Elektrikler Kesildiğinde Güneş Enerjisi ve Piller Evinize Güç Sağlayabilir mi?

Elektrik hatlarının fırtınalar, aşırı sıcak veya aşırı soğuk gibi sebeplerle günlerce devre dışı kaldığı bölgelerde insanlar; Güneş paneli ve batarya depolama sistemlerine yatırım yapmanın, güç şebekesi çalışamadığında aydınlatma ve klimayı işler durumda tutabilmek için yeterli olup olamayacağını sorgulamaya başladılar.

Elektrik şebekesi devre dışı kaldığında, bataryası olmayan çoğu Güneş enerjisi sistemi de kapanır. Ancak bataryalar sayesinde ev şebekeden ayrılabilir. Güneş enerjisi, evi her gün besleyerek bataryaları şarj eder, bu da eve gece boyunca güç sağlar.

Berkeley Lab'den bir ekip, evlerin ve ticari binaların üç günden fazla süren uzun süreli güç kesintilerini Güneş enerjisi ve bataryalarla nasıl atlatabileceğini araştırdı.

2022 yılında hazırladıkları bir raporda, ABD'nin her bölgesi için genel bir güç kesintisi modelleyerek çatı üstü Güneş sistemi ile 10 veya 30 kilovat-saatlik (kWh) bir bataryanın, ilk aşamada buzdolabı, aydınlatma, internet hizmeti ve kuyu pompaları gibi kritik yükleri; ikinci aşamada ısıtma ve klimaları, üçüncü aşamada ise tüm bir evi işlevsel halde tutup tutamayacağını test ettiler.

Burada belirtmek gerekir ki, piyasadaki en popüler batarya olan Tesla Powerwall; depolama açısından yaklaşık 13 kWh'lık kapasiteye sahiptir. Genel olarak, ortalama bir Güneş enerjisi sistemi ile bir batarya ülkenin hemen hemen her yerindeki bir evde bulunan kritik yükleri günlerce üstelenebilecek kapasitededir.

Buna karşın harita verileri; soğutma ve ısıtma için yedek güç sağlamanın zor olabileceğini, ancak üstesinden gelinemeyecek bir zorluk olmadığını gösteriyor. Güneydoğu ve Pasifik Kuzeybatıdaki evler, kışın yaşanan kesintilerde Güneş ve depolanmış enerjinin kapasitesini aşan, genellikle büyük güç tüketen elektrik dirençli ısıtıcılara sahiptir. Buna karşın verimli ısı pompalarına sahip evlerin daha iyi performans gösterdiği görülmüştür. Güneybatıda yazın klima yükünün ağır olmasından dolayı, yaz kesintilerinde Güneş ve depolama ile tüm soğutma ihtiyaçlarının karşılanması zor olabilir.

Daha büyük Güneş ve batarya sistemleri bize yardımcı olabilir; ancak kesintiler sırasında talebi karşılamak hâlâ hava durumuna, evin enerji verimliliğine ve diğer faktörlere bağlıdır. Örneğin, güç kesintilerinde basit termostat ayarları ısıtma ve soğutma ihtiyaçlarını azaltır ve Güneş enerjisi ile depolama, yedek gücü daha uzun süre korumaya olanak tanır.

Ticari binalara güç sağlama kapasitesi, binanın tipine bağlı olarak büyük ölçüde değişir. Okullar ve büyük mağazalar, Güneş enerjisi için yeterli çatı alanına sahip olduklarından binanın enerji talebine göre çok daha iyi performans gösterirken, hastaneler gibi çok katlı ve enerji ihtiyacının yoğun olduğu binalar daha az başarılı olabilir.

Güneş Enerjisi Son 10 Felaketi Atlatabilir miydi?

Araştırma ayrıca aralarında kasırgalar, orman yangınları ve fırtınaların da bulunduğu 2017 ile 2020 arasında gerçekleşmiş 10 enerji kesintisi sırasında ve sonrasında belirli konumlardaki ve gerçek hava durumu şartları altındaki Güneş enerjisi sistemi performanslarını da içermektedir.

Kesintilerin yedisinde çoğu evin, 30 kWh depolamalı Güneş enerjisi veya ikiden biraz fazla Powerwall kullanarak kritik yüklerin yanı sıra ısıtma ve soğutmayı da karşılayabildiği görülmüştür.

Ancak kesinti oluştuğunda etkili olan hava koşulları, özellikle de kasırgalar; büyük bir etkiye sahip olabilir. Örneğin, 2018'deki Floransa Kasırgası, Kuzey Carolina'da elektrik şebekesini kesintiye uğrattığında bulutlu gökyüzü üç gün boyunca Güneş panellerinin çıkış gücünü azaltmış veya tamamen durdurmuştu.

Öte yandan, 2017 Ağustos'unda Harvey Kasırgası Teksas kıyılarını vurdu ve ilerleyerek Teksas'ın diğer bölgelerinde büyük hasarlara sebep oldu. Corpus Christi üzerindeki gökyüzü açık olmasına rağmen, elektrik enerjisinin geri gelmesi bir haftadan daha uzun sürdü. Güneş enerjisi ve depolama, gökyüzü açıldıktan sonra tipik bir çekirdek aile evi için neredeyse tüm enerji ihtiyaçlarını karşılamada büyük bir yardım olabilirdi.

The Conversation

Benzer şekilde, Güneş enerjisi sistemlerinin California'daki orman yangınlarının önlenmesi için yapılan kesintiler gibi daha az bulutlu havalarda veya 2020 Iowa'daki Derecho fırtınasından sonra da iyi bir performans ortaya koyabileceği görülmüştür.

Burada evdeki ısı kaynağı da önemli bir faktördür. 2020'de Oklahoma'da bir buz fırtınasını takiben beş ila on gün süren bir kesintide, Güneş enerjisi ve 30 kWh bataryanın elektrik dirençli ısıtıcıları olan evler için yetersiz kalmasına rağmen doğal gazlı ısıtıcıları veya ısı pompaları olan evler için neredeyse tüm kritik güç ve ısıyı sağlayabileceği anlaşılmıştır.

Teksas'ta evlerin yarısından fazlası elektrikle ısınır ve çoğunlukla dirençli ısıtıcılar kullanılır. Hem ısıtma hem de soğutma sağlayan Energy Star dereceli ısı pompaları, birim ısı çıkışı başına elektrikli rezistanslı ısıtıcıların yarısı kadar elektrik kullanır ve soğutma konusunda da ortalama klimaya göre daha verimlidir. Eski dirençli ısıtıcıları yeni ısı pompalarına dönüştürmek sadece para tasarrufu ve anlık talebi azaltmakla kalmaz, aynı zamanda kesintiler sırasında dayanıklılığı da artırabilir.

Yedeklemenin Yeni Yolları

Evde veya binada yedek güç sağlamak için Güneş enerjisi ve depolama sistemi kurmak ekstra çalışma gerektirir ve daha fazla maliyetlidir. Yalnızca bir Powerwall için tam bir sistem kurulumu, teşvikler ve vergiler hariç 12.000 ila 16.500$ arasında maliyetlere sahip olabilir. Bu, yeterli ölçekteki bir Güneş enerjisi sistemi kadar maliyetlidir. Yine de, giderek daha fazla ev sahibinin her iki sistemi de kurduğu görülmektedir.

2021'de Hawaii'de yeni kurulan Güneş sistemlerinin %90'ından fazlası bir düzenleme değişikliği sonrasında bataryalarla desteklenmiştir. Günümüzde bu enerji dağıtım santralleri, kömür santrallerinin emekliye ayrılmasıyla güç sağlama konusunda şebekeye destek olmaktadır.

Ayrıca şu anda, California'da 1,5 milyondan fazla çatı üstü Güneş sistemi bulunuyor. Birçok tüketici, kamu hizmetlerinin kuru ve rüzgârlı günlerde elektrik hatlarının yol açtığı kontrol edilemeyen yangın riskini azaltmak için "kamu güvenliği elektrik kesintilerine" başvurmasından dolayı kurulu sistemlerini bataryalar veya yeni Güneş enerjisi ve depolama sistemleriyle destekliyor.

Ford

Bunların yanında özellikle elektrikli araçlar kullanılarak yeni yedek güç kaynakları üzerinde de çalışılıyor. Ford, F150 Lightning elektrikli kamyonunu, Güneş enerjisi sistemi ve evin enerjisini kamyonun bataryasını kullanarak besleyebilen iki yönlü bir şarj cihazıyla birleştirmek için SunRun ile iş birliği yapıyor. Kamyonun standart versiyonu, yedi Tesla Powerwall sabit bataryadan fazlasına denk gelen 98 kWh bir bataryaya sahip.

Kritik Hizmetler İçin Kritik Güç

Porto Riko'daki bir itfaiye istasyonu, Güneş enerjisi ve depolamanın neler yapabileceğine dair bir bakış açısı sunuyor. 2017'de Maria Kasırgası'nın elektrik enerjisini aylarca kestiği bir dönemde adada, genellikle batarya depolama sistemi ile desteklenen 40.000'den fazla Güneş enerjisi sistemi kuruldu. Bu sistemlerden biri, önceki kesintilerde acil çağrıları alamamış olan Guánica kasabasındaki bir itfaiye istasyonunda bulunuyor.

Eylül 2022'de Fiona Kasırgası vurduğunda, rüzgâr ve sel suları Porto Riko'nun çoğundaki elektriği kestiğinde bile itfaiye istasyonu hâlâ çalışıyordu. Kıdemli Çavuş Luis Saez, Fiona Kasırgası'nın elektriği kestiği gün, Canary Media kanalına aşağıdaki demeci vermişti:

Güneş enerjisi sistemi harika çalışıyor! Kasırga boyunca hiç güç kaybetmedik.