Дома с солнечными панелями не требуют хранения на месте, чтобы получить самые большие экономические и экологические преимущества солнечной энергии, согласно исследованию Инженерной школы Кокрелла при Техасском университете в Остине. На самом деле хранение солнечной энергии для использования в ночное время фактически увеличивает как потребление энергии, так и выбросы по сравнению с отправкой избыточной солнечной энергии непосредственно в коммунальную сеть.
В статье, опубликованной в журнале Nature Energy 30 января, исследователи оценили компромиссы, связанные с добавлением домашних хранилищ энергии к домохозяйствам с существующими солнечными панелями, проливая свет на преимущества и недостатки добавления хранилищ с учетом сегодняшней полной энергосистемы. микс.
По данным Ассоциации производителей солнечной энергии, в 2016 году количество солнечных установок на крышах в США превысило 1 миллион домашних хозяйств. Растет интерес к использованию накопителей энергии для сбора солнечной энергии, чтобы уменьшить зависимость от традиционных коммунальных услуг. Но на данный момент лишь немногие дома имеют собственные хранилища для хранения солнечной энергии для последующего использования в доме.
«Хорошая новость заключается в том, что для того, чтобы сделать солнечные панели полезными или рентабельными, не требуется хранение», - сказал соавтор Майкл Уэббер, профессор кафедры машиностроения и заместитель директора Энергетического института Техасского университета в Остине.. «Это также противоречит распространенному мифу о том, что для интеграции распределенной солнечной энергии необходимо хранилище только потому, что оно не производит энергию ночью».
Уэббер и соавтор Роберт Фарес, выпускник Школы Кокрелла, который в настоящее время является научным сотрудником Американской ассоциации содействия развитию науки в Министерстве энергетики США, проанализировали влияние домашних накопителей энергии, используя данные об электричестве из почти 100 штатов Техаса. домохозяйства, которые являются частью испытательного стенда интеллектуальной сети, управляемого Pecan Street Inc., компания по возобновляемым источникам энергии и интеллектуальным технологиям, базирующаяся в UT Austin.
Они обнаружили, что хранение солнечной энергии для использования в ночное время увеличивает годовое потребление энергии домохозяйством - по сравнению с использованием солнечных панелей без хранения - потому что хранение потребляет некоторое количество энергии каждый раз, когда оно заряжается и разряжается. Исследователи подсчитали, что добавление аккумулирования энергии в домашнее хозяйство с солнечными панелями увеличивает годовое потребление энергии примерно на 324-591 киловатт-час.
«Я ожидал, что хранение приведет к увеличению потребления энергии», - сказал Фарес. «Но я был удивлен, что рост может быть таким значительным - примерно на 8-14 процентов в среднем за год».
Исследователи также обнаружили, что добавление хранилища косвенно увеличивает общие выбросы двуокиси углерода, двуокиси серы и двуокиси азота на основе сегодняшней энергосистемы Техаса, которая в основном состоит из ископаемого топлива. Увеличение выбросов в первую очередь связано с увеличением потребления энергии, необходимого для учета неэффективности хранения. Поскольку хранение влияет на то, в какое время суток домохозяйство получает электроэнергию из сети, оно также влияет на выбросы таким образом.
Если домовладелец стремится уменьшить свое воздействие на окружающую среду, добавление хранилища не сделает дом более экологичным, но и отбрасывать его не следует, считают исследователи.
«Солнечная энергия в сочетании с накопителем по-прежнему намного чище, чем отсутствие солнечной энергии вообще», - сказал Фарес.
Для коммунальных предприятий преимущества более очевидны. Накопление солнечной энергии снижает пиковый спрос на электроэнергию на 8-32%, а объем впрыска солнечной энергии в сеть на 5-42%. Это хорошо для коммунального предприятия, поскольку может снизить объем производства электроэнергии и требуемую мощность доставки.
«Однако, если коммунальное предприятие заинтересовано в сокращении выбросов, стимулирование домашнего хранения, вероятно, не является хорошей идеей», - сказал Фарес..
Короче говоря, анализ показал, что хранение солнечной энергии сегодня дает меньше экологических преимуществ, чем просто отправка ее прямо в сеть, потому что энергия, теряемая из-за неэффективности хранения, в конечном итоге компенсируется электроэнергией, полученной из ископаемого топлива из сети.«Эти результаты бросают вызов мифу о том, что хранилище по своей природе чистое, но это, в свою очередь, предлагает полезные идеи для коммунальных предприятий», - сказал Уэббер..
Если мы используем хранилище как средство для содействия внедрению значительно большего количества возобновляемых источников энергии, которые компенсируют самые грязные источники, то хранение - если оно выполнено правильно и установлено в больших масштабах - может оказать благотворное влияние на выбросы в сеть. в целом», - сказал Уэббер.