El Powerwall y el Powerpack son productos de almacenamiento de energía estacionarios de batería de iones de litio recargables fabricados por Tesla, Inc. El Powerwall está diseñado para ser utilizado para el almacenamiento de energía en el hogar y almacena electricidad para el autoconsumo solar , cambio de carga en el tiempo de uso , energía de respaldo y uso fuera de la red . [1] El Powerpack más grande está destinado a la red comercial o eléctrica. y se puede utilizar para reducción de picos, cambio de carga, energía de respaldo, respuesta a la demanda, microrredes, integración de energía renovable, regulación de frecuencia y control de voltaje. [2]
Anunciado en 2015, con una demostración piloto de 500 unidades construidas e instaladas durante 2015, la producción del producto se realizó inicialmente en la fábrica Tesla Fremont antes de trasladarse a la Gigafábrica 1 en construcción en Nevada . [3] La segunda generación de ambos productos se anunció en octubre de 2016. En mayo de 2021, Tesla ha instalado 200.000 powerwalls. [4]
Historia
Tesla comenzó el desarrollo en 2012, instalando prototipos en clientes industriales seleccionados. En algunos casos, los PowerPacks han reducido la factura eléctrica en un 20%. [5] Tesla anunció originalmente el Powerwall en el lanzamiento del producto el 30 de abril de 2015 [6] con una potencia de salida de 2 kW constante y 3.3 kW pico, pero Elon Musk dijo en la reunión de accionistas de Tesla de junio de 2015 que esto sería más del doble para 5 kW estable con 7 kW pico, sin aumento de precio. [7] También anunció que las entregas de Powerwall se darían prioridad a los socios que minimicen el costo para el usuario final, con un precio de instalación de Powerwall de 500 dólares estadounidenses . [8]
Cuando se anunció originalmente en 2015, se planearon dos modelos de Powerwall: capacidad de 10 kWh para aplicaciones de respaldo y capacidad de 7 kWh para aplicaciones de ciclo diario. [9] En marzo de 2016, sin embargo, Tesla había "eliminado silenciosamente todas las referencias a su batería residencial de 10 kilovatios-hora del sitio web de Powerwall, así como el kit de prensa de la compañía. La batería más pequeña de la compañía diseñada para el ciclismo diario es todo lo que queda". . " [10] La batería de 10 kWh como se anunció originalmente tiene un cátodo de níquel-cobalto-aluminio, [11] como el Tesla Model S , [12] que se proyectó para funcionar como una fuente de alimentación de respaldo / ininterrumpida , y tenía un ciclo de vida proyectado de 1000-1500 ciclos. [13] [14] [15] [16]
En octubre de 2016, Tesla anunció que se habían desplegado casi 300 MWh de baterías Tesla en 18 países. [17] El Powerwall 2 se dio a conocer en octubre de 2016 a los estudios Universal ' Calle colonial , Los Ángeles , calle conjunto set de rodaje y está diseñado para trabajar con las tejas panel solar para ser producidos por SolarCity . [18] [19]
En abril de 2020, Tesla anunció que había instalado su Powerwall número 100.000. [20] Durante el primer trimestre de 2020, dijo que había desplegado 260 MWh de almacenamiento de energía (Powerwall, Powerpack y Megapack). [20]
Especificaciones de Powerwall
Modelo | Desvelado | Tecnología | Precio ( USD ) [a] | Capacidad ( kWh ) | Wh por US $ | US $ por kWh | Energía | Operando temp. | Peso | Dimensiones, H × W × D | Ciclos (durante la garantía) | US $ por kWh garantizado |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Powerwall 1 (primera generación) | Abril de 2015 | Iones de litio | US $ 3.000 | 6,4 [21] | 2.13 | 469 | 2 kW continuos | −4 a 110 ° F (−20 a 43 ° C) | 214 libras (97 kg) | 51,3 pulgadas × 34 pulgadas × 7,2 pulgadas (130 cm × 86 cm × 18 cm) | 5.000 [11] [12] | |
Powerwall 2 (Segunda generación) | Octubre de 2016 | Iones de litio | 5.500 dólares EE.UU. , [b] más tarde 6.500 dólares EE.UU. | 13,5 (Energía utilizable) [23] | 2,46 [b] | 437 [b] | Pico de 7 kW; 5 kW continuos | −4 a 122 ° F (−20 a 50 ° C) | 251,3 libras (114,0 kg) [24] | 45,3 pulg. × 29,6 pulg. × 5,75 pulg. (115,1 cm × 75,2 cm × 14,6 cm) | Ilimitado (solo autoconsumo / respaldo solar) 37,8 MWh de rendimiento total (otras aplicaciones) | ~ 0,17 [25] |
- ^ Costo de instalación no incluido
- ^ a b c Incluye inversor. [22]
Especificaciones del paquete de energía
Modelo | Tecnología | Capacidad ( kWh ) | Wh por US $ | US $ por kWh | Operando temp. | Peso | Dimensiones, H × W × D | Voltaje DC máximo | Corriente DC máxima | Potencia DC máxima |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Powerpack 1 | Iones de litio | 100 | 2.13 | 470 | - | - | 218,5 cm × 82,2 cm × 130,8 cm (86,0 pulgadas × 32,4 pulgadas × 51,5 pulgadas) | |||
Powerpack 2 | Iones de litio | 200 | 2.51 | 398 [26] | −22 a 122 ° F (−30 a 50 ° C) | 3.575 libras (1.622 kg) | 218,5 cm × 82,2 cm × 130,8 cm (86,0 pulgadas × 32,4 pulgadas × 51,5 pulgadas) | |||
Powerpack 2 4HR | Iones de litio | 210 | −22 a 122 ° F (−30 a 50 ° C) | 4.762 libras (2.160 kg) | 218,5 cm × 82,2 cm × 130,8 cm (86,0 pulgadas × 32,4 pulgadas × 51,5 pulgadas) | 960 VCC | 66 A | 55 kW |
Ejemplos de instalación de Powerpack
Tesla instaló una instalación de almacenamiento en red para el sur de California Edison con una capacidad de 80 MWh a una potencia de 20 MW entre septiembre de 2016 y diciembre de 2016. A partir de enero de 2017[actualizar]la unidad de almacenamiento era una de las baterías de acumuladores más grandes del mercado. Tesla instaló 400 módulos Powerpack-2 en la estación transformadora Mira Loma en California. El almacenamiento de la batería sirve para almacenar energía con una carga de red baja y luego devolver esta energía a la red en la carga máxima. La principal forma de agregar capacidad de generación pico antes de esto era el uso de centrales eléctricas de gas . [27] [28] A partir de 2019[actualizar], la reserva de energía Hornsdale de 100 MW / 129 MWh en Australia es la batería de iones de litio más grande del mundo.
Versiones
El Powerwall de primera generación tiene una capacidad de 6,4 kWh para aplicaciones de ciclo diario. Se pueden conectar múltiples Powerwalls para expandir la capacidad. [9] En marzo de 2016, Tesla suspendió un modelo de capacidad de 10 kWh previamente anunciado diseñado para producir energía de respaldo [29], ya que la versión de 6,4 kWh también se puede configurar para actuar como energía de respaldo.
El Powerpack es una unidad más grande con 100 kWh (primera generación) y 210 kWh (segunda generación) de almacenamiento para uso comercial y de la red eléctrica. Para satisfacer la variedad de necesidades energéticas en la industria, "Powerpack es infinitamente escalable", dijo Elon Musk. [30] El Powerpack 2 de finales de 2016 probablemente usa 21700 celdas . [31] En marzo de 2020, la versión de 232 kWh con inversor costaba 172.707 dólares. [32]
Tesla implementó el Megapack en contenedores en Canadá en 2020.
Tecnología
El Powerwall está optimizado para el ciclismo diario, como para el cambio de carga. Tesla utiliza tecnología patentada para empaquetar y enfriar las celdas en paquetes con refrigerante líquido. [33] Elon Musk , presidente, director ejecutivo y arquitecto de productos de la empresa Tesla, prometió no iniciar demandas por infracción de patentes contra nadie que, de buena fe , utilizara la tecnología de Tesla para Powerwalls como había prometido con los coches Tesla. [34]
La batería PW1 de ciclo diario de 7 kWh utiliza la química de níquel-manganeso-cobalto [11] y se puede ciclar 5.000 veces antes de que expire la garantía. [11] [12] El Tesla Powerwall tiene una eficiencia de ida y vuelta del 92,5% cuando se carga o descarga mediante un sistema de 400–450 V a 2 kW con una temperatura de 77 ° F (25 ° C) cuando el producto es nuevo. [ cita requerida ] La antigüedad del producto, las temperaturas superiores o inferiores a 77 ° F (25 ° C) y las tasas de carga o descarga superiores a 2 kW reducirían este número de eficiencia, disminuyendo el rendimiento del sistema.
Los Powerwall de primera generación incluyen un convertidor de CC a CC para colocar entre los paneles solares existentes de una casa y el inversor de CC a CA existente de la casa. Si el inversor existente no está listo para el almacenamiento, debe comprar uno. [35] El Powerwall de segunda generación incorpora un inversor de CC a CA de diseño propio de Tesla. La producción del tipo de celda 21700 (Tesla las nombra 21-70 ) para PW2 y PP2 comenzó en Gigafactory 1 en enero de 2017. [36] [37] [38]
La Asociación Nacional de Protección contra Incendios realizó dos pruebas en el peor de los casos en 2016, encendiendo los paquetes de energía para iniciar la escorrentía térmica. El diseño contenía daños en las estructuras. [39]
Cuando la central eléctrica Kogan Creek de 750 MW en Queensland se disparó en octubre de 2019, la frecuencia del sistema disminuyó y los cientos de Powerwalls en Australia del Sur combinados en una planta de energía virtual respondieron para ayudar a mantener la frecuencia. [40] [41] [42]
Mercado
Powerwall
El Powerwall se presentó el 30 de abril de 2015, [6] con un modelo Powerwall de 7 kWh que se vendería por US $ 3,000 [43] [44] y un modelo de 10 kWh a US $ 3,500 . Se planeó que los envíos de 500 unidades piloto comenzaran a fines del verano de 2015. [45] Musk indicó que creía que el bajo precio de Tesla haría que otros productores de almacenamiento lo siguieran. [15] Antes de la presentación del 30 de abril de 2015, algunos usuarios existentes de paneles solares [ aclaración necesaria ] participaron en un programa de demostración y pagaron hasta 13.000 dólares estadounidenses por una batería Tesla de 10 o 15 kWh. [46]
En mayo de 2015[actualizar], Powerwalls se vendieron a empresas como SolarCity y OUXO Energy para su instalación. [47] [48] SolarCity estaba ejecutando un proyecto piloto en 500 casas de California, utilizando paquetes de baterías de 10 kWh. [ cuando? ] [49] [50] En 2016 en Vermont, Peck Electric Company se asoció con Green Mountain Power para instalar cientos de Powerwalls en hogares de Vermont como parte de un programa piloto de almacenamiento distribuido. [51] [52] [53] Una descripción general del mercado calcula que Powerwall 2 es de 0,23 dólares australianos por kWh acumulado garantizado descargado. [25] [54]
Tendencia de volumen
En mayo de 2015, Tesla Powerwall ya se había vendido hasta mediados de 2016. [55] [56] Las reservas en las primeras semanas superaron las 50.000 unidades para Powerwall ( 179 millones de dólares ) y 25.000 unidades para Powerpack ( US $ 625 millones de ), [13] órdenes, por lo tanto combinados de US $ 800 millones . [57]
Durante el primer trimestre de 2016, Tesla entregó más de 25 MWh de almacenamiento de energía a clientes en cuatro continentes. Se entregaron más de 2500 Powerwalls y casi 100 Powerpacks en América del Norte, Asia, Europa y África. El primer Powerwall en Portugal ha sido vendido por OUXO Energy. [58] A octubre de 2016[actualizar], se habían desplegado casi 300 MWh de baterías Tesla en todo el mundo. [59]
Paquete de energía
En el anuncio, se proyectó que una batería más grande llamada Powerpack, que almacena 100 kWh de energía eléctrica, estaría disponible para los consumidores industriales, [ ¿cuándo? ] alcanzando un precio de $ 250 / kWh. [ aclaración necesaria ] Se proyectó que el Powerpack abarcaría la mayor parte de la producción de almacenamiento estacionario en Gigafactory 1, mientras que Powerwall jugaría un papel menor, dando a Tesla un margen de beneficio del 20 por ciento. [12] [13] [15]
Tendencia de precio
En septiembre de 2016, Tesla valoró el Powerpack a $ 445 / kWh, y un sistema con 200 kWh de energía y 100 kW de potencia máxima fue el más barato disponible a un precio de $ 145,100. Un inversor bidireccional de 250 kW cuesta 52.500 dólares. [60] Para octubre de 2016, un sistema limitado de Powerpack 2 costaba 398 dólares / kWh. [26] Un sistema de 22 MWh puede costar 15 millones de euros. [61]
Tendencia de volumen
Musk predijo en 2016 que la energía de las empresas de servicios públicos deberá aumentar para suministrar más vehículos eléctricos, alcanzando finalmente un equilibrio con aproximadamente 1/3 de la energía proveniente de la energía distribuida y 2/3 de las empresas de servicios públicos. [62] El almacenamiento de baterías es una de las formas de mitigar la creciente curva de pato , particularmente en California. [63] [64]
Cálculos de retorno de la inversión
Un artículo de mayo de 2015 en la revista Forbes calculó que usar un modelo Tesla Powerwall 1 combinado con paneles solares en una casa costaría 30 centavos / kWh de electricidad si una casa permanece conectada a la red (el artículo reconoce que la batería Tesla podría tener sentido económico en aplicaciones que están completamente fuera de la red). Los consumidores estadounidenses obtuvieron electricidad de la red eléctrica por un promedio de 12,5 centavos / kWh. El artículo concluía que "... el Powerwall de Tesla es solo otro juguete para la gente verde rica". [65] Bloomberg [66] y Catalytic Engineering [67] también estuvieron de acuerdo en que el sistema Tesla era más útil en lugares donde los precios de la electricidad son altos.
Sin embargo, hay varios lugares de este tipo, incluidos Hawái y otras islas remotas que generan electricidad con combustibles transportados o transportados por aire. Los clientes residenciales de California PG&E pagan hasta 40 centavos / kWh si alcanzan el Nivel 3 en uso eléctrico. Las ubicaciones árticas y subárticas con altos precios de la energía no pueden generar suficiente energía solar en el invierno debido a la poca o ninguna luz solar.
El banco suizo UBS dijo que el Powerwall tiene sentido en Australia y Alemania, donde la electricidad es muy costosa [68] pero los paneles solares están bien distribuidos.
A octubre de 2019, el Tesla Powerwall 2 cuesta $ 14,600 por las dos unidades recomendadas (más $ 2,500 a $ 4,500 para la instalación) en los EE. UU. este precio no incluye el costo de los paneles solares. [69]
Competencia
Casa
La empresa de tecnología energética Enphase Energy , con sede en California, ha anunciado que lanzará su batería de fosfato de hierro y litio como parte de una solución completa de energía doméstica de corriente alterna de Enphase [70] [71] a partir del invierno de 2016 en Australia [72] [73] y Nueva Zelanda con Genesis Energy realizando pruebas. [74] El sistema, que incluye la supervisión y el control de la generación solar, el consumo de energía en el hogar y el almacenamiento de baterías, [75] se venderá al por mayor a través de distribuidores solares, que venden a los instaladores solares. Las baterías modulares de "bloque de construcción" de Enphase [76] son más eficientes que el Tesla Powerwall (96% en comparación con el 92% de eficiencia de ida y vuelta de Tesla). La batería de CA de Enphase también incluye un inversor dentro de la carcasa y funciona con todos los sistemas solares existentes o, alternativamente, en hogares sin energía solar. Se sabe que las baterías de fosfato de hierro y litio son las más estables y seguras de las diversas baterías de litio.
LG Chem anunció el sistema RESU10H (Type-R) _Expansion [77] como parte de su cartera de productos Energy Storage System [78] y es compatible con los inversores SolarEdge . [79] Tesla anunció que instalará sus baterías de almacenamiento doméstico Powerwall en Japón para 2020. [80]
Industrial
El sistema de almacenamiento de energía de BYD es otro competidor del Powerpack de Tesla. UC San Diego instaló este sistema, que tiene una capacidad de 5 megavatios-hora (MWh), suficiente para alimentar a 2.500 hogares, en septiembre de 2014. [81] BYD es un gran proveedor de baterías recargables y también es conocido por su posición de liderazgo en el sector eléctrico. autobuses. [82] [83] [84]
Sonnen y AutoGrid colaboraron en la combinación de baterías domésticas en un sistema de almacenamiento de red a gran escala a nivel de servicios públicos . [85] [86] Eos reclamó un precio de batería de $ 160 / kWh en 2017, antes del costo de integración de Siemens. [87]
Ver también
- Sistemas de medición neta con almacenamiento de energía integrado
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enlaces externos
- Página web oficial
- Tesla presenta baterías para alimentar hogares , BBC
- Por qué Tesla respalda las baterías , BBC
- Conferencia telefónica de 2015 con Elon Musk ( transcripción completa, suscrita. Transcripción en 15 páginas )
- Precios de por vida de Tesla Powerwall y Powerblocks por kWh frente a Aquion Energy, Eos Energy e Imergy
- La planta de energía virtual más grande de Australia aumenta en el sur de Australia , ARENA