Elon Musk, CEO van Tesla Motors (TSLA TSLATesla Inc302. 78-1. 08% Created with Highstock 4. 2. 6 ) is niet iemand die een uitdaging aangaat. Hij bouwde het eerste levensvatbare privéruimtevluchtbedrijf, SpaceX, dat raketten naar de ruimte stuurt om het internationale ruimtestation opnieuw te bevoorraden. Hij ontwikkelt een supersnel ondergronds transportsysteem dat Los Angeles met San Francisco verbindt, de Hyperloop. Hij is ook de oprichter van Tesla, 's werelds eerste onafhankelijke bedrijf voor elektrische auto's op wereldschaal.

Toen mensen klaagden dat de volledig elektrische auto's van Tesla te duur waren voor de middenklasse en dat hun actieradius tussen kosten te kort was, beloofde Musk om met batterijfabrikanten te werken om kosten te besparen en de efficiëntie te verbeteren. Toen de voortgang met zijn acculaders te traag was, besloot Tesla om zelf in de accubak te stappen. Vorige week kondigde Tesla zijn eigen lijn commerciële en residentiële batterijen aan, de PowerWall-serie, waarmee hij nogmaals bewijst dat geen enkele technische uitdaging voor Mr. Musk te groot is. (Zie ook: Nieuwe investeringsmogelijkheden voor batterijtechnologie .)

Het probleem met huidige batterijen

Batterijen zijn solid-state apparaten die elektrische stroom opslaan en afgeven, waardoor een groot aantal consumentenelektronica en andere apparaten van stroom wordt voorzien. Oplaadbare lithiumionen (LiOn) -batterijen zijn de meest gebruikte in deze toepassingen en zijn te vinden in alles van mobiele telefoons en tablets tot laptops en elektrische voertuigen. Terwijl microchips en geïntegreerde schakelingen exponentieel krachtiger, kleiner en goedkoper zijn geworden, is de accutechnologie achterop geraakt. In dezelfde periode waren verbeteringen in LiOn-batterijen slechts klein en incrementeel. (Zie ook: Lithium-ion-accu's .)

Neem bijvoorbeeld een moderne smartphone. De rekeninspanning zit allemaal in een klein deel van het apparaat, terwijl de batterij de meeste beschikbare ruimte in beslag neemt. De batterij is ook een grote factor in de totale kosten van het apparaat. Voor elektrische voertuigen is het probleem verergerd: de auto's zijn in wezen een reeks accu's op wielen. Tesla's vlaggenschip auto, de Model S heeft ongeveer zestig kilowattuur elektrisch vermogen, wat betekent dat ongeveer $ 30.000 - een indrukwekkende 42. 25% van de stickerprijs - direct is toe te schrijven aan zijn batterijen.

Lithium is ook een zeer onstabiele substantie en daarom moeten de accu's zorgvuldig worden gebouwd, zodat ze tijdens een typisch auto-ongeluk niet worden beschadigd. Zelfs kleine hoeveelheden blootstelling aan lucht of water kunnen lithium in vlammen doen springen.Ervoor zorgen dat elke batterij op de juiste manier wordt afgedicht en beveiligd, is een extra kostenpost. (Zie voor meer: ​​ Waarom zijn Tesla Cars zo duur? )

Tesla's PowerWall

Hoewel Tesla niet het eerste of enige bedrijf is dat een in de handel verkrijgbare LiOn-batterijopslagoplossing voor thuis ontwikkelt of het bedrijfsleven, het is een bemoedigende stap om een ​​aantal problemen op te lossen. Tesla heeft in de woestijn van Nevada een enorme batterijfabriek gebouwd (toepasselijk een gigafactory genoemd) die in staat is om zijn nieuwe en verbeterde batterijpakketten te produceren, zowel voor zijn voertuigen als, zoals Musk onlangs heeft aangekondigd, ook voor thuis- en bedrijfsenergieopslag.

De nieuwe PowerWall-batterijen van Tesla zijn dozen van 100 kg (220 pond), ongeveer 4,5 meter lang. Ze bieden twee modellen, een met een capaciteit van 10 kilowattuur (kWh) vanaf $ 3, 500 en een versie van 7 kWh voor $ 3, 000. Deze batterijen kunnen in serie worden geschakeld om in totaal 90 kWh aan stroom te leveren. macht. Om dat in perspectief te plaatsen, een typische koelkast in de keuken consumeert minder dan 5 kWh per dag, en een kledingwasmachine en droger van minder dan 6 kWh per volledige cyclus.

De batterijtechnologie van Tesla zal helpen zijn lijn van elektrische auto's te verbeteren, maar de PowerWall wordt op de markt gebracht voor ander gebruik. Woningen met zonnepanelen kunnen momenteel overtollige geproduceerde elektriciteit terug verkopen aan het elektriciteitsnet, maar kunnen die energie niet effectief opslaan. Dit veroorzaakt onevenwichtige belastingen op het elektriciteitsnet en maakt residentiële zonne-energieopwekking minder dan nuttig 's nachts of op bewolkte dagen. Het elektriciteitsnet van vandaag kan geen elektriciteit opslaan en stroom wordt opgewekt en op vraag gedistribueerd naar waar het nodig is.

Onevenwichtige belastingen op het elektriciteitsnet kunnen optreden, omdat zonnepanelen op residentiële daken de neiging hebben de maximale hoeveelheid elektriciteit te produceren in de vroege namiddag wanneer de zon de sterkste is. De vraag naar elektriciteit is echter op dit punt van de dag vaak relatief laag en wordt het meest gevraagd in de vroege ochtend wanneer mensen wakker worden en zich klaarmaken. Het hebben van een levensvatbare batterijoplossing in combinatie met zonnepanelen, neemt een grote stap in de richting van het oplossen van deze problemen. (Zie ook: Hoe te profiteren van zonne-energie .)

PowerWall-batterijen kunnen ook ononderbroken stroomvoorziening bieden aan huizen tijdens stormen of andere uitval, in plaats van traditionele generatoren op gas. Ze kunnen ook elektriciteit leveren aan delen van de wereld waar elektriciteit schaars is of het elektriciteitsnet onbetrouwbaar. Door een PowerWall aan te sluiten op zonne- of windenergie in een afgelegen dorp, kunnen ze 24 uur per dag een betrouwbare bron van elektriciteit zijn.

De economie van het bezitten van de PowerWall

Sommige mensen kunnen de PowerWall-batterijen van Tesla afwijzen als een ijdelheidsitem dat voor de rijken is gereserveerd op vrijwel dezelfde manier als Tesla-auto's zijn geweest. Hoewel $ 3, 500 misschien een groot bedrag lijkt te zijn voor wat in essentie een gigantische batterij is, is het misschien de moeite waard om eens goed te kijken naar de economische fundamenten van Musk's gedurfde energievisie - en dan verder te kijken.

De geadverteerde prijs van de 10kWh en de 7kWh-systemen omvatten geen installatiekosten of de $ 2,000 voor de hardware om te communiceren met de stroomonderbrekingsbox van een huis.Sommige berekeningen zetten de effectieve prijs van de PowerWall-array op 30 cent per kWh, wat bijna drie keer duurder is dan de gemiddelde prijs voor een huis in de Verenigde Staten.

Ter vergelijking, Generac (GNRC GNRCGenerac Holdings Inc50. 60 + 0 80% gemaakt met Highstock 4. 2. 6 ), een toonaangevende generatorfabrikant , biedt een generator van 11 kW aan die op propaan of aardgas werkt en kost ongeveer $ 2, 500. De generator vereist een directe gasleiding of een propaanopslagtank van 250 gallon, die beide kostbaar kunnen zijn om te installeren - en je moet nog steeds betalen voor brandstof. Eén schatting geeft de prijs van propaan 17% boven elektriciteit via het net. Bovendien is het schalen van traditionele generatoren moeilijk, terwijl de modulaire PowerWall-eenheden eenvoudig kunnen worden toegevoegd als de energieopslag van een huishouden moet toenemen.

Hoewel de kosten van het installeren van een zonnepaneelsysteem om de PowerWall aan te vullen duur zijn, zijn zonne-energie-installaties de afgelopen jaren in prijs drastisch gedaald als gevolg van lagere productiekosten, efficiëntere installatieprocessen als gevolg van toenemende schaalvoordelen en genereuze overheidssubsidies op sommige plaatsen. Belastingvoordelen maken zonne-energie installatie betaalbaarder voor huishoudens, en zonne-energiebedrijven bieden vaak royale prikkels aan huiseigenaren die de initiële kosten verlagen en kunnen per kilowattuur elektriciteitskosten onder netprijzen verlagen als gevolg van nettodosering.

Natuurlijk kan het argument worden aangevoerd dat Tesla's batterijen en ook generatoren op gas zijn luxe artikelen. Maar noodstroomvoorzieningen zijn in populariteit toegenomen na recente extreme weersomstandigheden zoals orkanen Irene en Sandy, evenals de enorme sneeuwval die de oostkust bereikte in de winter van 2014-2015. Het is niet het doel van de PowerWall - toch - om huizen volledig van het elektriciteitsnet te verwijderen. Het is eerder een levensvatbaar alternatief voor gasgeneratoren voor noodstroom in nood.

Maar de belangrijkste economische impact van het PowerWall-systeem van Tesla is de toename van cultureel kapitaal dat het zal produceren. Net als de meeste andere technologische innovaties in de afgelopen 150 jaar, van gasverlichting tot smartphones, kunnen de meer welgestelde eerste gebruikers zijn, maar hun interesse creëert de noodzakelijke voorwaarden om de schaaleconomie te ontwikkelen die de nieuwe technologie in handen geeft van de dagelijkse gebruiker.

The Bottom Line

De PowerWall-batterijen van Tesla zijn een opwindende ontwikkeling op het gebied van energieopslagtechnologie. Hoewel ze niet het wiel opnieuw uitvinden, maken ze de bestaande lithium-ionbatterijtechnologie betaalbaarder en toegankelijker op grotere schaal.

Tesla heeft ook het voordeel van zijn CEO, Elon Musk, die een reputatie en een record heeft voor het aangaan van moeilijke technische uitdagingen en succes. PowerWall-batterijen en hun opvolgers zullen waarschijnlijk nog goedkoper en efficiënter worden door concurrentie en doorlopend onderzoek en ontwikkeling. Over twintig jaar is het misschien niet vreemd om zo'n batterij in de kelder of garage van elk huis te zien.