Tesla Powerwall presenteras den 30 april, 2015. © Patrick T. Fallon/Reuters/Corbis I april 2015, Tesla Motors utlöste ett högspännings-surr bland solkraftsanvändare och verktygsindustrin genom att tillkännage sitt inträde på hemmamarknaden och industriella batterimarknaden. Företaget skulle erbjuda två hemmabatterier, en 7 kilowattimmars Powerwall för daglig användning ($ 3, 000) och a10 kwh -version för reservkraft ($ 3, 500), samt ett skalbart 400 kWh kommersiellt/nyttobatteri för stora byggnader [källa:CNN].
Inom den första veckan, företaget hade staplat upp 38, 000 reservationer för Powerwalls och 2, 500 order för större kraftpaket [källor:Geuss; Randall]. Drivet av surret var förhoppningen om att Teslas nya produkter kan starta konsumentens flaggande intresse för självlagring av solenergi genom att balansera kontanter per kilowatt-ekvationen till förmån för bankenergi.
Att nå den vändpunkten är avgörande för solens framtid. Även om soltekniken har tagit stora framsteg, dess största nackdel förblir densamma:Solceller måste skörda energi medan solen skiner. Det betyder tills vi börjar parkera solpaneler i rymden och strålar kraft tillbaka till jorden, solanvändare måste spendera sina nätter på att koppla till nätet, förbrukar generatorkraft eller återskapar pionjärdagar. Helst, de kunde lagra dagens solenergi för att "självkonsumera" på natten, men batterierna som för närvarande finns på marknaden lämnar något att önska.
Huvudsakligen, de är för dyra. Kostnaderna kan nå upp till $ 600 per kwh lagringsutrymme, med $ 100 per kwh som markerar ett slags branschljudspärr. För att sätta det i perspektiv, det genomsnittliga amerikanska hushållet använder cirka 30 kwh per dag. Från och med mars 2015, den genomsnittliga bostadskostnaden för att dricka från nätet klockade in till 12,35 cent per kwh, eller cirka 3,71 dollar per dag [källor:USEIA; USEIA].
Som de laddningsbara batterierna i din kamera eller mobiltelefon, dessa energiceller kan bara laddas så många gånger innan de försämras. Det ger nuvarande hushålls- och industribatterier en livslängd på cirka 3-10 år och håller batterikostnaderna höga [källor:Aziz; NMSEA]. Många amerikanska solanvändare, både bostäder och kommersiella, upptäck att det bara är bättre att sälja överskottsenergi till elnätet under dagen och köpa tillbaka det på natten [källor:Galbraith; Geuss; NMSEA]. Men till de grönsinnade, denna byte, som byter ut grön energi för fossilt bränsle, är en skrämmande djävulens fynd.
Om Powerwall ger några solkonsumenter hopp om att ett bättre fynd är på gång, då ger det också Teslas framtidsutsikter energi, både på bil- och energimarknaden. För att sänka kostnaderna för Tesla Motors sida av verksamheten, som för närvarande förlorar $ 15, 000 per såld modell S, företaget behöver komma in i batteriverksamheten på ett stort sätt [källa:Helman]. En större efterfrågan på Tesla Energy batteriteknik, en del av den byggde på samma batteriryggrad som Model S, kan hjälpa till att finansiera viktiga fabriks- och FoU -anläggningar. De resulterande skalfördelarna kan också förändra marknaden för solbatterier.
Men inte alla är övertygade om att hypen är berättigad, åtminstone inte än.
© 2015 HowStuffWorks, en division av Infospace LLC Innehåll
Det finns ingen tvekan om att intresset för solbaserad kraft ökar. Bara 2014, solceller i USA toppade 2013 nivåer med 6,2 gigawatt. Det är en 30 -procentig bump som sannolikt kommer att fortsätta in i 2015, drivs av att sänka kostnaderna, incitamentsprogram och ökningen av leasingplaner [källa:Cusick och ClimateWire]. Under de närmaste fem åren, solenergi kommer att stå för mer än 50 procent av energin i Kalifornien (under soltimmar) [källa:Randall].
Men solenergi, som de flesta förnybara källor, förblir en blandad påse. Precis som tidiga paneler knappt dribblade tillräckligt med juice för att motivera sina kostnader, nuvarande lagringsalternativ är bara vettiga för en liten delmängd av solanvändare [källa:Cusick och ClimateWire]. I avlägsna områden, där nätanslutningar går till det dyra och oregelbundna, även klumpiga batterier är vettiga. Detsamma gäller högkostnader, lågförbrukande länder som Tyskland, eller på Hawaii, där de betalar tre gånger så mycket för energi som fastlandet gör [källor:Galbraith; Geuss; Helman; Randall].
Men i resten av USA, energipriserna förblir så billiga att de flesta hushåll är bättre på att hålla fast vid modellen för återköp, en byte som först möjliggjordes av Public Utility Regulatory Policies Act (PURPA) 1978. Avsedd att reformera räntestrukturer, stödja kraftvärme och boj alternativ energi, PURPA öppnade också dörren för mindre enheter att utmana energimonopol [källa:NMAH]. Ett effektivt och kostnadseffektivt batteri kan öka det gapet, och det är där Tesla kommer in.
För närvarande, Tyska solpatroner spenderar $ 2, 200 per kwh för lagringsprodukter från det österrikiska företaget Fronius Energy [källa:Galbraith]. Det inkluderar ett stort mini-kylskåp stort batteri, en energimätare och en växelriktare med stor ryggsäck för att omvandla batteriets likström (DC) till växelström (AC) som huset kan använda. Jämför det med Teslas snygga, väggmonterad Powerwall, som erbjuder ett 7 kwh dagligt cykelbatteri för $ 3, 000 (inverter ingår ej), och du börjar se varför Fronius har ingått ett partnerskap med Tesla för att tillhandahålla Powerwall till sina kunder [källor:Fronius International; Galbraith].
Men Fronius och Tesla är långt ifrån de enda spelen i stan. De möter hård konkurrens från kontantrika, beprövade företag som Samsung SDI och LG Chem, liksom mindre företag, varav några, som startstam, har gjort inhopp med ett eller flera större verktyg [källa:brudgummen].
När det gäller Hawaii, Tesla planerar att erbjuda batteriet med daglig cykel 2016, samma år flyttar den in i Asien-Stillahavsområdet. Solmedborgare i Aloha -staten, som för närvarande betalar ut 37 cent per kwh jämfört med USA:s genomsnitt på 12,5, skulle betala en beräknad 15 cent per kwh med Powerwall [källor:Geuss; Helman; Randall].
Allt låter lovande. Så varför tvivlar vissa fortfarande?
Sagan om bandetTesla erbjuder två Powerwall -hemmodeller, ett 7 kwh dagligt cykelbatteri och ett 10 kwh veckovis reservbatteri. Enheterna levererar 2 kW kontinuerligt (3,3 kW topp) vid 350-450 volt och 5,8 ampere (8,6 ampertopp). För att sätta det i perspektiv, bärbara datorer och Blu-ray-spelare använder cirka 0,015 kW, medan en 7, 000 till 10, 000 Btu luftkonditionering tar upp 1,0-1,5 kW under körning, och 2-3 gånger så mycket vid start [källa:DonRowe.com].
Om du tänker på energi som vatten, sedan beskriver kilowatt rörets storlek och kwh definierar hur mycket tanken kommer att rymma - eller hur många "gallon" du använder över tid. Således, en 1,0 kW luftkonditionering tar upp hälften av din kraftledning och tömmer din 7 kwh energitank på mindre än 7 timmar. Kom ihåg, fastän, att apparater bara drar ström när de körs, så även energitunga apparater som mikrovågor kan fungera om de hanteras korrekt.
Powerwalls fungerar med enfas eller trefas elnät och är klassade för inomhus eller utomhus användning och för temperaturer på minus 4 till 110 F (minus 20 till 43 C). Powerwalls mäter 51,2 x 33,9 x 7,1 tum (130 centimeter x 86 centimeter x 18 centimeter) och levereras med 10 års garanti. DC/AC -omformaren säljs separat.
Läs mer
Teslas batterier för företag och elföretag (bilden här) gav energi till den stora Powerwall -avslöjningen den 30 april, 2015. Tesla kunde lyckas med kommersiella kunder före privatkunder. © Patrick T. Fallon/Reuters/Corbis Hembatteriköpare står inför ett problem som är välkänt för alternativa strömanvändare, nämligen, att besparingarna inte kompenserar kostnaderna, åtminstone inte än. Många kritiker hävdar att alla utom de mest sparsamma apparaterna snabbt kommer att tappa upp de 2 kilowatt batterierna rinner ut, speciellt när du kör värmare eller luftkonditionering under brownouts, men inte att alla håller med om poängen (se föregående sidofält) [källor:Galbraith; Geuss; Randall; Tesla Motors].
Ändå, det är meningsfullt att använda bilbatterier för att driva hem och ingenjörer har sparkat runt idén sedan minst 2010. Elbilsbatterier, som släpper ut mycket mer juice än hemvariet, behålla cirka 75 procent av sin kapacitet när de byts ut-mer än tillräckligt för att driva ett stort hus [källor:Sherman; Wald].
Men det användningsfall som har mest löfte just nu är mindre bostäder och mer kommersiellt:Teslas skalbara 400 kWh affärs-/elbatterier, består av samma grundceller som Tesla Motors använder i sin Model S [källor:CNN; Vance]. För verktyg, anledningen har att göra med topp energibehov.
Det visar sig att företag tycker att timmar och dagar med högsta energibehov är nästan lika kostsamma och irriterande som vi gör. Det är för att, för att hålla jämna steg med den extra neddragningen, energiföretag måste upprätthålla speciella toppkraftverk, aka högtalare eller toppar , som sitter ledigt mycket av tiden. För att göra saken värre, dessa växter, som måste slås på och av snabbt, bränna dyr naturgas (även om vissa går på eldningsolja eller vattenkraft). Billig, pålitliga batterier kan tillåta verktyg att sprida lasten, lagra billig energi från högtrafiken och dispensera den under högtider [källor:Illinois EPA; Oglethorpe Power; Randall].
Några verktyg, inklusive södra Kalifornien Electric och Texas-baserade OnCor, testar redan denna metod [källa:Randall]. Om det hänger med, ditt hus kan snart gå på batteri oavsett om du köper en Powerwall eller inte.
Under tiden, företag som Walmart, Amazon och Google testar Teslas batterier som ett sätt att sänka energikostnaderna, få ut det mesta av ren energi på plats och tillhandahålla energibackup för drift och datacenter [källor:Randall; Vance].
Kortfattat, prognoserna för verktygs- och affärssidan ser bra ut, och det kan få konsumentsidan att se allt bättre ut. Men måste hushållsanvändare vänta på att marknadskrafterna ska göra sin magi, eller kan de gröna guruerna göra ett fall för Tesla Powerwalls idag?
Lär känna dina litiumjonbatterierLitiumjon, eller Li-ion, batterier finns i en mängd olika smaker. Teslas 7 kwh nickel-manganbatteri och dess 10 kwh nickel-kobolt-backup använder båda Li-ion-celler, men var och en utmärks av blandningen av material som utgör dess katod (elektroden genom vilken ström lämnar en cell) [källor:Geuss; Randall].
Teslas bilar använder NCA -batterier med katoder av litium, nickel, kobolt och aluminiumoxid. Dess 10 kwh Powerwall förmodligen förpackningar någon version av denna hög energi-densitet cell. Omvänt, dess 7 kwh NMC -batterier använder ett nickel, mangan- och koboltoxidkatod, som låter dem cykla effektivt och oftare [källor:Fehrenbacher; Geuss; Belysning Global; Randall].
Läs mer
Tesla Motors -fabriken som visas här sprider sig över Fremont, Kalifornien. Tesla planerar att öppna en annan fabrik i Nevada som kan påbörja produktionen 2017. © Steve Proehl/Proehl Studios/Corbis Strax efter Teslas stora tillkännagivande, kritiker tog bort en del av glansen av Powerwalls snygga linsformade fodral, hävdar att enheterna bara var ekonomiskt vettiga som leksaker för rika, gröna tidiga adopters [källa:Helman]. Även den största amerikanska takinstallatören, SolarCity, vars ordförande och största aktieägare är Teslas vd Elon Musk, valde att inte till en början tillhandahålla Powerwalls till nuvarande kunder, säger att de ännu inte är kostnadseffektiva [källor:Geuss; Randall; Vance]. Istället, företaget planerar att erbjuda batterierna till sina hawaiiska kunder under 2016 [källor:Geuss; Helman; Randall]. Det kommer också att tillåta nya kunder att välja Powerwall som en del av ett nio år, $ 5, 000 hyresplan, eller att köpa det själva för $ 7, 140 - ett rejält ryck jämfört med Teslas $ 3, 000 prislapp [källor:Galbraith; Downing och Goossens; Randall].
Varför extra kostnad? Vi kan spekulera i att en del av de extra kontanterna kommer att täcka leasingavgifter och kostnader för en växelriktare. Tesla hävdar att Powerwall inte kräver något underhåll, men andra detaljer som påverkar batteriernas livslängd förblir oklara och obevisade, så en del av priset kan inkludera ersättningskostnader. Nuvarande djupcykelbatterier behöver bytas ut ungefär fyra gånger under solpanelernas livslängd. Det är också möjligt att, med tanke på Powerwalls ström på 2 kW, SolarCity planerar att utrusta sina kunder med två enheter vardera [källa:Helman].
Powerwall -adopters kan trimma mycket fett, och möjligen få sina spel att betala, genom att äga sin egen utrustning eller genom att samla samhällsresurser men, på nytt, detta är till stor del spekulativt [källor:Helman; Gangemi].
Tills vidare, Teslas inträde på batterimarknaden är ett spel, och en stor. På den positiva sidan, Tesla har redan knutit partnerskap med företagets tunga hitters, och dess prispunkt ser attraktiv ut för verktyg. The greenies och gadget -junkies i världen kommer att vara med oavsett vad och, när det gäller bang per buck, ingen annan bostadscell är lämplig för att hålla Teslas batterilåda. Om kostnaden för litiumjonbatterier fortsätter att sjunka lika snabbt som PV-system, då kan framtiden för Teslas stationära batterier verkligen se ljus ut [källa:Randall].
Som sagt, i absoluta tal är Powerwall fortfarande dyr. Dessutom, företaget som gör det på väg att förlora 500 miljoner dollar 2015, brinner genom pengar som däckgummi och sportar den typ av överampade aktiekurser som skulle få en dot-com att rodna-allt detta kan bidra till ett hållbarhetsföretag som inte är särskilt hållbart [källor:Helman].
Tesla Powerwalls kommer att bli tillgänglig under sensommaren 2015 i USA, någon gång det året i Europa och tidigt nästa i Asien-Stillahavsområdet [källa:Galbraith]. Efter det, bara tiden får utvisa om Teslas batterier stöter på nätet eller brister.
GigafactoryAtt gå bort från Panasonic och Samsung batterier och tillverka egna är en viktig del i Teslas planer. För att göra skiftet, företaget bygger en batterianläggning på 5 miljarder dollar i norra Nevada [källor:Randall; Vance]. Denna så kallade gigafactory är planerad att starta produktionen 2017 och beräknas släcka 30 gigawattimmar batterikapacitet årligen-mer än hela den globala produktionen 2013 [källa:Gies]. Men kritiker har uttryckt oro över att Teslas uppskattade nät-noll-energi-anläggning kommer att gnissa vatten i en region som inte har råd att förlora en droppe, och de ifrågasätter om fabriken kan göra det rent eller hållbart [källa:Chereb].
Den verkliga historien om Tesla Energy är utan tvekan gigafabriken som just nu byggs i norra Nevada. Om man ska tro dess produktionsprognoser, världen kan faktiskt behöva kämpa för att producera tillräckligt med litium för att hänga med - åtminstone om den vill hålla nere koldioxidavtrycket. Men om det går att göra, och om de kan lyckas att inte göra Renos vattenförsörjning i konkurs, fördelarna med batteriteknik kan verkligen förändras.
