die Batterie so zu begrenzen, dass sie nur diejenigen speist, die Sie als kritisch erachten. Und alle Solarspeicherbatterien werden mit Apps geliefert, die Ihnen zeigen, welche Stromkreise verwendet werden, und Ihnen dabei helfen, Stromverbraucher zu finden und zu beseitigen, die Sie möglicherweise übersehen haben. „In Echtzeit können Sie Ihre Gewohnheiten ändern und vielleicht einen zusätzlichen Tag verlängern“, sagte Amirian. Beachten Sie jedoch, dass die Kundenrezensionen zu den Apps genauso gemischt sind wie bei allen von uns getesteten Smart-Appliance-Apps: Manche Leute lieben sie, während andere von fehlerhafter Leistung und fehlerhaften Updates frustriert sind.

Schließlich beginnen Batteriehersteller, intelligente Panels anzubieten. Über diese können Sie mit Ihrer App einzelne Stromkreise aus der Ferne ein- und ausschalten und so anpassen, welche Stromkreise zu verschiedenen Zeiten verwendet werden (z. B. indem Sie tagsüber die Beleuchtung und Steckdosen im Schlafzimmer ausschalten und nachts wieder einschalten). Und die Software der Batterie ergreift auch Schritte, um Ihren Stromverbrauch zu optimieren und nicht benötigte Stromkreise zu schließen. Amirian warnte jedoch davor, dass die Installation eines Smart Panels weder einfach noch billig sei. „Es muss eine Menge Kundenaufklärung stattfinden, die Vor- und Nachteile, Kosten und Vorteile, von ‚Ich möchte in der Lage sein, jeden Stromkreis zu kontrollieren‘ im Vergleich zu ‚Das wären 10.000 US-Dollar an Elektroarbeiten für einen zweitägigen Stromausfall.“ '"

Das Fazit ist, dass Sie selbst bei begrenzter solarer Aufladung die Zeit verlängern können, in der Sie den Strom netzunabhängig aufrechterhalten können – allerdings nur, wenn Sie weniger von Ihrer Batterie beanspruchen. Diese Berechnung wurde von Jonnell Carol Minefee, Mitbegründer von Solar Tyme USA, einem in Georgia ansässigen Solarinstallateur, der sich auf ländliche, Minderheiten- und verarmte Gemeinden konzentriert, treffend beschrieben: „Ich verstehe, dass wir Amerikaner sind, wir lieben unser Was auch immer, was auch immer.“ Aber wir müssen lernen, manchmal auch ohne all unseren Luxus auszukommen.“

Obwohl die Solarbatteriespeicherung wichtige Geräte und Vorrichtungen bei einem Ausfall am Laufen hält, sagten die Hersteller und einige Installateure, mit denen ich gesprochen habe, dass sie dies für eine nützliche, aber zweitrangige Funktion halten. In erster Linie betrachten sie solche Systeme als eine Möglichkeit für Hausbesitzer, ihre Stromrechnungen durch das sogenannte „Peak Shaving“ zu begrenzen. Zu Zeiten der Spitzennachfrage (später Nachmittag bis früher Abend), wenn einige Energieversorger ihre Tarife erhöhen, schalten Batteriebesitzer auf Batteriestrom um oder speisen Strom zurück ins Netz; Dadurch erhalten sie Rabatte oder Gutschriften vom örtlichen Energieversorger.

Aber eine noch wichtigere Verwendung von Batterien zeichnet sich ab. Energieversorger beginnen mit der Modernisierung ihrer Netzinfrastruktur, um private Batterien als virtuelle Kraftwerke oder VPPs nutzen zu können. (Einige sind bereits in Betrieb, und es wird erwartet, dass solche Systeme im Laufe des nächsten Jahrzehnts weit verbreitet werden.) Derzeit gibt es so viele Solaranlagen auf Dächern und so viele Solarparks, dass sie das Stromnetz mitten am Tag belasten. Der gesamte Strom, den sie produzieren, muss irgendwohin, also fließt er ins Netz, was die Energieversorger dazu zwingt, einige ihrer großen Kraftwerke für fossile Brennstoffe abzuschalten, um Stromangebot und -nachfrage im Gleichgewicht zu halten. Das hört sich großartig an – die Reduzierung der CO2-Emissionen ist doch irgendwie der Sinn der Solarenergie, oder? Doch dieser Nachfrageanstieg bei Sonnenuntergang kommt genau dann, wenn die Solarpaneele aufhören, Strom zu produzieren. (Der tägliche Zyklus aus überschüssiger Solarproduktion am Mittag und überschüssiger Nachfrage am Abend erzeugt die sogenannte „Entenkurve“, ein Begriff, auf den Sie möglicherweise bei Ihrer eigenen Forschung zum Thema Batteriespeicher stoßen.) Um den Nachfrageschub zu decken, sind Energieversorger oft gezwungen, dies zu tun „Spitzenkraftwerke“ in Betrieb nehmen, die weniger effizient sind als die wichtigsten Kraftwerke für fossile Brennstoffe, sich aber schneller in Betrieb nehmen lassen. Das Ergebnis ist, dass die CO2-Emissionen der Energieversorger an manchen Tagen sogar über dem liegen, was ohne Solarpaneele der Fall gewesen wäre.

Virtuelle Kraftwerke werden zur Lösung dieses Problems beitragen. Überschüssiger Solarstrom lädt die Batterien der Hausbesitzer tagsüber auf, und die Energieversorger greifen dann während der Spitzenlast am Abend darauf zurück, anstatt die Spitzenkraftwerke anzuheizen. (Batterieeigentümer werden mit den Energieversorgern rechtliche Vereinbarungen treffen, die ihnen das Recht dazu einräumen und wahrscheinlich eine Gebühr für die Nutzung ihrer Batterien erhalten.)

Das letzte Wort überlasse ich Blake Richetta von Sonnen, denn es gibt keine Möglichkeit, besser zu vermitteln, was für eine Revolution VPPs darstellen:

„Die Schwarmsteuerung von Batterien, um auf die Vorgaben eines Netzbetreibers zu reagieren, ein- und auszuatmen, um eine Erzeugung bereitzustellen, die die schmutzige Erzeugung eines Spitzenkraftwerks ersetzt, um das Netz effizienter zu machen, um das Netz zu entlasten und um Kostenaufschübe zu schaffen.“ der Netzinfrastruktur, um das Netz zu stabilisieren und, um ganz ehrlich zu sein, eine viel günstigere Lösung für das Netz in Bezug auf Frequenzgang und Spannungsregelung bereitzustellen, um Solarenergie im wahrsten Sinne des Wortes von einem Ärgernis zu einem Vermögenswert zu machen, der einen Mehrwert schafft, und , um es zu beenden, sogar um in der Lage zu sein, eine Schwarmladung aus dem Netz durchzuführen. Wenn es also in Texas tonnenweise Windparks gibt, die um 3 Uhr morgens gigantische Mengen an Strom produzieren, müssen 50.000 Batterien mit einer Schwarmladung aufgeladen und damit aufgeladen werden up – das ist es, wofür wir wirklich sind. Das ist die Nutzung der Batterie.“

Dieser Artikel wurde von Harry Sawyers bearbeitet.

Sven Amirian, Vizepräsident, Installateur mit Sitz in Invaleon, Massachusetts, Telefoninterview, 3. Februar 2022

John Caravette, Vizepräsident von Earth, Wind, and Solar, Installateur mit Sitz in Illinois, Telefoninterview, 10. Februar 2022

Aric Saunders, Executive Vice President, Vertrieb und Marketing, Electriq, Batteriehersteller, Telefoninterview, 7. Februar 2022

Vikram Aggarwal, Gründer und CEO, und Nick Liberati, Kommunikationsmanager, EnergySage, Videointerview, 7. Februar 2022

Jonnell Carol Minefee, Mitbegründerin und geschäftsführende Gesellschafterin, Solar Tyme USA, Installateur mit Sitz in Georgia, Telefoninterview, 15. Februar 2022

Rebekah Carpenter, Gründerin und Inhaberin, Fingerlakes Renewables Solar Energy, Installateur mit Sitz im Bundesstaat New York, Telefoninterview, 23. Februar 2022

Bill Harmon, General Manager/CEO, und Keyvan Vasefi, Leiter Produkt, Betrieb und Fertigung, Goal Zero, Hersteller von Solargeneratoren mit Sitz in Utah, Telefoninterview, 11. Februar 2022

Raghu Belur, Gründer und CEO, Andy Newbold, Senior Director of Corporate Communications, und Bobby Pierce Sr., Director of Brand and Content, Enphase, Batteriehersteller, Telefoninterviews, 4. Februar 2022, 10. Februar 2022

Keith Marett, Präsident von Clean Energy Services, und Don Klein, Manager für Öffentlichkeitsarbeit, Generac, Batteriehersteller, Telefoninterview, 10. Februar 2022

Mukesh Sethi, Direktor, Solar- und Energiespeicher, Panasonic, Batteriehersteller, Telefoninterview, 10. Februar 2022

Joe Lipari, Vizepräsident für Projekte, und Steve Nelson, Vizepräsident für Vertrieb und Marketing, Brooklyn SolarWorks, Solarinstallateur mit Sitz in New York City, Telefoninterview, 4. Februar 2022

Blake Richetta, Vorsitzender und CEO, Sonnen, Batteriehersteller, Videointerview, 11. Februar 2022

Tim Heffernan

Tim Heffernan ist leitender Autor bei Wirecutter und ehemaliger Autor und Redakteur für The Atlantic, Esquire und andere. Seit 2015 verankert er unsere beispiellose Berichterstattung über Luftreiniger und Wasserfilter. Im Jahr 2018 begründete er die fortlaufende Zusammenarbeit von Wirecutter mit Smarter Living der New York Times. Wenn er nicht da ist, sitzt er auf dem Fahrrad.

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