Элон Муск, генеральный директор Tesla Motors (TSLA TSLATesla Inc302. 78-1. 08% Создано с Highstock 4. 2. 6 ) не является тем, кто отказывается от вызова. Он построил первую жизнеспособную частную космическую космическую компанию SpaceX, которая отправляет ракеты в космос для пополнения международной космической станции. Он разрабатывает высокоскоростную систему подземных перевозок, связывающую Лос-Анджелес с Сан-Франциско, называемую Hyperloop. Он также является основателем Tesla, первой в мире независимой электромобильной компании в глобальном масштабе.

Когда люди жаловались, что всеэлектрические автомобили Теслы были слишком дороги для среднего класса и что их дальность между зарядами была слишком коротка, Муск обещал работать с производителями батарей, чтобы сократить расходы и повысить эффективность. Когда прогресс с поставщиками батарей был слишком медленным, Тесла решила войти в сам бизнес по производству батарей. На прошлой неделе Tesla анонсировала собственную линейку коммерческих и бытовых батарей под названием серия PowerWall, еще раз доказывающую, что для г-на Маска нет никаких технических проблем. (См. Также: Новые технологии использования аккумуляторных батарей .)

Проблема с аккумуляторными батареями

Батареи - это твердотельные устройства, которые хранят и отпускают электрический ток, питая множество бытовой электроники и других устройств. Аккумуляторные литий-ионные (LiOn) батареи стали наиболее широко использоваться в этих приложениях и находятся во всем: от мобильных телефонов и планшетов до портативных компьютеров до электромобилей. В то время как микрочипы и интегральные схемы стали экспоненциально более мощными, меньшими и дешевыми, технология аккумуляторов отстала от голода. В это же время улучшения в батареях LiOn были незначительными и инкрементальными. (См. Также: Аккумуляторы литий-ионной батареи .)

Возьмем, к примеру, современный смартфон. Все вычислительные усилия упакованы в крошечную часть устройства, в то время как батарея занимает большую часть доступного пространства. Батарея также является большим фактором общей стоимости устройства. Для электромобилей проблема усугубляется: автомобили по существу представляют собой массив батарейных блоков на колесах. Флагманский автомобиль Tesla, модель S имеет примерно шестьдесят киловатт-часов электрической мощности, что означает, что около 30 000 долларов - впечатляющие 42,25% от цены наклейки - напрямую связаны с ее батареями.

Литий также является очень нестабильным веществом, поэтому батареи должны быть изготовлены тщательно, чтобы они не повредились во время типичной автомобильной аварии. Даже небольшое количество воздуха или воды может привести к взрыву лития.Обеспечение того, чтобы каждая батарея была надлежащим образом запечатана и закреплена, является дополнительным уровнем затрат. (Подробнее см. Ниже: Почему Tesla Cars так дорого? )

PowerWall от Tesla

Хотя Tesla - не первая или единственная компания, которая разработала коммерчески доступное решение для хранения батарей LiOn для дома или бизнеса, это обнадеживающий шаг на пути решения ряда проблем. Tesla построила огромную фабрику батарей (надлежащим образом названную gigafactory) в пустыне Невада, способную выпускать новые и улучшенные аккумуляторные батареи, как для своих автомобилей, так и, как недавно объявила Musk, для хранения энергии дома и бизнеса.

Новые батареи PowerWall от Tesla - это 100 кг (220 фунтов) коробки, приблизительно 4,25 фута х 3 фута. Они предлагают две модели с мощностью 10 киловатт-часов (кВт-ч), начиная с 3, 500 и 7 кВт-ч за 3 000 долларов. Эти батареи можно подключить последовательно, чтобы обеспечить до 90 кВт-ч мощность. Чтобы представить это в перспективе, типичный кухонный холодильник потребляет менее 5 кВт-ч в день, стиральная машина и сушилка для белья до 6 кВт-ч на полный цикл.

Технология аккумулятора Tesla поможет улучшить линейку электрических автомобилей, но PowerWall продается для других целей. Дома с солнечными батареями могут в настоящее время продавать лишнюю электроэнергию, произведенную в энергосистему, но не могут эффективно хранить эту энергию. Это вызывает несбалансированные нагрузки на сетку, а также делает жилую солнечную энергию менее полезной ночью или в пасмурные дни. Сегодня электросеть не может хранить электроэнергию, а мощность генерируется и распределяется по требованию там, где это необходимо.

Несбалансированные нагрузки на сетку могут возникать, поскольку солнечные батареи на крышах домов имеют тенденцию производить максимальное количество электричества в начале дня, когда солнце является самым сильным. Спрос на электроэнергию, однако, часто является относительно низким в этот момент дня и наиболее востребован в начале утра, когда люди просыпаются и готовятся. Наличие жизнеспособного решения батареи, установленного в сочетании с солнечными батареями, делает большой шаг в направлении решения этих проблем. (См. Также: Как получить прибыль от солнечной энергии .)

Батареи PowerWall также могут обеспечить бесперебойную работу дома во время штормов или других отключений вместо традиционных газовых генераторов. Они также могут обеспечивать электроэнергией районы мира, где электричество мало или сетка ненадежна. Присоединение PowerWall к солнечной или ветровой генерации в отдаленной деревне может дать им надежный источник электроэнергии 24 часа в сутки.

Экономика владения PowerWall

Некоторые люди могут увольнять батареи PowerWall от Tesla как вещь тщеславия, зарезервированную для богатых, во многом так же, как и автомобили Tesla. В то время как $ 3, 500 могут показаться большой суммой для того, чтобы выложить за то, что по сути является гигантской батареей, может быть целесообразно более внимательно изучить экономические основы смелого энергетического видения Муска, а затем посмотреть за их пределы.

Ни в рекламируемой цене 10kWh, ни в 7 кВт-ч системах нет затрат на установку или $ 2 000 для аппаратного обеспечения для подключения к домашнему выключателю.Некоторые расчеты положили эффективную цену на массив PowerWall на уровне 30 центов за кВтч, что почти в три раза дороже средней цены на дом в Соединенных Штатах.

В качестве сравнения Generac (GNRC GNRCGenerac Holdings Inc50. 60 + 0. 80% Создано с Highstock 4. 2. 6 ), ведущим производителем генератора , предлагает генератор мощностью 11 кВт, который работает на пропане или природном газе и стоит около 2 500 долл. США. Генератору требуется прямая газовая линия или резервуар для хранения пропана объемом 250 галлонов, которые могут быть дорогостоящими для установки - и вам все равно придется платить для топлива. По одной из оценок цена пропана на 17% выше электричества через сетку. Более того, масштабирование традиционных генераторов затруднено, тогда как модульные блоки PowerWall могут быть легко добавлены, если потребность в энергопотреблении домашних хозяйств возрастает.

Хотя стоимость установки солнечной панели в дополнение к PowerWall является дорогостоящей, солнечные установки резко снизились за последние несколько лет из-за снижения издержек производства, более эффективных процессов установки в результате увеличения эффекта масштаба и щедрые правительственные субсидии в некоторых местах. Налоговые льготы делают солнечную установку более доступной для домашних хозяйств, а солнечные компании часто предлагают щедрые стимулы для домовладельцев, которые снижают первоначальные издержки и могут снизить затраты на электроэнергию за кВт / ч ниже сеточных цен за счет чистого замера.

Конечно, можно утверждать, что батареи Tesla и также генераторы с газовым питанием - это предметы роскоши. Но аварийные источники питания получили популярность после недавних экстремальных погодных явлений, таких как ураганы Ирен и Сэнди, а также массовые снегопады, которые поразили восточное побережье зимой 2014-2015 годов. Это не цель PowerWall - еще - полностью снять дома с электросети. Скорее, это жизнеспособная альтернатива газогенераторам для резервного питания в периоды необходимости.

Но самым важным экономическим эффектом системы PowerWall от Tesla является увеличение культурного капитала, который он будет производить. Как и большинство других технологических инноваций за последние 150 лет от газового освещения до смартфонов, более богатыми могут быть первые усыновители, но их интерес создает необходимые условия для развития экономики масштаба, которая ставит новую технологию в руки каждого пользователя.

Нижняя линия

Батареи PowerWall от Tesla - захватывающая разработка в области технологий хранения энергии. Хотя они не изобретают колесо, они делают существующую технологию литий-ионных батарей более доступной и доступной в больших масштабах.

Тесла также имеет преимущество своего генерального директора, Элона Муска, который имеет репутацию и рекорд для решения сложных технических задач и успеха. Батареи PowerWall и их преемники, вероятно, станут еще более дешевыми и эффективными с конкуренцией и постоянными исследованиями и разработками. В двадцать лет может показаться странным видеть такую ​​батарею в подвале или гараже каждого дома.