Neue Technologien können Ihr Zuhause in ein Solar-Microgrid verwandeln

Vergrößern / Modernes einstöckiges Haus mit Sonnenkollektoren und Wandbatterie zur Energiespeicherung. Imaginima

Im Jahr 2020 erlebte der durchschnittliche US-Bürger laut Statistiken der Energy Information Administration etwas mehr als acht Stunden Stromausfälle. Dem Bericht zufolge war dies die höchste Zahl seit 2013, als die Organisation mit der Erfassung solcher Daten begann.

Bei großen Stürmen oder schweren Hitzewellen kann der Strom ausfallen, und viele Annehmlichkeiten (Fernseher, Internet, Kühlschränke usw.), die Amerikaner genießen, gehen einfach kaputt. Derzeit sind Batterien und Backup-Generatoren die wichtigsten Optionen, um dieses Schicksal zu vermeiden. Ein Unternehmen namens Enphase behauptet jedoch, ein Produkt entwickelt zu haben, mit dem Ihr Zuhause direkt von seinen Solarmodulen betrieben werden kann, wenn sie welche produzieren, obwohl es einige Einschränkungen gibt.

Sollten Solarmodule während eines Stromausfalls nicht funktionieren?

Du denkst vielleicht, aber meistens nein. Solarmodule, die an Häusern (und anderen Strukturen) angebracht sind, die an das Stromnetz angeschlossen sind, werden bei Stromausfällen ebenfalls kaputt gehen. Der Ausfall hindert sie nicht daran, Strom zu produzieren; ohne ein funktionierendes netz kann der strom einfach nicht genutzt werden. Tatsächlich sind Mikro-Wechselrichter Teil eines integrierten Systems, das das Netzwerk, den Leistungsmesser und andere zugehörige Hardware umfasst.

(Davon gibt es zwei Ausnahmen. Die erste gilt für netzunabhängige Gebäude, die zur Stromerzeugung aus Sonnenkollektoren eingerichtet sind. Die andere Ausnahme gilt für Gebäude mit angeschlossenen Batteriesystemen, obwohl diese mit rund 14.000 $ sehr teuer sein können in manchen Fällen zu installieren.)

Um die Anzahl der Ausnahmen zu erhöhen, hat Enphase den Mikro-Wechselrichter IQ8 entwickelt. Wechselrichter wandeln den von den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) aus dem Netz um. Ein Mikro-Wechselrichter ist nur eine kleine Version. Laut Raghu Belur, Mitbegründer und Chief Product Officer von Enphase, funktionieren Mikro-Wechselrichter, wenn sie an jedes Solarmodul angeschlossen werden, anstatt dass viele Module alle in einen größeren Wechselrichter eingespeist werden. Dieser Ansatz einer verteilten Architektur hat sich in anderen Anwendungen wie Computern und Rechenzentren als effektiv erwiesen, sagte er.

"Der Vorteil [der Installation von Wechselrichtern auf jedem Solarpanel] besteht darin, dass Sie bei der Stromumwandlung auf dem Panel selbst (bei der Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom) eine bessere Leistung erzielen", sagte er zu Ars. "Der Grund für eine bessere Leistung ist, dass die Leistung eines Moduls nicht von der Leistung eines anderen Solarmoduls bestimmt wird, im Gegensatz zu einem zentralisierten Fall."

Ein weiterer Vorteil ist, dass es keinen Single Point of Failure gibt; Jedes Modul und jeder Wechselrichter fungiert als unabhängiger Energieerzeuger. Darüber hinaus sind die Mikrowechselrichter alle mit einer Software verbunden, die unter anderem ein mathematisches Modell verwendet, um den Stromverbrauch in jeder Struktur, an der sie angebracht sind, vorherzusagen. Aus diesem Grund enthält sein Name "IQ". Weil es klug ist. (Vielleicht. Wir haben nicht danach gefragt.)

OK, wie versorgt es mein Haus mit Strom, wenn das Stromnetz ausgefallen ist?

Eine Ansammlung dieser Mikro-Wechselrichter in einem Haus kann als Mikronetz fungieren. Jedes enthält einen Chip, der bei einem Stromausfall im Hauptstromnetz von einem On-Grid-Modus in einen Off-Grid-Modus umschaltet. In diesem Modus ignorieren die Mikro-Wechselrichter das Netz und leiten den gesamten Strom an das Gebäude, an das sie angeschlossen sind. Im Wesentlichen kann es als Teil eines netzintegrierten Systems oder eines Mikronetzes betrieben werden.

Einmal im Off-Grid-Modus, wenn die Sonne noch scheint, senden die Sonnenkollektoren ihre Energie direkt an das Haus. Aber wenn der Strom beispielsweise aufgrund eines großen Sturms ausfällt, würden die Paneele sowieso nicht funktionieren, und das Gebäude würde ein Batteriesystem benötigen, um die Stromversorgung aufrechtzuerhalten. Laut Belur können Mikro-Wechselrichter jedoch die Lebensdauer der Gebäudestromversorgung verlängern und sicherstellen, dass Hausbesitzer keine besonders große Batteriekonfiguration kaufen müssen....