O Mito do Todo

Os sistemas de backup de bateria acoplados à energia solar estão sendo aclamados como a melhor solução para cortes de energia de segurança pública na Califórnia - para não mencionar nossa rede elétrica arcaica.

Esses sistemas não são apenas ideais para fornecer energia a uma casa quando a energia acaba, mas também ajudam a reduzir os custos de eletricidade e fornecem serviços de suporte à rede quando necessário pela concessionária local. Por razões de emissões e custos, os geradores convencionais a gás ou a diesel não são uma opção.

Portanto, não é surpresa que a demanda por esses sistemas esteja superando a oferta de equipamentos, bem como a disponibilidade de mão de obra de instalação qualificada.

Mas há um problema nisso. Gostamos de acreditar no mito do backup de toda a casa ou na noção de que nosso estilo de vida do século 21 continuará inabalável, apesar do inferno de fogo ou da maré alta. A realidade é diferente: os sistemas típicos de backup de bateria funcionam melhor quando são projetados para racionar a capacidade da bateria e minimizar o uso dos principais aparelhos.

Os mitos geralmente têm origens de fato: os sistemas de bateria para toda a casa realmente funcionam para aplicações fora da rede. Estima-se que existam 180.000 dessas casas nos EUA

Mas essas casas foram projetadas para uma vida fora da rede: elas são tipicamente menores e bem isoladas; usar aquecimento de combustão com backup de propano; incorporar sistemas solares térmicos ativos e passivos; e não possuem sistemas de ar condicionado que consomem muita energia, carregadores EV de nível 2 ou piscinas.

Existem dois limites fundamentais de engenharia que tornam impraticável operar uma casa inteira apenas com energia da bateria. Primeiro, a capacidade de energia dos sistemas típicos de bateria de íon-lítio é insuficiente para abastecer uma casa inteira durante um blecaute noturno. Em segundo lugar, os inversores de backup de bateria não são poderosos o suficiente para iniciar e operar muitos aparelhos grandes.

Obviamente, várias baterias e inversores podem lidar com essas limitações de energia e potência. Mas o custo de mais de 20 quilowatts de inversores e mais de 40 quilowatts-hora de baterias é proibitivo para o proprietário típico.

Uma abordagem mais prática é projetar um sistema de backup de bateria para alimentar apenas cargas críticas: sem grandes aparelhos, como ar condicionado, carregadores de 240 volts EV ou fogões elétricos. Em vez disso, apenas quatro a oito circuitos menores na casa para refrigeração, iluminação, entretenimento, comunicações e tomadas de conveniência.

Nosso estoque atual de moradias usa muita eletricidade e, devido a uma infinidade de dispositivos conectados, as casas mais novas costumam usar ainda mais.

Os aparelhos de alto consumo de energia são mais desafiadores para sistemas de backup de toda a casa. O consumo de energia de um grande ar condicionado central é de 5.000 watts, um carregador EV é de 7.000 watts, um fogão elétrico é de 10.000 watts e as bombas de piscina são de 2.200 watts.

Então, por quanto tempo um sistema solar e de bateria típico opera à noite enquanto opera esses aparelhos maiores? Resposta: não muito tempo.

A matemática é simples. Se a bateria estiver com uma capacidade de energia de 2,5 quilowatts-hora à noite (típico se a bateria for usada durante a noite para maximizar a economia de autoconsumo), haverá apenas energia suficiente para operar as bombas da piscina por 60 minutos, uma central AC por 30 minutos, um carregador EV por 20 minutos ou um fogão elétrico por 15 minutos.

Com qualquer um desses aparelhos funcionando - após apenas um intervalo relativamente breve de backup automático de toda a casa - a bateria logo estará descarregada e incapaz de alimentar cargas críticas. Em termos líricos: Sem luzes. Sem telefone. Nenhum carro elétrico. Nem um único luxo. Como Robinson Crusoe, o mais primitivo possível.

Uma solução possível é desligar manualmente grandes cargas de aparelhos durante um blecaute. Infelizmente, muitos apagões ocorrem durante o dia, quando não há ninguém em casa, ou à noite, quando as pessoas estão dormindo. Os clientes que tentaram eliminar cargas manualmente geralmente acabam ficando desapontados com seu sistema de backup.

Outra solução (se o orçamento do proprietário e o espaço na parede permitirem) é adicionar uma segunda bateria de armazenamento - dobrando efetivamente a duração do armazenamento de energia.

Nos últimos meses, trabalhamos com clientes que tiveram uma série de experiências boas e ruins com backup de bateria. Durante o primeiro blecaute em nossa área, ocorrido por volta das 22h30, um cliente que utilizava um aparelho de pressão positiva contínua nas vias aéreas (CPAP) esgotou sua bateria de armazenamento por volta das 2h (ele começou a roncar e sua esposa disse para ele dormir O sofá). Outro cliente usou o sistema de backup para alimentar um dos subpainéis de sua casa e não percebeu que houve uma queda de energia até que a bateria se esgotasse.