El Tesla Powerwall se presenta el 30 de abril. 2015. © Patrick T. Fallon / Reuters / Corbis En abril de 2015, Tesla Motors provocó un zumbido de cables de alta tensión entre los usuarios de energía solar y los expertos de la industria de servicios públicos al anunciar su entrada en el mercado de baterías domésticas e industriales. La empresa ofrecería dos baterías para el hogar, un Powerwall de 7 kilovatios-hora para uso diario ($ 3, 000) y una versión de 10 kwh para energía de respaldo ($ 3, 500), así como una batería comercial / de servicios públicos escalable de 400 kwh para edificios grandes [fuente:CNN].
Dentro de la primera semana, la empresa había acumulado 38, 000 reservas para Powerwalls y 2, 500 pedidos de paquetes de energía más grandes [fuentes:Geuss; Randall]. Lo que provocó el rumor fue la esperanza de que los nuevos productos de Tesla pudieran reactivar el interés de los consumidores en el autoalmacenamiento solar al reequilibrar la ecuación de efectivo por kilovatio a favor de la energía acumulada.
Alcanzar ese punto de inflexión es esencial para el futuro de la energía solar. Aunque la tecnología solar ha avanzado mucho, su principal inconveniente sigue siendo el mismo:las células solares deben recolectar energía mientras brilla el sol. Eso significa que hasta que comencemos a estacionar paneles solares en el espacio y enviar energía a la Tierra, Los usuarios de energía solar deben pasar la noche conectados a la red. consumiendo energía de un generador o recreando los días de los pioneros. Idealmente, podrían almacenar la energía solar del día para "autoconsumirse" por la noche, pero las baterías actualmente en el mercado dejan algo que desear.
Principalmente, son demasiado caros. Los costos pueden alcanzar los $ 600 por kwh de almacenamiento, con $ 100 por kwh marcando una especie de barrera de sonido en la industria. Para poner eso en perspectiva, el hogar estadounidense promedio usa alrededor de 30 kwh por día. A marzo de 2015, el costo residencial promedio para beber de la red se registró en 12.35 centavos por kwh, o alrededor de $ 3.71 por día [fuentes:USEIA; USEIA].
Como las baterías recargables de su cámara o teléfono celular, estas células de energía solo pueden recargarse tantas veces antes de degradarse. Eso le da a las baterías industriales y domésticas actuales una vida útil de alrededor de 3 a 10 años y mantiene altos los costos de las baterías [fuentes:Aziz; NMSEA]. Muchos usuarios estadounidenses de energía solar, tanto residencial como comercial, descubre que simplemente vender el exceso de energía a la red eléctrica durante el día y recomprarlo por la noche paga mejor [fuentes:Galbraith; Geuss; NMSEA]. Pero para los de mente verde, este intercambio, que intercambia energía verde por energía de combustibles fósiles, es un trato fastidioso con el diablo.
Si Powerwall da esperanza a algunos consumidores de energía solar de que se avecina una mejor oferta, luego también energiza las perspectivas de futuro de Tesla, tanto en el mercado de la automoción como en el energético. Para reducir los costos del lado del negocio de Tesla Motors, que actualmente pierde $ 15, 000 por Model S vendido, la empresa necesita entrar en el negocio de las baterías a lo grande [fuente:Helman]. Una mayor demanda de tecnología de baterías Tesla Energy, algunos de ellos se basan en la misma red troncal de batería que el Model S, podría ayudar a financiar instalaciones esenciales de I + D y fábricas. Las economías de escala resultantes también podrían transformar el mercado de las baterías solares.
Pero no todo el mundo está convencido de que la exageración esté justificada, al menos no todavía.
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No hay duda de que está aumentando el interés en la energía solar. Solo en 2014, La energía fotovoltaica en los EE. UU. superó los niveles de 2013 en 6.2 gigavatios. Es un aumento del 30 por ciento que probablemente continuará en 2015, estimulado por la reducción de costos, programas de incentivos y el auge de los planes de arrendamiento [fuente:Cusick y ClimateWire]. En los próximos cinco años, la energía solar representará más del 50 por ciento de la energía en California (durante las horas soleadas) [fuente:Randall].
Pero la energía solar como la mayoría de las fuentes renovables, sigue siendo una bolsa mixta. Así como los primeros paneles apenas gotearon suficiente jugo para justificar sus costos, Las opciones de almacenamiento actuales solo tienen sentido para un pequeño subconjunto de usuarios de energía solar [fuente:Cusick y ClimateWire]. En áreas remotas, donde las conexiones a la red se vuelven costosas y erráticas, incluso las baterías torpes tienen sentido. Lo mismo ocurre con los de alto costo, países de bajo consumo como Alemania, o en Hawaii, donde pagan tres veces más por energía que los continentales [fuentes:Galbraith; Geuss; Helman; Randall].
Pero en el resto de EE. UU., las tarifas de energía siguen siendo lo suficientemente baratas como para que la mayoría de los hogares prefieran seguir el modelo de venta y recompra, un intercambio hecho posible por primera vez por el Ley de políticas reguladoras de servicios públicos (PURPA) de 1978. Con la intención de reformar las estructuras de tarifas, Apoyar la cogeneración y la energía alternativa de boyas, PURPA también abrió la puerta a entidades más pequeñas para desafiar los monopolios energéticos [fuente:NMAH]. Una batería eficiente y rentable podría ampliar esa brecha, y ahí es donde entra Tesla.
En la actualidad, Los patrocinadores solares alemanes gastan $ 2, 200 por kwh para productos de almacenamiento proporcionados por la empresa austriaca Fronius Energy [fuente:Galbraith]. Eso incluye una batería del tamaño de una mini nevera grande, un medidor de energía y un inversor del tamaño de una mochila grande para convertir la corriente continua (CC) de la batería en corriente alterna (CA) que la casa puede usar. Compare eso con el elegante de Tesla, Powerwall montado en la pared que ofrece una batería de ciclo diario de 7 kwh por $ 3, 000 (inversor no incluido), y comienza a ver por qué Fronius se ha asociado con Tesla para proporcionar Powerwall a sus clientes [fuentes:Fronius International; Galbraith].
Pero Fronius y Tesla están lejos de ser los únicos juegos de la ciudad. Se enfrentan a una dura competencia de los ricos en efectivo, empresas probadas como Samsung SDI y LG Chem, así como empresas más pequeñas, algunos de los cuales, como la startup Stem, han hecho incursiones con una utilidad importante o dos [fuente:Groom].
En cuanto a Hawaii, Tesla planea ofrecer la opción de batería de ciclo diario en 2016, el mismo año se traslada a la región de Asia-Pacífico. Ciudadanos solares del estado de Aloha, que actualmente desembolsan 37 centavos por kwh en comparación con el promedio de EE. UU. de 12,5, pagaría unos 15 centavos de dólar por kWh utilizando Powerwall [fuentes:Geuss; Helman; Randall].
Todo suena prometedor. Entonces, ¿por qué algunas personas todavía albergan dudas?
Cuento de la cintaTesla ofrece dos modelos domésticos Powerwall, una batería de ciclo diario de 7 kwh y una batería de respaldo de ciclo semanal de 10 kwh. Las unidades entregan 2 kW continuamente (pico de 3,3 kW) a 350-450 voltios y 5,8 amperios (pico de 8,6 amperios). Para poner eso en perspectiva, las computadoras portátiles y los reproductores de Blu-ray usan aproximadamente 0.015 kW, mientras que un 7, 000 a 10, El aire acondicionado de 000 Btu consumirá 1.0-1.5 kW mientras está en funcionamiento, y 2-3 veces más durante el inicio [fuente:DonRowe.com].
Si piensas en la energía como agua, luego, los kilovatios describen el tamaño de la tubería y los kwh definen cuánto aguantará el tanque, o cuántos "galones" se usan a lo largo del tiempo. Por lo tanto, un acondicionador de aire de 1.0 kW ocupará la mitad de su tubería de energía y drenará su tanque de energía de 7 kwh en menos de 7 horas. Tener en cuenta, aunque, que los electrodomésticos solo consumen energía mientras están en funcionamiento, por lo que incluso los electrodomésticos que consumen mucha energía, como los microondas, pueden funcionar si se administran adecuadamente.
Los Powerwalls funcionan con redes eléctricas monofásicas o trifásicas y están clasificados para uso en interiores o exteriores y para temperaturas de menos 4 a 110 F (menos 20 a 43 C). Los Powerwalls miden 51,2 x 33,9 x 7,1 pulgadas (130 centímetros x 86 centímetros x 18 centímetros) y vienen con una garantía de 10 años. El inversor CC / CA se vende por separado.
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Las baterías de Tesla para empresas y empresas de servicios públicos (en la foto aquí) proporcionaron energía para la gran presentación de Powerwall el 30 de abril. 2015. Tesla podría tener éxito con los clientes comerciales antes que con los clientes residenciales. © Patrick T. Fallon / Reuters / Corbis Los compradores de baterías para el hogar enfrentan un problema familiar para los usuarios de energía alternativa, a saber, que los ahorros no compensen los costos, al menos no todavía. Muchos críticos argumentan que todos los electrodomésticos, excepto los más frugales, devorarán rápidamente los 2 kilovatios que gotean las baterías, especialmente al hacer funcionar calefactores o acondicionadores de aire durante caídas de tensión, pero no es que todos estén de acuerdo en ese puntaje (ver recuadro anterior) [fuentes:Galbraith; Geuss; Randall; Tesla Motors].
Sin embargo, usar baterías de automóvil para alimentar hogares tiene sentido, e ingenieros han dado vueltas a la idea desde al menos 2010. Baterías de automóviles eléctricos, que producen mucho más jugo que la variedad casera, retienen alrededor del 75 por ciento de su capacidad cuando se reemplazan, más que suficiente para administrar una casa de buen tamaño [fuentes:Sherman; Wald].
Pero el caso de uso más prometedor en este momento es menos residencial y más comercial:las baterías comerciales / utilitarias escalables de 400 kwh de Tesla, compuesto por las mismas celdas básicas que Tesla Motors usa en su Model S [fuentes:CNN; Vance]. Para servicios públicos, la razón tiene que ver con la demanda máxima de energía.
Resulta que las empresas de servicios públicos encuentran las horas y los días de máxima demanda de energía casi tan costosas e irritantes como nosotros. Eso es porque, para mantenerse al día con la reducción adicional, las empresas de energía deben mantener plantas de energía especiales en picos, alias plantas pico o Peakers , que permanecen inactivos la mayor parte del tiempo. Para empeorar las cosas, estas plantas, que debe encenderse y apagarse rápidamente, queman gas natural caro (aunque algunos funcionan con fuel oil o energía hidroeléctrica). Barato, baterías confiables podrían permitir que las empresas de servicios públicos distribuyan la carga, almacenar energía barata fuera de las horas pico y distribuirla durante las horas pico [fuentes:EPA de Illinois; Poder de Oglethorpe; Randall].
Algunas utilidades, incluyendo Southern California Electric y OnCor, con sede en Texas, ya están probando este enfoque [fuente:Randall]. Si se pone de moda, su casa pronto podría funcionar con batería, ya sea que compre un Powerwall o no.
Mientras tanto, empresas como Walmart, Amazon y Google están probando las baterías de Tesla como una forma de reducir los costos de energía, aproveche al máximo la energía limpia en el sitio y proporcione respaldo de energía para las operaciones y los centros de datos [fuentes:Randall; Vance].
En breve, los pronósticos para los servicios públicos y comerciales son buenos, y eso podría hacer que el lado del consumidor se vea cada vez mejor. Pero, ¿deben los usuarios domésticos esperar a que las fuerzas del mercado hagan su magia? ¿O pueden los gurús del verde defender los Tesla Powerwalls hoy?
Conozca sus baterías de iones de litioIon de litio o Li-ion, las baterías vienen en una variedad de sabores. La batería de níquel-manganeso de 7 kwh de Tesla y su respaldo de níquel-cobalto de 10 kwh utilizan celdas de iones de litio, pero cada uno se distingue por la mezcla de materiales que componen su cátodo (el electrodo por el cual la corriente sale de una celda) [fuentes:Geuss; Randall].
Los coches de Tesla utilizan baterías NCA con cátodos de litio, níquel, cobalto y óxido de aluminio. Es probable que su Powerwall de 10 kwh incluya alguna versión de esta celda de alta densidad de energía. En cambio, sus baterías NMC de 7 kwh emplean níquel, cátodo de óxido de manganeso y cobalto, lo que les permite hacer un ciclo de manera eficiente y con más frecuencia [fuentes:Fehrenbacher; Geuss; Lighting Global; Randall].
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La fábrica de Tesla Motors que se muestra aquí se extiende por Fremont, California. Tesla planea abrir otra fábrica en Nevada que podría comenzar la producción en 2017. © Steve Proehl / Proehl Studios / Corbis Poco después del gran anuncio de Tesla, los críticos quitaron algo de brillo a la elegante carcasa lenticular de Powerwall, argumentando que los dispositivos solo tenían sentido financiero como juguetes para los ricos, adoptadores pioneros ecológicos [fuente:Helman]. Incluso el instalador de tejados más grande de EE. UU., SolarCity, cuyo presidente y mayor accionista es el director ejecutivo de Tesla, Elon Musk, optó por no proporcionar inicialmente Powerwalls a los clientes actuales, diciendo que todavía no son rentables [fuentes:Geuss; Randall; Vance]. En lugar de, la compañía planea ofrecer las baterías a sus clientes hawaianos en 2016 [fuentes:Geuss; Helman; Randall]. También permitirá a los nuevos clientes optar por Powerwall como parte de un período de nueve años $ 5, 000 plan de arrendamiento, o comprarlo ellos mismos a $ 7, 140:una gran sacudida en comparación con los $ 3 de Tesla, 000 etiqueta de precio [fuentes:Galbraith; Downing y Goossens; Randall].
¿Por qué el costo extra? Podemos especular que parte del efectivo adicional cubrirá las tarifas de arrendamiento y los costos de un inversor. Tesla afirma que su Powerwall no requiere mantenimiento, pero otros detalles que afectan la vida útil de las baterías siguen sin estar claros ni probados, por lo que parte del precio podría incluir costos de reemplazo. Las baterías actuales de ciclo profundo deben cambiarse aproximadamente cuatro veces durante la vida útil de los paneles solares. También es posible que dada la corriente de 2 kW del Powerwall, SolarCity planea equipar a sus clientes con dos unidades cada una [fuente:Helman].
Los usuarios de Powerwall podrían recortar mucha grasa, y posiblemente hacer que sus apuestas valgan la pena, poseyendo su propio equipo o poniendo en común los recursos de la comunidad, pero, de nuevo, esto es en gran parte especulativo [fuentes:Helman; Gangemi].
Por ahora, La entrada de Tesla en el mercado de las baterías es una apuesta, y uno grande. En el lado positivo, Tesla ya ha forjado asociaciones con grandes empresas corporativas, y su precio parece atractivo para los servicios públicos. Los novatos y los adictos a los gadgets del mundo se unirán sin importar qué y, en términos de bang per buck, ninguna otra celda residencial es apta para sostener la caja de la batería de Tesla. Si el costo de las baterías de iones de litio continúa cayendo tan rápido como el de los sistemas fotovoltaicos, entonces el futuro de las baterías estacionarias de Tesla podría verse realmente brillante [fuente:Randall].
Dicho eso en términos absolutos, el Powerwall sigue siendo caro. Es más, la empresa que lo fabrica está en camino de perder $ 500 millones en 2015, quema el dinero como el caucho de los neumáticos y luce el tipo de precios de las acciones excesivamente altos que harían sonrojar a una punto com, todo lo cual podría sumar una empresa de sostenibilidad que no es muy sostenible [fuentes:Helman].
Tesla Powerwalls estará disponible a finales del verano de 2015 en los EE. UU. en algún momento de ese año en Europa ya principios del siguiente en la región de Asia y el Pacífico [fuente:Galbraith]. Después, solo el tiempo dirá si las baterías de Tesla sacuden la red o se apagan.
La GigafábricaAlejarse de las baterías Panasonic y Samsung y fabricar las suyas propias es un elemento clave en los planes de Tesla. Para hacer el cambio la compañía está construyendo una instalación de baterías de $ 5 mil millones en el norte de Nevada [fuentes:Randall; Vance]. Esta llamada gigafábrica está programada para comenzar la producción en 2017 y producir 30 gigavatios-hora de capacidad de batería anualmente, más que toda la producción mundial de 2013 [fuente:Gies]. Pero los críticos han expresado su preocupación de que las instalaciones de Tesla de consumo de energía neta cero engullirán agua en una región que no puede permitirse perder una gota. y cuestionan si la fábrica puede hacerlo de forma limpia o sostenible [fuente:Chereb].
La verdadera historia de Tesla Energy es posiblemente la gigafábrica actualmente en construcción en el norte de Nevada. Si hay que creer en sus proyecciones de producción, el mundo podría tener que luchar para producir suficiente litio para mantenerse al día, al menos, si quiere mantener baja la huella de carbono. Pero si se puede hacer y si logran no arruinar el suministro de agua de Reno, los beneficios de la tecnología de baterías podrían ser verdaderamente transformadores.
