18新利最新登入特斯拉Powerwall是如何工作的

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特斯拉Powerwall于2015年4月30日发布。
©Patrick T. Fallon/路透社/Corbis

2015年4月,特斯拉汽车宣布进入家用和工业电池市场,在太阳能用户和公用事业行业的书呆子中引发了高度紧张的讨论。该公司将提供两个家用电池,一个用于日常使用的7千瓦时Powerwall(3000美元)和一个用于备用电源的10千瓦时版本(3500美元),以及一个用于大型建筑的可扩展的400千瓦时商用/公用电池[来源:美国有线电视新闻网].

在第一周内,该公司就收到了3.8万份powerwall的预订和2500份更大的电池组的订单[来源:Geuss兰德尔].推波助澜的是人们希望特斯拉的新产品能提振消费者对特斯拉日渐萎靡的兴趣太阳能通过重新平衡每千瓦的现金方程,以支持银行能源的自我存储。

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达到这一临界点对太阳能的未来至关重要。尽管太阳能技术已经取得了很大的进步,但它的主要缺点仍然存在:太阳能电池必须在太阳照射时收集能量。这意味着,在我们开始在太空中放置太阳能电池板并将电力传回地球之前,太阳能用户必须在夜间与电网连接,消耗发电机的电力或重演先驱时代。理想情况下,它们可以储存白天的太阳能,在晚上“自我消耗”,但目前市场上的电池还有待改进。

主要是太贵了。储能成本可高达每千瓦时600美元,每千瓦时100美元标志着一种行业音障。从这个角度来看,美国家庭平均每天使用大约30千瓦时。截至2015年3月,居民从电网饮用的平均成本为每千瓦时12.35美分,或每天约3.71美元[来源:USEIAUSEIA].

就像你相机或手机里的可充电电池一样,这些能量电池只能充电几次,然后就会退化。这使得目前的家用和工业电池的寿命约为3-10年,并保持电池的高成本[来源:阿齐兹;NMSEA]。许多美国太阳能用户,无论是住宅还是商业用户,都发现白天把多余的能源卖给电网,晚上再买回来会带来更好的回报[来源:加尔布雷斯Geuss;NMSEA]。但对于环保人士来说,这种用绿色能源换取化石燃料能源的交易是一场令人烦恼的魔鬼交易。

如果Powerwall让一些太阳能消费者看到了更好的交易即将到来的希望,那么它也为特斯拉的未来前景注入了活力,无论是在汽车市场还是能源市场。为了降低特斯拉汽车方面的成本,该公司需要大举进军电池业务。目前特斯拉每卖出一辆Model S就会亏损1.5万美元。大木船].对特斯拉能源电池技术的更大需求,可能有助于为必要的工厂和研发设施提供资金,其中一些电池技术是基于与Model S相同的电池骨干。由此产生的规模经济也可能改变太阳能电池市场。

但并不是所有人都相信这种炒作是合理的,至少现在还不是。

©2015 H18新利最新登入owStuffWorks, Infospace LLC的一个部门

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对更好的太阳能电池的需求

毫无疑问,人们对太阳能的兴趣正在上升。仅2014年一年,美国的光伏发电量就比2013年高出了62吉瓦。由于成本下降、奖励计划和租赁计划的增加,这一30%的增长可能会持续到2015年。库西克和气候连线].在未来五年内,太阳能将占加州能源的50%以上(在晴天)[来源:兰德尔].

但是太阳能,就像大多数一样可再生能源美国的情况仍然好坏参半。正如早期的太阳能电池板几乎没有足够的能量来证明它们的成本,目前的存储选择只对一小部分太阳能用户有意义[来源:库西克和气候连线].在偏远地区,电网连接昂贵且不稳定,即使是笨重的电池也有意义。同样的情况也发生在高成本、低消耗的国家,比如德国,或者夏威夷,他们在能源上的花费是大陆人的三倍[来源:加尔布雷斯Geuss大木船兰德尔].

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但在美国其他地区,能源价格仍然足够便宜,大多数家庭最好还是坚持回购模式公共事业管理政策法1978股。旨在改革费率结构,支持热电联产和支持替代能源,PURPA还为小型实体打开了挑战能源垄断的大门[来源:NMAH].高效、经济的电池可以扩大这一差距,这就是特斯拉的切入点。

目前,德国太阳能用户每千瓦时花费2200美元购买奥地利公司Fronius Energy提供的储能产品[来源:加尔布雷斯].这包括一个大型迷你冰箱大小的电池、一个电能表和一个大型背包大小的逆变器,用于将电池的直流电(DC)转换回住宅可以使用的交流电(AC)。将其与特斯拉的光滑的壁挂式Powerwall进行比较,后者提供7千瓦时的日循环电池,售价3000美元(不包括逆变器),你就开始明白为什么Fronius与特斯拉建立合作关系,为其客户提供Powerwall了[来源:Fronius国际加尔布雷斯].

但弗朗纽斯和特斯拉远远不是唯一的游戏。他们面临着来自三星SDI和LG化学等现金充裕、经验丰富的公司以及较小公司的激烈竞争,其中一些公司,如创业公司Stem,已经进入了一两家大型公用事业公司。

至于夏威夷,特斯拉计划在2016年提供日循环电池选项,同年它将进入亚太地区。阿罗哈州的太阳能市民目前每千瓦时的价格为37美分,而美国的平均价格为12.5美分,使用Powerwall时预计将支付15美分[来源:Geuss大木船兰德尔].

这一切听起来都很有希望。那么,为什么还有人心存疑虑呢?

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Powerwall的真正市场

2015年4月30日,特斯拉为企业和公用事业公司提供了电池,为Powerwall发布提供了能源。特斯拉可能会在商业客户中取得成功,而不是在住宅客户中。"width=
2015年4月30日,特斯拉为企业和公用事业公司提供了电池,为Powerwall发布提供了能源。特斯拉可能会在商业客户中取得成功,而不是在住宅客户中。
©Patrick T. Fallon/路透社/Corbis

家庭电池购买者面临着一个与替代能源用户相似的问题,即节省的成本无法抵消成本,至少目前还不能。许多评论家认为,除了最节约的电器外,所有的电器都会很快消耗掉电池流出的2千瓦电量,特别是在限电期间运行加热器或空调时,但并不是每个人都同意这一观点(见之前的侧栏)[来源:加尔布雷斯Geuss兰德尔特斯拉汽车].

尽管如此,用汽车电池为家庭供电还是有意义的,至少从2010年开始,工程师们就开始考虑这个想法。电动汽车电池产生的能量比家用电池多得多,更换后能保留大约75%的容量——足够一所大房子用了[来源:谢尔曼瓦尔德].

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但目前最有希望的用例不是住宅,而是更商业化:特斯拉可扩展的400千瓦时商用/实用电池,由特斯拉汽车在Model S中使用的相同基本电池组成[来源:美国有线电视新闻网万斯].对公用事业公司来说,原因与能源需求峰值有关。

事实证明,公用事业公司发现能源需求高峰的几个小时和几天几乎和我们一样昂贵和令人恼火。这是因为,为了跟上额外的下降,能源公司必须保持特殊的峰值发电厂,即峰化器工厂峰化器他们大部分时间都闲置着。更糟糕的是,这些必须快速启动和关闭的发电厂燃烧昂贵的天然气(尽管有些发电厂依靠燃料油或水力发电)。廉价、可靠的电池可以让公用事业公司分散负荷,储存廉价的非高峰能源,并在高峰时段分配[来源:伊利诺伊州环保局;Oglethorpe权力;兰德尔].

包括南加州电力公司和德克萨斯州的OnCor在内的一些公用事业公司已经在测试这种方法[来源:兰德尔].如果它流行起来,不管你买不买Powerwall,你的房子很快就可以靠电池供电了。

与此同时,沃尔玛、亚马逊和谷歌等企业正在测试特斯拉的电池,以降低能源成本,最大限度地利用现场清洁能源,并为运营和数据中心提供电力备份[来源:兰德尔万斯].

简而言之,公用事业和商业方面的前景看起来不错,这可能会让消费者方面的前景越来越好。但家庭用户必须等待市场力量发挥魔力吗?还是环保大师们现在就能证明特斯拉powerwall的可行性?

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Powerwall的底线

图中显示的特斯拉汽车工厂横跨加州弗里蒙特。18新利最新登入特斯拉计划在内华达州开设另一家工厂,可能于2017年投产。"width=
图中显示的特斯拉汽车工厂横跨加州弗里蒙特。18新利最新登入特斯拉计划在内华达州开设另一家工厂,可能于2017年投产。
©Steve Proehl/Proehl Studios/Corbis

在特斯拉宣布这一重大消息后不久,批评人士就对Powerwall时尚的透镜外壳进行了批评,认为这种设备只是作为富裕的绿色早期采用者的玩具,在经济上才有意义。大木船].即使是美国最大的屋顶安装商SolarCity,其董事长兼最大股东是特斯拉首席执行官埃隆·马斯克,也选择不向目前的客户提供powerwall,称它们还不具有成本效益[来源:Geuss兰德尔万斯].相反,该公司计划在2016年向夏威夷客户提供电池。Geuss大木船兰德尔].它还将允许新客户选择进入Powerwall,作为9年5000美元租赁计划的一部分,或者自己以7140美元的价格购买——与特斯拉的3000美元价格相比,这是相当大的震动[来源:加尔布雷斯唐宁和古森斯兰德尔].

为什么要多花钱?我们可以推测,一些额外的现金将支付租赁费用和逆变器的成本。特斯拉声称其Powerwall不需要维护,但其他影响电池寿命的细节尚不清楚,也未经证实,因此部分价格可能包括更换成本。目前的深循环电池在生命周期内大约需要更换四次太阳能电池板.考虑到Powerwall的功率为2千瓦,SolarCity计划为其客户每人配备两台[来源:大木船].

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Powerwall采用者可以通过拥有自己的设备或集中社区资源来削减大量的脂肪,并可能使他们的赌注得到回报,但是,再次强调,这在很大程度上是推测性的[来源:大木船Gangemi].

就目前而言,特斯拉进入电池市场是一场赌博,而且是一场豪赌。从积极的方面来看,特斯拉已经与一些重量级企业建立了合作关系,而且它的价格对公用事业公司来说很有吸引力。无论如何,世界上的环保人士和电子产品爱好者都会加入进来,就每一美元的价值而言,没有其他住宅电池适合容纳特斯拉的电池盒。如果锂离子电池的成本继续像光伏系统那样快速下降,那么特斯拉的固定电池的未来将会非常光明[来源:兰德尔].

也就是说,就绝对价格而言,Powerwall仍然昂贵。此外,生产这种产品的公司在2015年将亏损5亿美元,像轮胎橡胶一样烧钱,股价过高,会让互联网公司脸红——所有这些都可能导致一家可持续发展公司的可持续发展能力不强[来源:大木船].

特斯拉powerwall将于2015年夏末在美国上市,同年在欧洲上市,明年年初在亚太地区上市。加尔布雷斯].在那之后,只有时间才能证明特斯拉的电池是会震撼电网还是会失败。

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作者注:特斯拉Powerwal18新利最新登入l的工作原理

特斯拉能源的真实故事可以说是内华达州北部正在建设的超级工厂。如果它的产量预测是可信的,那么世界可能实际上不得不努力生产足够的锂来跟上——至少,如果它想保持低碳足迹的话。但如果他们能做到这一点,如果他们能设法不使里诺的供水系统破产,电池技术的好处将是真正的变革。

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  • 特斯拉汽车公司。“特斯拉的能量。”2015.(2015年5月13日)http://www.teslamotors.com/presskit
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  • 瓦尔德,马修。《电动汽车的来世》《纽约时报》。2012年11月14日。(2015年5月15日)http://green.blogs.nytimes.com/2012/11/14/an-afterlife-for-the-electric-car/
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