Ce se întâmplă dacă ai sistem solar și se întrerupe curentul?

Multe sisteme solare fotovoltaice rezidențiale nu funcționează atunci când se întrerupe electricitatea – decât dacă au un sistem de rezervă cu baterii sau sunt izolate de rețeaua electrică extinsă. Acest lucru ar putea părea nedrept, mai ales dacă este o zi însorită și ai panouri solare perfect funcționale chiar acolo pe acoperiș. Întreruperile de curent ar trebui să fie un moment pentru ca locuințele alimentate cu energie solară să se bucure de înțelepciunea – și puterea – investiției lor, nu-i așa?

Cu toate acestea, există motive întemeiate pentru care unele sisteme solare fotovoltaice nu funcționează în timpul penelor de curent, inclusiv necesitatea de a proteja angajații companiilor de utilități în timp ce repară rețeaua. Și în timp ce un sistem tipic conectat la rețea poate fi indisponibil în cazul unei pene de curent, situația este puțin diferită în cazul sistemelor independente (off-grid) sau a celor echipate cu baterii, care ar putea continua să furnizeze electricitate chiar și atunci când vecinii citesc la lumina lumânărilor.

Fiecare tip de sistem are avantaje și dezavantaje, iar ce funcționează pentru o locuință, un cartier sau o regiune s-ar putea să nu funcționeze pentru alta. Dar, în speranța de a face mai multă lumină asupra problemei, iată o privire mai atentă asupra modului în care funcționează sistemul solar dacă se întrerupe curentul.

Cum funcționează panourile solare?

Energia solară vine sub multe forme, de la panouri mici pe semnele rutiere la instalații întinse de energie solară concentrată, dar majoritatea sistemelor rezidențiale se bazează pe panouri fotovoltaice (PV) montate pe acoperișuri, cu un aspect mai familiar.

Fiecare dintre aceste panouri solare conține celule fotovoltaice, care la rândul lor conțin un material semiconductiv care eliberează electroni atunci când este lovit de lumina soarelui, transformarea energiei solare în electricitate astfel. Fluxul de electroni rezultat formează un curent electric, începând de obicei ca putere de curent continuu (DC), apoi trecând printr-un invertor pentru a produce putere de curent alternativ (AC) pentru utilizare în casă.

Pe lângă panourile în sine, tipul de sistem pe care îl instalezi este un factor important în determinarea dacă ai putea genera electricitate în cazul unei pene de curent. Sistemele solare fotovoltaice conectate la rețea sunt adesea obligate prin lege să includă măsuri de siguranță împotriva „insularizării” – un termen pentru un sistem funcțional care continuă să trimită surplus de electricitate în rețeaua altfel întunecată în timpul unei pene de curent, reprezentând un pericol potențial grav pentru angajații companiilor de utilități în timp ce încearcă să rezolve întreruperea. Multe sisteme se opresc automat dacă se întrerupe curentul din rețea, dar în unele sisteme cu stocare de energie și echipamente specializate anti-insularizare, este posibil să te bucuri de beneficiile vieții conectate la rețea, împreună cu o oarecare independență față de penele de curent.

Sistemele solare fotovoltaice rezidențiale pot fi grupate în câteva categorii generale bazate pe relația lor cu rețeaua electrică înconjurătoare:

Sisteme solare fotovoltaice independente (off-grid)

După cum sugerează și numele, un sistem solar fotovoltaic independent (off-grid) nu este conectat la rețeaua electrică locală. Deoarece îi lipsește inerent potențialul bagaj al unei conexiuni la rețea, poate continua să genereze electricitate atâta timp cât soarele strălucește și panourile funcționează, indiferent de orice întreruperi din rețeaua locală.

Fără o modalitate de a stoca energia suplimentară generată în timpul zilei, totuși, un sistem complet independent (off-grid) ar furniza electricitate doar în timpul orelor de lumină naturală. Acest lucru poate fi evitat cu un sistem de stocare a energiei cu baterii și/sau un generator de rezervă, ambele costisitoare, dar surse importante de reziliență pentru multe sisteme solare fotovoltaice independente (off-grid).

Sisteme conectate la rețea cu stocare de energie

Există avantaje în a te conecta la rețea, și asta nu înseamnă neapărat pierderea capacității de a genera electricitate în cazul unei pene de curent. Păstrarea acestei capacități, pe lângă o conexiune la rețea, implică, de obicei, mai mult echipament și cheltuieli mai mari.

Un beneficiu major al unui sistem solar fotovoltaic conectat la rețea este contorizarea netă, un mecanism de facturare care creditează locuințele alimentate cu energie solară pentru trimiterea surplusului de energie solară în rețea. O conexiune la rețea oferă și securitate, rețeaua acționând ca un sistem de stocare a energiei atunci când lumina soarelui este prea puțină pentru a-ți alimenta casa.

Cu toate acestea, ar putea exista încă valoare într-un sistem real de stocare a energiei, mai ales dacă vrei să ai lumină în timpul penelor de curent. Într-un sistem solar plus stocare, bateriile litiu-ion sunt utilizate de obicei pentru a stoca energia suplimentară captată în timpul zilei, păstrând în mod ideal suficientă electricitate pentru a alimenta casa peste noapte sau dimineața devreme și seara târziu, când nivelul luminii solare este mai scăzut. O gospodărie medie din SUA utilizează aproximativ 30 de kilowați-oră (kWh) de electricitate pe zi, iar o baterie solară tipică are o capacitate de stocare de aproximativ 10 kWh. Bateriile solare sunt scumpe, costând adesea mii de dolari pe lângă costul instalării.

Datorită pericolelor insularizării, însă, bateriile singure nu te vor elibera probabil de limitările care vin odată cu o conexiune la rețea. Stocarea energiei poate ajuta la menținerea unei surse de alimentare constante în absența rețelei, dar pentru a genera electricitate în primul rând în timpul unei pene de curent, un sistem solar fotovoltaic trebuie să fie capabil să se deconecteze temporar de la rețea.

Într-un astfel de sistem solar fotovoltaic „insularizabil”, un invertor specializat poate fi necesar pentru a se detașa și a se reconecta la rețeaua externă, oferind protecție angajaților companiilor de utilități și, potențial, permițând generarea sigură de electricitate de la panourile fotovoltaice în timpul unei pene de curent. În modul său insularizabil, un sistem ar putea fi configurat să alimenteze întreaga casă sau, mai frecvent, doar anumite sarcini critice, cum ar fi încălzirea, răcirea și refrigerarea. Și, pentru a continua să sfideze o pană de curent pe timp de noapte, un sistem insularizabil va avea nevoie și de un fel de stocare a energiei și, posibil, de un generator de rezervă.

Sisteme conectate la rețea fără stocare de energie

Stocarea energiei este o adăugare costisitoare la un sistem solar fotovoltaic și, pe lângă costul capabilităților de insularizare, s-ar putea să nu merite prețul doar pentru a evita inconvenientul relativ rar și de obicei minor al penelor de curent.

În locurile cu rețea electrică fiabilă, sistemele fotovoltaice rezidențiale sunt de obicei conectate la rețea fără un sistem de rezervă cu baterii, o configurație care economisește bani prin acceptarea întreruperilor ocazionale de curent. S-ar putea să îi lipsească reziliența sistemelor independente (off-grid) și insularizabile, dar este o opțiune mai ieftină care poate face energia solară accesibilă pentru mai mulți oameni.