Il Tesla Powerwall viene presentato il 30 aprile, 2015. © Patrick T. Fallon/Reuters/Corbis Ad aprile 2015, Tesla Motors ha suscitato scalpore tra gli utenti di energia solare e i fanatici del settore dei servizi di pubblica utilità annunciando il suo ingresso nel mercato delle batterie domestiche e industriali. L'azienda offrirebbe due batterie domestiche, un Powerwall da 7 kilowattora per l'uso quotidiano ($ 3, 000) e una versione da 10 kwh per alimentazione di riserva ($ 3, 500), così come una batteria commerciale/utility scalabile da 400 kwh per grandi edifici [fonte:CNN].
Entro la prima settimana, la società aveva accumulato 38, 000 prenotazioni per Powerwall e 2, 500 ordini per alimentatori più grandi [fonti:Geuss; Randall]. Ad alimentare il ronzio c'era la speranza che i nuovi prodotti di Tesla potessero far ripartire l'interesse dei consumatori per l'auto-immagazzinamento solare riequilibrando l'equazione del denaro per chilowatt a favore dell'energia accumulata.
Raggiungere quel punto di svolta è essenziale per il futuro del solare. Sebbene la tecnologia solare abbia fatto passi da gigante, il suo principale svantaggio rimane lo stesso:le celle solari devono raccogliere energia mentre il sole splende. Ciò significa che finché non inizieremo a parcheggiare i pannelli solari nello spazio e a trasmettere energia alla Terra, gli utenti solari devono trascorrere le notti allacciandosi alla rete, consumando la potenza del generatore o rievocando i giorni dei pionieri. Idealmente, potrebbero immagazzinare l'energia solare del giorno per "autoconsumarsi" di notte, ma le batterie attualmente in commercio lasciano a desiderare.
Principalmente, sono troppo costosi. I costi possono raggiungere fino a $ 600 per kwh di stoccaggio, con $ 100 per kwh che segnano una sorta di barriera del suono nel settore. Per metterlo in prospettiva, la famiglia americana media consuma circa 30 kwh al giorno. A partire da marzo 2015, il costo medio residenziale per bere dalla rete è stato di 12,35 centesimi per kwh, o circa $ 3,71 al giorno [fonti:USEIA; USEIA].
Come le batterie ricaricabili della fotocamera o del telefono cellulare, queste celle energetiche possono ricaricarsi solo tante volte prima di degradarsi. Ciò conferisce alle attuali batterie domestiche e industriali una durata di circa 3-10 anni e mantiene alti i costi della batteria [fonti:Aziz; NMSEA]. Molti utenti solari americani, sia residenziale che commerciale, scoprire che vendere semplicemente l'energia in eccesso alla rete elettrica durante il giorno e riacquistarla di notte paga meglio [fonti:Galbraith; Geuss; NMSEA]. Ma per la mentalità verde, questo scambio, che baratta energia verde per energia da combustibili fossili, è un fastidioso patto del diavolo.
Se il Powerwall dà speranza ad alcuni consumatori di energia solare che un affare migliore è in vista, quindi stimola anche le prospettive future di Tesla, sia nel mercato automobilistico che in quello energetico. Per ridurre i costi dell'attività di Tesla Motors, che attualmente perde $ 15, 000 per Model S venduto, l'azienda ha bisogno di entrare nel settore delle batterie in grande stile [fonte:Helman]. Una maggiore domanda per la tecnologia delle batterie Tesla Energy, alcuni di questi sono costruiti sulla stessa batteria della Model S, potrebbe aiutare a finanziare stabilimenti essenziali e strutture di ricerca e sviluppo. Le economie di scala risultanti potrebbero trasformare anche il mercato delle batterie solari.
Ma non tutti sono convinti che l'hype sia giustificato, almeno non ancora.
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Non c'è dubbio che l'interesse per l'energia solare sia in aumento. Solo nel 2014 l'energia fotovoltaica negli Stati Uniti ha superato i livelli del 2013 di 6,2 gigawatt. È un aumento del 30% che probabilmente continuerà nel 2015, stimolato dal calo dei costi, programmi di incentivi e l'aumento dei piani di leasing [fonte:Cusick e ClimateWire]. Nei prossimi cinque anni, l'energia solare rappresenterà oltre il 50 percento dell'energia in California (durante le ore di sole) [fonte:Randall].
Ma l'energia solare, come la maggior parte delle fonti rinnovabili, rimane un miscuglio. Proprio come i primi pannelli hanno a malapena gocciolato abbastanza succo da giustificare i loro costi, le attuali opzioni di archiviazione hanno senso solo per un piccolo sottoinsieme di utenti solari [fonte:Cusick e ClimateWire]. Nelle aree remote, dove i collegamenti alla rete corrono verso il costoso e irregolare, anche le batterie ingombranti hanno senso. Lo stesso vale per i costi elevati, paesi a basso consumo come la Germania, o alle Hawaii, dove pagano tre volte tanto per l'energia come fanno i continentali [fonti:Galbraith; Geuss; Helman; Randall].
Ma nel resto degli Stati Uniti, le tariffe energetiche rimangono abbastanza economiche da consentire alla maggior parte delle famiglie di attenersi al modello sell-buyback, uno scambio reso possibile prima dal Legge sulle politiche di regolamentazione dei servizi pubblici (PURPA) del 1978. Destinato a riformare le strutture tariffarie, sostenere la cogenerazione e favorire l'energia alternativa, PURPA ha anche aperto la porta a entità più piccole per sfidare i monopoli energetici [fonte:NMAH]. Una batteria efficiente ed economica potrebbe ampliare questo divario, ed è qui che entra in gioco Tesla.
Attualmente, I clienti solari tedeschi spendono $ 2, 200 per kwh per i prodotti di stoccaggio forniti dalla società austriaca Fronius Energy [fonte:Galbraith]. Ciò include una grande batteria di dimensioni mini-frigo, un contatore di energia e un inverter di grandi dimensioni per convertire la corrente continua (DC) della batteria in corrente alternata (AC) utilizzabile dalla casa. Confrontalo con l'elegante di Tesla, Powerwall a parete, che offre una batteria a ciclo giornaliero da 7 kwh per $ 3, 000 (inverter non incluso), e inizi a capire perché Fronius ha stretto una partnership con Tesla per fornire Powerwall ai suoi clienti [fonti:Fronius International; Galbraith].
Ma Fronius e Tesla non sono gli unici giochi in città. Affrontano la forte concorrenza di ricchi di contanti, aziende affermate come Samsung SDI e LG Chem, così come le aziende più piccole, alcuni dei quali, come l'avvio di Stem, hanno fatto breccia con una o due importanti utility [fonte:Groom].
Per quanto riguarda le Hawaii, Tesla prevede di offrire l'opzione della batteria a ciclo giornaliero nel 2016, nello stesso anno si sposta nella regione Asia-Pacifico. Cittadini solari dello Stato di Aloha, che attualmente sborsano 37 centesimi per kwh rispetto alla media statunitense di 12,5, pagherebbe un previsto 15 centesimi per kwh usando Powerwall [fonti:Geuss; Helman; Randall].
Sembra tutto promettente. Allora perché alcune persone nutrono ancora dubbi?
Il racconto del nastroTesla offre due modelli domestici Powerwall, una batteria a ciclo giornaliero da 7 kwh e una batteria tampone a ciclo settimanale da 10 kwh. Le unità erogano 2 kW continui (3,3 kW di picco) a 350-450 volt e 5,8 amp (8,6 amp di picco). Per metterlo in prospettiva, laptop e lettori Blu-ray utilizzano circa 0,015 kW, mentre un 7, 000 a 10, Il condizionatore d'aria da 000 Btu occuperà 1,0-1,5 kW durante il funzionamento, e 2-3 volte tanto durante l'avvio [fonte:DonRowe.com].
Se pensi all'energia come all'acqua, quindi i kilowatt descrivono la dimensione del tubo e i kwh definiscono quanto il serbatoio reggerà o quanti "galloni" usi nel tempo. Così, un condizionatore d'aria da 1,0 kW occuperà metà della tua conduttura elettrica e drenerà il tuo serbatoio di energia da 7 kwh in meno di 7 ore. Tenere presente, anche se, che gli elettrodomestici assorbono energia solo durante il funzionamento, quindi anche gli elettrodomestici ad alta intensità energetica come i microonde possono funzionare se gestiti correttamente.
I Powerwall funzionano con reti elettriche monofase o trifase e sono classificati per uso interno o esterno e per temperature da meno 4 a 110 F (meno 20 a 43 C). I Powerwall misurano 51,2 x 33,9 x 7,1 pollici (130 centimetri x 86 centimetri x 18 centimetri) e sono coperti da una garanzia di 10 anni. L'inverter DC/AC è venduto separatamente.
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Le batterie di Tesla per aziende e società di servizi pubblici (nella foto qui) hanno fornito energia per la grande presentazione di Powerwall il 30 aprile, 2015. Tesla potrebbe avere successo con i clienti commerciali prima che con i clienti residenziali. © Patrick T. Fallon/Reuters/Corbis Gli acquirenti di batterie domestiche affrontano un problema familiare agli utenti energetici alternativi, vale a dire, che il risparmio non compensi i costi, almeno non ancora. Molti critici sostengono che tutti gli elettrodomestici, tranne i più frugali, divoreranno rapidamente i 2 kilowatt che le batterie emettono, soprattutto quando si accendono riscaldatori o condizionatori d'aria durante i brownout, ma non che tutti siano d'accordo su quel punteggio (vedi barra laterale precedente) [fonti:Galbraith; Geuss; Randall; Tesla Motors].
Tuttavia, usare batterie per auto per alimentare le case ha senso, e gli ingegneri hanno dato il via all'idea almeno dal 2010. Batterie per auto elettriche, che sprigionano molto più succo della varietà casalinga, mantengono circa il 75% della loro capacità quando vengono sostituiti, più che sufficienti per gestire una casa di buone dimensioni [fonti:Sherman; Wald].
Ma il caso d'uso più promettente in questo momento è meno residenziale e più commerciale:le batterie scalabili per aziende/utility da 400 kwh di Tesla, costituito dalle stesse celle di base che Tesla Motors utilizza nel suo Model S [fonti:CNN; Vance]. Per le utenze, la ragione ha a che fare con la domanda di energia di punta.
Si scopre che le utenze trovano le ore e i giorni di picco della domanda di energia costose e irritanti quanto noi. È perché, per tenere il passo con il prelievo extra, le società energetiche devono mantenere speciali centrali elettriche di picco, alias piante di picco o picchi , che restano inattivi per la maggior parte del tempo. A peggiorare le cose, queste piante, che deve accendersi e spegnersi velocemente, bruciare gas naturale costoso (anche se alcuni funzionano con olio combustibile o energia idroelettrica). A buon mercato, batterie affidabili potrebbero consentire alle utenze di distribuire il carico, immagazzinare energia non di punta a basso costo e distribuirla durante le ore di punta [fonti:Illinois EPA; Potere di Oglethorpe; Randall].
Alcune utenze, tra cui Southern California Electric e OnCor con sede in Texas, stanno già testando questo approccio [fonte:Randall]. Se prende piede, la tua casa potrebbe presto funzionare a batteria, indipendentemente dal fatto che acquisti un Powerwall o meno.
Nel frattempo, aziende come Walmart, Amazon e Google stanno testando le batterie di Tesla come un modo per abbassare i costi energetici, ottenere il massimo dall'energia pulita in loco e fornire backup di alimentazione per operazioni e data center [fonti:Randall; Vance].
In breve, le previsioni per quanto riguarda l'utilità e il lato commerciale sembrano buone, e questo potrebbe migliorare sempre di più il lato consumatore. Ma gli utenti domestici devono aspettare che le forze del mercato facciano la loro magia, o i guru del verde possono oggi sostenere i Tesla Powerwall?
Conosci le tue batterie agli ioni di litioagli ioni di litio, o agli ioni di litio, le batterie sono disponibili in una varietà di gusti. La batteria al nichel-manganese da 7 kwh di Tesla e il suo backup al nichel-cobalto da 10 kwh utilizzano entrambi celle agli ioni di litio, ma ciascuno si distingue per la miscela di materiali che costituisce il suo catodo (l'elettrodo con cui la corrente lascia una cella) [fonti:Geuss; Randall].
Le auto di Tesla utilizzano batterie NCA con catodi al litio, nichel, cobalto e ossido di alluminio. Il suo Powerwall da 10 kwh probabilmente racchiude una versione di questa cella ad alta densità di energia. Al contrario, le sue batterie NMC da 7 kwh impiegano un nichel, catodo di ossido di manganese e cobalto, che consente loro di pedalare in modo efficiente e più spesso [fonti:Fehrenbacher; Geuss; Illuminazione globale; Randall].
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La fabbrica Tesla Motors mostrata qui si estende su Fremont, California. Tesla prevede di aprire un'altra fabbrica in Nevada che potrebbe iniziare la produzione nel 2017. © Steve Proehl/Proehl Studios/Corbis Poco dopo il grande annuncio di Tesla, i critici hanno tolto un po' di lustro all'elegante custodia lenticolare di Powerwall, sostenendo che i dispositivi avevano un senso finanziario solo come giocattoli per ricchi, primi utilizzatori verdi [fonte:Helman]. Anche il più grande installatore di tetti degli Stati Uniti, SolarCity, il cui presidente e maggiore azionista è il CEO di Tesla Elon Musk, ha scelto di non fornire inizialmente Powerwall ai clienti attuali, dicendo che non sono ancora convenienti [fonti:Geuss; Randall; Vance]. Anziché, la società prevede di offrire le batterie ai propri clienti hawaiani nel 2016 [fonti:Geuss; Helman; Randall]. Inoltre consentirà ai nuovi clienti di optare per Powerwall come parte di un programma di nove anni, $ 5, 000 piano di locazione, o per comprarlo da soli a $7, 140 - una bella scossa rispetto ai $ 3 di Tesla, 000 cartellino del prezzo [fonti:Galbraith; Downing e Goossens; Randall].
Perché il costo aggiuntivo? Possiamo ipotizzare che parte del denaro extra coprirà i canoni di leasing e i costi di un inverter. Tesla afferma che il suo Powerwall non richiede manutenzione, ma altri dettagli che influiscono sulla durata delle batterie rimangono poco chiari e non provati, quindi parte del prezzo potrebbe includere i costi di sostituzione. Le attuali batterie a ciclo profondo devono essere sostituite circa quattro volte durante la vita dei pannelli solari. È anche possibile che, dato il flusso di 2 kW del Powerwall, SolarCity prevede di dotare i suoi clienti di due unità ciascuno [fonte:Helman].
Gli utilizzatori di Powerwall potrebbero tagliare molto grasso, e possibilmente far fruttare le loro scommesse, possedendo le proprie attrezzature o mettendo in comune le risorse della comunità ma, ancora, questo è in gran parte speculativo [fonti:Helman; Gangemi].
Per adesso, L'ingresso di Tesla nel mercato delle batterie è una scommessa, e uno grande. Sul lato positivo, Tesla ha già stretto partnership con grandi aziende, e il suo prezzo sembra attraente per i servizi di pubblica utilità. I verdi e i drogati di gadget del mondo si uniranno a qualunque cosa e, in termini di rapporto qualità-prezzo, nessun'altra cella residenziale è adatta a contenere la scatola della batteria di Tesla. Se il costo delle batterie agli ioni di litio continua a diminuire alla stessa velocità di quello degli impianti fotovoltaici, quindi il futuro delle batterie stazionarie di Tesla potrebbe sembrare davvero brillante [fonte:Randall].
Detto ciò, in termini assoluti il Powerwall rimane costoso. Inoltre, la società che lo produce è sulla buona strada per perdere 500 milioni di dollari nel 2015, brucia denaro come la gomma dei pneumatici e mette in mostra il tipo di prezzi delle azioni sovradimensionati che farebbero arrossire le dot-com, il che potrebbe sommarsi a una società di sostenibilità che non è molto sostenibile [fonti:Helman].
I Tesla Powerwall saranno disponibili alla fine dell'estate 2015 negli Stati Uniti, qualche volta quell'anno in Europa e all'inizio del prossimo nella regione Asia-Pacifico [fonte:Galbraith]. Dopo di che, solo il tempo dirà se le batterie di Tesla scuotono la rete o si esauriscono.
La GigafabbricaL'allontanamento dalle batterie Panasonic e Samsung e la produzione propria è un elemento chiave nei piani di Tesla. Per fare il cambio, la società sta costruendo un impianto di batterie da $ 5 miliardi nel nord del Nevada [fonti:Randall; Vance]. Questa cosiddetta gigafactory dovrebbe iniziare la produzione nel 2017 e dovrebbe sfornare 30 gigawattora di capacità della batteria all'anno, più dell'intera produzione globale del 2013 [fonte:Gies]. Ma i critici hanno espresso preoccupazione per il fatto che il pubblicizzato impianto a energia netta zero di Tesla tracannerà acqua in una regione che non può permettersi di perdere una goccia, e si chiedono se la fabbrica possa farlo in modo pulito o sostenibile [fonte:Chereb].
La vera storia di Tesla Energy è probabilmente la gigantesca fabbrica attualmente in costruzione nel nord del Nevada. Se si devono credere alle sue proiezioni di produzione, il mondo potrebbe effettivamente dover lottare per produrre abbastanza litio per tenere il passo - almeno, se vuole mantenere bassa l'impronta di carbonio. Ma se si può fare, e se riescono a non far fallire l'approvvigionamento idrico di Reno, i vantaggi per la tecnologia delle batterie potrebbero essere davvero trasformativi.
