Миф о целом

Системы резервного питания в сочетании с солнечными батареями считаются лучшим решением проблемы отключения электроэнергии в целях общественной безопасности в Калифорнии, не говоря уже о нашей архаичной электросети.

Эти системы не только идеально подходят для электроснабжения дома в случае отключения электроэнергии, но также помогают снизить затраты на электроэнергию и предоставить услуги по поддержке сети, когда это необходимо местной коммунальной компании. По соображениям выбросов и стоимости традиционные газовые или дизельные генераторы не подходят.

Поэтому неудивительно, что спрос на эти системы превышает предложение оборудования, а также наличие квалифицированной монтажной рабочей силы.

Но здесь есть одна загвоздка. Нам нравится верить в миф о резервном копировании всего дома или в представление о том, что наш образ жизни в 21 веке будет продолжаться в прежнем режиме, несмотря на адский огонь или паводок. Реальность иная: типичные системы резервного питания от аккумуляторов работают лучше всего, когда они спроектированы таким образом, чтобы нормировать емкость аккумуляторов и свести к минимуму использование крупных бытовых приборов.

Мифы часто имеют свое происхождение: аккумуляторные системы для всего дома действительно работают автономно. По оценкам, в США насчитывается около 180 000 таких домов.

Но эти дома были спроектированы для жизни вне сети: они, как правило, меньше по размеру и хорошо изолированы; используйте отопление горением с резервным пропаном; включать активные и пассивные солнечные тепловые системы; и не имеют энергоемких систем кондиционирования воздуха, зарядных устройств для электромобилей уровня 2 или бассейнов.

Есть два фундаментальных инженерных ограничения, которые делают непрактичным использование всего дома только от аккумулятора. Во-первых, энергоемкость типичных систем литий-ионных аккумуляторов недостаточна для обеспечения электроснабжения всего дома в случае отключения электроэнергии в ночное время. Во-вторых, резервные аккумуляторные инверторы недостаточно мощны для запуска и работы многих крупных приборов.

Конечно, несколько батарей и инверторов могут решить эти ограничения по энергии и мощности. Но стоимость инверторов мощностью 20+ киловатт и аккумуляторов емкостью 40+ киловатт-часов непомерно высока для типичного домовладельца.

Более практичный подход — спроектировать резервную аккумуляторную систему для питания только критических нагрузок: никаких крупных приборов, таких как кондиционеры, зарядные устройства для электромобилей на 240 В или электрические плиты. Вместо этого в доме всего четыре-восемь небольших контуров для охлаждения, освещения, развлечений, связи и розеток.

Наш нынешний жилищный фонд потребляет много электроэнергии, а из-за множества подключенных к сети устройств новые дома часто потребляют еще больше.

Устройства с высоким энергопотреблением представляют собой наиболее сложную задачу для систем резервного копирования всего дома. Потребляемая мощность большого центрального кондиционера составляет 5000 Вт, зарядного устройства для электромобилей — 7000 Вт, электрической плиты — 10 000 Вт и насосов для бассейна — 2200 Вт.

Так как же долго типичная солнечная и аккумуляторная система работает ночью при работе с этими более крупными приборами? Ответ: совсем не долго.

Математика проста. Если ночью аккумулятор разряжается до 2,5 киловатт-часов (типично, если аккумулятор используется вечером, чтобы максимизировать экономию собственного потребления), энергии аккумулятора хватит только на работу насосов бассейна в течение 60 минут, центральный переменный ток на 30 минут, зарядное устройство для электромобиля на 20 минут или электрическая плита на 15 минут.

Если любое из этих устройств работает — после относительно короткого интервала автоматического резервного копирования по всему дому — батарея вскоре разрядится и не сможет питать критически важные нагрузки. В лирическом плане: Нет света. Нет телефона. Никакого электромобиля. Ни одной роскоши. Как Робинзон Крузо, настолько примитивный, насколько это возможно.

Одним из возможных решений является ручное отключение больших бытовых приборов во время отключения электроэнергии. К сожалению, многие отключения электроэнергии происходят днем, когда никого нет дома, или ночью, когда люди спят. Клиенты, которые пытались вручную сбросить нагрузку, обычно разочаровываются в своей системе резервного копирования.

Другое решение (если позволяет бюджет домовладельца и пространство на стене) — добавить вторую аккумуляторную батарею, что фактически удваивает продолжительность хранения энергии.

За последние несколько месяцев мы работали с клиентами, которые столкнулись как с хорошим, так и с плохим опытом резервного питания от аккумулятора. Во время первого отключения электроэнергии в нашем районе, которое произошло около 22:30, у одного клиента, который использовал аппарат непрерывного положительного давления в дыхательных путях (CPAP), аккумулятор разрядился примерно в 2 часа ночи (он начал храпеть, и его жена посоветовала ему спать на диван). Другой клиент использовал резервную систему для питания одной из субпанелей в своем доме и не осознавал, что произошел сбой в подаче электроэнергии, пока батарея не разрядилась.