太陽能熱水器復(fù)位按鈕什么意思(太陽能加熱型熱水器復(fù)位電源)

前沿拓展：

在得克薩斯州韋瑟福德，Mike Renner爬上了自家屋頂，維修太陽能熱水器和太陽能電池板。給電力系統(tǒng)加上電池可以幫助他度過電力管制，讓電網(wǎng)更靈活。

攝影：RON T. ENNIS, FORT WORTH STARTELEGRAM/GETTY IMAGES

撰文：ALEJANDRA BORUNDA

　　2月，一股寒流橫掃得克薩斯州。在皮爾蘭，周一傍晚5:30，Mauricio Montoyad所在的社區(qū)停電了，屋外風(fēng)雪交加。夜幕迅速降臨，整個(gè)社區(qū)陷入一種詭異的黑暗中，只有Montoyad的屋子仍亮著燈，屋里依舊溫暖，這要?dú)w功于太陽能電池板陣列和電池組。直至周四，電力才恢復(fù)。

　　雪災(zāi)期間，Montoya家成了避難所；鄰居們紛紛來取暖，家里停電的親人也來了。孩子們睡在自己的床上，安全又溫暖。

　　“這些電池板和電池救了我們的命，”他說：“有了這個(gè)系統(tǒng)，我們可以一直這樣生活下去。”

　　面對氣候變化帶來的極端天氣，再加上需電量越來越大，美國復(fù)雜的電力基礎(chǔ)設(shè)施壓力越來越重；隨著未來地球變暖，再加上美國試圖漸漸不再用化石燃料為日常生活供電，問題只會(huì)激化。

　　在電網(wǎng)其他地方停電時(shí)，小型太陽能項(xiàng)目，再加上屋頂上可儲(chǔ)存收集電力的電池，就能保證屋內(nèi)照明，Montoya家就是這樣。同時(shí)，它們也能發(fā)揮重要作用：支持更大的電網(wǎng)。如果正確聯(lián)網(wǎng)使用，這就像一個(gè)“虛擬電廠”，消除用電峰谷，第一時(shí)間防止發(fā)生停電。

　　這個(gè)想法在能源圈討論了好幾年，加利福尼亞州、佛蒙特州和其他幾個(gè)州已經(jīng)開始進(jìn)行測試。不過得州還沒有行動(dòng)起來。

　　“這會(huì)抵消壓縮機(jī)和天然氣發(fā)電廠凍結(jié)導(dǎo)致的影響嗎？不，當(dāng)然不會(huì)，但不會(huì)再遇到得州這樣的極端（電力短缺）現(xiàn)象”，能源分析組織“活力清潔能源”（Vibrant Clean Energy）的能源模型師、首席執(zhí)行官Christopher Clack說。

小的是美好的

　　太陽能和風(fēng)能等可再生能源一直有一個(gè)大問題：它們不夠穩(wěn)定。太陽東升西落，風(fēng)力忽大忽小，所以一直以來，是否存在有效存儲(chǔ)多余能量的方法，一直困擾著科學(xué)家。而“如何”存儲(chǔ)也很棘手，至少大規(guī)模來看是這樣。

　　電池技術(shù)的進(jìn)步改變了這種情況。在過去十年里，電池可以更加高效地存儲(chǔ)太陽能（或任何其他能源）產(chǎn)生的電能，同時(shí)價(jià)格大幅降低。儲(chǔ)能電池的成本下降了70%。

　　相應(yīng)地，電池的使用量也隨之飆升。根據(jù)美國能源信息署的報(bào)告，自2010年以來，美國蓄電池容量增加了10倍以上，僅2020年就翻了一番。專注于能源分析的伍德·麥肯茲公司表示，預(yù)計(jì)到2021年，這個(gè)數(shù)字將增至3倍，2025年增至6倍。

　　大部分增長來自所謂的“蓄電池”系統(tǒng)，比如目前世界最大的300兆瓦莫斯蘭登系統(tǒng)，位于加州蒙特雷。但很大一部分則來自人們在屋頂安裝的電池系統(tǒng)，它們通常與屋頂?shù)男⌒吞柲茈姵匕尻嚵薪Y(jié)合在一起。（例如，Montoya家有3個(gè)特斯拉能源墻和1個(gè)太陽能電池板陣列）。

　　“潛能巨大，”伍德·麥肯茲公司的住宅儲(chǔ)能專家Chloe Holden說：“問題在于多少家庭擁有太陽能板和電池存儲(chǔ)系統(tǒng)，答案是：很多家庭。”

　　2019年和2020年加州遭遇停電后，很多家庭開始尋求應(yīng)對辦法。很多人買了柴油發(fā)電機(jī)，但太陽能公司Sunrun報(bào)告稱，小型太陽能板和電池的銷量也有所上升，這種設(shè)備可以在短時(shí)間停電時(shí)為家庭供電，并在第二天的陽光下再次充電。2019年，加州約2萬個(gè)家庭安裝了住宅儲(chǔ)電系統(tǒng)；2020年年中，增至約3萬個(gè)家庭，加州太陽能和存儲(chǔ)協(xié)會(huì)的負(fù)責(zé)人Bernadette del Chiaro說。她預(yù)測，到2021年年中，這個(gè)數(shù)字將達(dá)到6萬。

　　這樣的增長帶來了巨大的機(jī)遇，她說：把所有這些微小的、“分散式”存儲(chǔ)的能量，轉(zhuǎn)化成一種巨大的、網(wǎng)絡(luò)化資源，當(dāng)更大的電網(wǎng)遇到壓力時(shí)，可以尋求幫助。

測試情況

　　過去三年里，電池系統(tǒng)才變得普及，規(guī)模大到足夠開始測試分散式系統(tǒng)。幾家電力公司已經(jīng)開始大幅降低安裝存儲(chǔ)系統(tǒng)的成本，以換取對電池儲(chǔ)量的偶爾調(diào)用。他們還對客戶的電力負(fù)載有一定的控制，微妙地調(diào)整他們的恒溫器和冰箱，幫助控制總耗電量，又不影響舒適度。通常，提供電力的客戶會(huì)獲得相應(yīng)的報(bào)酬。

　　佛蒙特州的綠山電力公司擁有2500多名客戶，他們把電池接入了更大的電網(wǎng)，同意一年幾次在用電高峰期，讓這家電力公司進(jìn)行控制。這個(gè)系統(tǒng)正在幫助緩解荷載壓力，降低電費(fèi)。

　　俄勒岡州的波特蘭、科羅拉多州的電力公司也在推行類似的試點(diǎn)項(xiàng)目，很多規(guī)模較小的項(xiàng)目也在籌備中。9月，負(fù)責(zé)監(jiān)管美國電力系統(tǒng)的聯(lián)邦能源管理委員會(huì)要求全國電力公司找出實(shí)施方法；Holden說，在未來幾年里，這個(gè)決定將會(huì)帶來巨大的創(chuàng)新，推動(dòng)這類系統(tǒng)的建設(shè)。

　　北卡羅來納州立大學(xué)的能源研究員Jeremiah Johnson說，這一進(jìn)展甚至有助于讓電力公司放棄建造新的化石燃料發(fā)電廠，并加快老發(fā)電廠的退休進(jìn)程。“如果有足夠的電力以備不時(shí)之需，那么你就會(huì)覺得不需要再建一座天然氣發(fā)電廠。”

如何預(yù)防停電

　　停電的原因大多很簡單：電力需求超過了系統(tǒng)供給。

　　這種情況往往發(fā)生在夏季，氣候炎熱，人們開著空調(diào)，耗電量大，用電需求劇增。極端熱浪來襲，超高的用電需求導(dǎo)致了去年加州北部大規(guī)模停電。

　　但布雷托集團(tuán)的能源分析師Ryan Hledik解釋說，這種情況也會(huì)發(fā)生在冬季，得州最近的停電也與之有關(guān)。根據(jù)物理定律，把屋內(nèi)溫度從零下12.2度升至18.3度所耗的能量，多于從37.8度降至21.1度，而且在得州大多靠電力。約60%的家庭用電力供暖（其他的用天然氣）。

　　無論是升溫還是降溫導(dǎo)致了用電壓力，遇到這樣的問題時(shí)，電源管理器通常會(huì)利用復(fù)雜的系統(tǒng)，試圖“消除”這種需求，有時(shí)是讓人們關(guān)掉不必要的電氣設(shè)備，有時(shí)是要求打開“峰化器”，燃燒天然氣、噴氣燃料或化石燃料產(chǎn)生電能，或者從其他區(qū)域購買額外的電力，來填補(bǔ)空缺。

　　但這些策略有時(shí)也不起作用，電力不足以滿足需求。此時(shí)就會(huì)停電：電力公司關(guān)閉系統(tǒng)，防止發(fā)生災(zāi)難性事故，或者是系統(tǒng)因不堪重負(fù)而關(guān)閉。

　　分散式電池網(wǎng)絡(luò)（包括工業(yè)和家用）如何幫助保證屋內(nèi)照明和大規(guī)模電網(wǎng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)呢？

　　Hledik解釋說，首先是用電需求方面。能夠自給自足的房屋不會(huì)給承受巨大壓力的電網(wǎng)增加負(fù)擔(dān)。關(guān)鍵時(shí)刻，僅僅是“減少需求”就能起到幫助作用。

　　然后，可以利用所有電池填補(bǔ)能量缺口，以防出現(xiàn)斷電。

　　無論是減少用電需求，還是提供額外的能源來源，這些虛擬發(fā)電廠“真的很有用”，全國性太陽能和電池公司Sunrun的政策主管Amy Heart說。

　　去年8月，在加州，虛擬發(fā)電廠可能有助于避免停電。用電需求超過供電量其實(shí)只有幾個(gè)小時(shí)，大約在500至100兆瓦之間，del Chiaro說（中等規(guī)模的天然氣發(fā)電廠可以提供約500兆瓦電力）。但由于種種原因，全加州只有約3萬個(gè)電池被征召，電力公司無法填補(bǔ)缺口。Del Chiaro希望在今年夏天之前，解決政策和后勤方面的問題，不斷增加的電池存儲(chǔ)容量也會(huì)有所幫助。OhmConnect公司正在開發(fā)550兆瓦的虛擬發(fā)電廠，之后還會(huì)有更多項(xiàng)目。

　　“加州的情況完全可以通過增加電池存儲(chǔ)容量來解決，”Clack說。

　　而得州的情況更嚴(yán)峻，也更難管理，他說。寒冷的天氣導(dǎo)致很多主要供電線路在用電需求激增的時(shí)候斷開。得州連續(xù)幾天面臨20至25億瓦的電力缺口，是去年加州的10倍多。

　　據(jù)估計(jì)，得州有5萬戶家庭有電池，理論上可以作為分擔(dān)負(fù)載的虛擬發(fā)電廠，但根據(jù)政策和權(quán)限，它們無法為電網(wǎng)提供電能，只能像Montoya那樣，為自家供電。但如果可以，Clack認(rèn)為，一組龐大的虛擬發(fā)電廠可以幫助緩解這次的災(zāi)情。

　　得州大學(xué)奧斯汀分校的能源專家Joshua Rhodes說：“那段時(shí)間里，無論多少，得州電網(wǎng)獲得的任何一點(diǎn)電能都是有意義的，因?yàn)槲覀內(nèi)狈δ茉矗狈﹄娔堋！?/p>

　　Holden提醒我們，虛擬發(fā)電廠和電池網(wǎng)絡(luò)絕非萬靈藥。但她預(yù)計(jì)，隨著存儲(chǔ)能力的增加，這些系統(tǒng)的用途也會(huì)有所擴(kuò)展。屋主的需求在增加：Sunrun公司報(bào)告稱，得州暴風(fēng)雪之后的一周時(shí)間里，公司網(wǎng)站的瀏覽量增加了350%，把電池接入太陽能系統(tǒng)的請求增加了70%。

　　“可能就像1920年時(shí)的冰箱一樣，”儲(chǔ)能協(xié)會(huì)的首席執(zhí)行官Jason Burwen說：“當(dāng)時(shí)是令人興奮的奢侈品，而現(xiàn)在已經(jīng)成了我們生活中必不可少的一部分。”

（譯者：Sky4）

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