Elon Musk, CEO di Tesla Motors (TSLA TSLATesla Inc302. 78-1. 08% Creato con Highstock 4. 2. 6 ) non è uno di ripiegare da una sfida. Ha costruito la prima compagnia spaziale privata Space Space, SpaceX, che invia i razzi nello spazio per ripristinare la stazione spaziale internazionale. Sta sviluppando un sistema di trasporto sotterraneo ad alta velocità che collega Los Angeles a San Francisco, chiamato Hyperloop. È anche il fondatore della Tesla, la prima compagnia indipendente di automobili elettriche a livello mondiale.

Quando le persone si lamentavano che le auto elettriche di Tesla erano troppo costose per la classe media e che il loro range di guida tra le spese fosse troppo breve, Musk ha promesso di lavorare con i produttori di batterie per ridurre i costi e migliorare l'efficienza. Quando il progresso con i suoi fornitori di batterie era troppo lento, Tesla decise di entrare nella batteria fare affari in sé. La scorsa settimana, Tesla ha annunciato la propria linea di batterie commerciali e residenziali chiamate la serie PowerWall, dimostrando ancora una volta che nessuna sfida tecnica è troppo grande per il signor Musk. (Vedi anche:

Opportunità di investimento per le nuove tecnologie della batteria .) Il problema con le batterie correnti

Le batterie sono dispositivi a stato solido che memorizzano e rilasciano la corrente elettrica, alimentando una serie di elettronica di consumo e altri dispositivi. Le batterie agli ioni di litio ricaricabili (LiOn) sono diventate le più utilizzate in queste applicazioni e si trovano in tutto, dai telefoni cellulari e dalle compresse ai computer portatili ai veicoli elettrici. Mentre i microchip ei circuiti integrati sono diventati esponenzialmente più potenti, più piccoli e meno costosi, la tecnologia delle batterie è rimasta peggiorata dietro. Durante questa stessa fase, i miglioramenti delle batterie LiOn sono stati solo piccoli e incrementali. (Vedi anche:

Azioni di batteria al litio

.)

Prendi ad esempio un moderno smart phone. Lo sforzo computazionale è tutto imballato in una piccola porzione del dispositivo mentre la batteria assume la maggior parte dello spazio disponibile. La batteria è anche un fattore importante nel costo totale del dispositivo. Per i veicoli elettrici, il problema è aggravato: le vetture sono essenzialmente una serie di batterie su ruote. La vettura di punta di Tesla, il modello S ha circa sessanta chilowattora di capacità elettrica, il che significa che circa 30.000 dollari - un imponente 42. 25% del prezzo dell'auto - è direttamente attribuibile alle sue batterie.

Il litio è anche una sostanza molto instabile e quindi le batterie devono essere costruite con cura in modo che non siano danneggiate durante un tipico incidente stradale. Anche piccole quantità di esposizione all'aria o all'acqua possono far esplodere il litio in fiamme.Assicurarsi che ogni batteria sia correttamente sigillata e protetta sia un ulteriore livello di costo.

)

Tesla's PowerWall Anche se Tesla non è la prima o solo azienda a sviluppare una soluzione di accumulazione LiOn disponibile in commercio per la casa. (Per ulteriori informazioni, vedere: Perché le auto Tesla sono così costose? o business, è un passo incoraggiante per risolvere un certo numero di problemi. Tesla ha costruito un'enorme fabbrica di batterie (appropriatamente denominata gigafactory) nel deserto di Nevada in grado di produrre nuovi e migliorati pacchetti per batterie, sia per i suoi veicoli che, come ha recentemente annunciato Musk, anche per l'immagazzinamento di energia domestica e commerciale.

Le nuove batterie PowerWall di Tesla sono scatole di 100 kg (circa 220 metri), circa 4 metri e 3 metri. Offrono due modelli, uno con una capacità di 10 kilowattora (kWh) a partire da $ 3, 500 e una versione da 7 kWh per $ 3 000. Queste batterie possono essere collegate in serie per fornire fino a un totale di 90 kWh energia. Per metterlo in prospettiva, un consumatore di frigorifero tipico della cucina al di sotto di 5 kWh al giorno, e un lavandino e l'essiccatore a 6 kWh per ciclo completo.

La tecnologia della batteria di Tesla aiuterà a migliorare la sua linea di auto elettriche, ma il PowerWall è commercializzato per altri usi. Le case con pannelli solari possono attualmente vendere elettricità in eccesso prodotta alla griglia elettrica, ma non può effettivamente conservare quella energia. Ciò provoca carichi sbilanciati sulla griglia e rende la generazione di energia solare residenziale meno utile di notte o in giorni nuvolosi. La griglia elettrica oggi non è in grado di memorizzare elettricità e il potere viene generato e distribuito su richiesta dove è necessario.

Carichi sbilanciati sulla griglia possono verificarsi poiché i pannelli solari sui tetti residenziali tendono a produrre la massima quantità di elettricità durante il primo pomeriggio quando il sole è il più forte. La domanda di energia elettrica, tuttavia, è spesso relativamente bassa a questo punto della giornata e è più richiesta nella mattina presto quando le persone si sveglieranno e si preparano. Avere una soluzione di batteria valida installata insieme ai pannelli solari richiede un grande passo verso la soluzione di questi problemi.

Come ottenerne l'energia solare . Le batterie PowerWall possono anche fornire potenza ininterrotta alle case durante temporali o altre interruzioni, al posto dei tradizionali generatori a gas. Possono anche fornire elettricità a aree del mondo in cui l'elettricità è scarsa o la griglia inaffidabile. Collegare un PowerWall alla generazione di energia solare oa vento in un villaggio remoto può dare loro una fonte affidabile di energia elettrica 24 ore al giorno.

L'economia di possedere la PowerWall

Alcune persone potrebbero scaricare le batterie PowerWall di Tesla come un elemento di vanità riservato ai ricchi in modo molto simile a quello delle auto Tesla. Mentre $ 3, 500 può sembrare una grande quantità da espellere per ciò che è essenzialmente una batteria gigante, potrebbe essere utile approfondire i fondamenti economici della visione energica di Musk e poi guardarli oltre.

Né il prezzo pubblicizzato dei sistemi da 10kWh e 7kWh include i costi di installazione o gli $ 2,000 per l'hardware per interfacciarsi con una casella di interruttori automatici.Alcuni calcoli portano il prezzo effettivo dell'array PowerWall a ben 30 centesimi per kWh, che è quasi tre volte più costoso del prezzo medio per una casa negli Stati Uniti.

Per confronto,

Generac (GNRC GNRCGenerac Holdings Inc50. 60 + 0. 80% Creato con Highstock 4. 2. 6 ), , offre un generatore da 11 kW che funziona su propano o gas naturale e costa circa $ 2, 500. Il generatore richiede una linea diretta del gas o un serbatoio di stoccaggio da 250 galloni, entrambi che possono essere costosi da installare - e dovete ancora pagare per il carburante. Una stima mette il prezzo del propano al 17% sopra l'elettricità attraverso la griglia. Inoltre, è difficile ridimensionare i generatori tradizionali, mentre le unità modulari PowerWall possono essere facilmente aggiunte se gli ambienti di immagazzinamento energetico della famiglia devono aumentare. Mentre i costi per l'installazione di un sistema a pannelli solari a complemento di PowerWall sono costosi, le installazioni solari sono scese drasticamente nel corso degli ultimi anni a causa dei costi di produzione in diminuzione, dei processi di installazione più efficienti a causa delle economie di scala in aumento e generose sovvenzioni governative in alcuni luoghi. Le imposte rendono l'installazione solare più conveniente per le famiglie e le aziende solari spesso offrono incentivi generosi a proprietari di case che riducono i costi iniziali e possono ridurre i costi per energia elettrica per kWh al di sotto dei prezzi della rete a causa della misurazione netta.

Naturalmente, può essere affermato che le batterie di Tesla

e anche generatori a gas sono oggetti di lusso. Ma gli alimentatori di emergenza hanno guadagnato in popolarità a seguito di recenti eventi climatici estremi come gli uragani Irene e Sandy, nonché le forti nevicate che hanno colpito la costa orientale nell'inverno 2014-2015. Non è l'obiettivo del PowerWall - ancora - di portare le case completamente fuori dalla griglia elettrica. Piuttosto, è un'alternativa vitale ai generatori di gas per l'energia elettrica in caso di necessità. Ma l'impatto economico più importante del sistema PowerWall di Tesla è l'aumento del capitale culturale che produrrà. Come la maggior parte delle altre innovazioni tecnologiche negli ultimi 150 anni dall'illuminazione a gas agli smartphone, i più affluenti possono essere primi utilizzatori, ma il loro interesse crea le condizioni necessarie per evolvere l'economia di scala che mette nuova tecnologia nelle mani dell'utilizzatore quotidiano.

La linea di fondo

Le batterie PowerWall di Tesla sono un emozionante sviluppo della tecnologia di stoccaggio dell'energia. Anche se non stanno reinventando la ruota, stanno rendendo la tecnologia delle batterie agli ioni di litio più accessibili e accessibili alle bilance più grandi.

Tesla ha anche il vantaggio del suo CEO, Elon Musk, che ha una reputazione e un record per affrontare difficili sfide tecniche e successi. Le batterie di PowerWall ei loro successori sono probabilmente sempre più economiche e più efficienti con la concorrenza e con la continua ricerca e sviluppo. In vent'anni non può essere strano vedere una simile batteria nel seminterrato o nel garage di ogni casa.