Sommerkunngjøringen om å bygge verdens største batterilagringssystem i Sør-Australia var preget av å holde nøkkeldetaljer skjult.

Teslas sommerkunngjøring om å bygge verdens største batterilagringssystem i Sør-Australia var preget av å holde nøkkeldetaljer skjult.

Heldigvis, mens prosjektet forblir innhyllet i mystikk, kan mer informasjon om plasseringen av Tesla solcellepaneler og batterier på Hawaii-øya Kauai, som dukket opp på nettet tidligere i år, oppdages eller utledes.
Faktisk er det nå nok informasjon – ifølge Elon Musk – til å gjøre beregninger.Det samme gjelder inspirerende matematikk.
Selv om det er viktig at Teslas løsning er billigere enn diesel, er det enda viktigere at den er billigere til tross for at den kun bruker to tredjedeler av den faktiske solcellekraften og to tredjedeler av den faktiske batterikapasiteten.
Teslas Kauai-prosjekt inkluderer 55 000 solcellepaneler som er i stand til å gi 17 megawatt topp likestrøm og 52 megawatt-timer litium-ion batterilagring i form av 272 Powerpack 2 på en 44 mål stor tomt.
Det er litt større enn Buckingham Palace (40 dekar) og litt mindre enn halvparten av Vatikanets størrelse (110 dekar).
Merk at selv om solcellepanelet ofte er sitert som 13 MW (AC-basert), bekrefter Kauai Island Community Cooperative tallet som 17 MW (DC-basert).
Tesla har inngått kontrakt med Kauai Island Utility Cooperative om å forsyne nettet med opptil 52 megawattimer med strøm hver natt.Verktøyet har gått med på å betale en fast sats på 13,9 cent/kWh for lagret solcellelys, omtrent 10 % mindre enn hva de betaler for å drive dieselgeneratorer.
(Øya trenger fortsatt å brenne diesel i perioder med høye elektrisitetsperioder – bare ikke mye. Dessuten blir til og med Hawaii overskyet og regnfullt til tider.)
Når det gjelder hvorfor Tesla ikke kan selge elektrisitet direkte til nettet i løpet av dagen, kan Kauai-nettet rett og slett ikke absorbere mer solenergi: ved middagstid dekker solcelleanlegg allerede mer enn 90 prosent av øyas behov.
På Tesla-nettstedet er hver Powerpack 2 vurdert til 210 kWh og består av 16 Powerwall 2-er, som selv er vurdert til 13,2 kWh.Dette er fornuftig fordi 13,2 kWh x 16 = 211,2 kWh.
Imidlertid er det absolutte energiinnholdet til hver Powerwall 2 definitivt høyere.Vurdert til 7 kWh, den første generasjonen Powerwall er et 10 kWh-batteri vurdert til å sykle opp til 70 prosent utladningskapasitet, ifølge National Renewable Energy Laboratory.
Dette ligner på to tredjedelers utladningsdybde som brukes i Chevrolet Volt plug-in hybrid, som også bruker en nikkel-mangan-krom-batterikjemi.
Med en utladningsdybde på to tredjedeler, innebærer 210 kWh-effekten fra Powerpack 2 en absolutt effekt på 320 kWh.Dermed er den absolutte kapasiteten på 272 Powerpack 2 på Kauai 87 MWh.
Siden den første kunngjøringen av energilagring i 2015, har Elon Musk lovet en batteripris på $250/kWh for store distribusjoner og bekreftet dette tallet i forkant av et nylig prosjekt i Sør-Australia.
Kostnaden på $250/kWh for nominell effekt på modulnivå blir en mye lavere absolutt effekt på $170/kWh når to tredjedeler av utslippsdybden er tatt i betraktning.
Hvorfor oppgir Tesla en nominell effekt på 57 MWh og bare rapporterer 52 MWh?De ekstra batteriene vil sannsynligvis gi et anlegg på Kauai som kan generere 52 megawatt-timer elektrisitet per dag, selv etter 20 års batteribruk.
Solcellepanelene installert i Kauai er fast tilt, noe som betyr at de er montert i en fast vinkel;de roterer ikke i løpet av dagen, følger solen som noen andre store solcelleinstallasjoner.
I følge Lawrence Berkeley National Laboratory har Kauais tre eksisterende solcelleprosjekter med fast tilt pågått i mer enn ett år, og oppnådd effektfaktorer på 20 %, 21 % og 22 %.(Kraftfaktor er forholdet mellom energien som produseres av et kraftverk og dets maksimale teoretiske effekt.)
Dette antyder at en effektfaktor på 21 % er en rimelig antakelse for solcelleproduksjon i Teslas Kauai-prosjekt.Å multiplisere 17 megawatt med 21 % effekt på 24 timer gir oss altså 86 megawatt-timer strøm per dag.
Basert på produktspesifikasjonene kan strømforsyningene konvertere DC-inngang til AC-utgang med en effektivitet på ca. 90 %.Dette betyr at 86 MWh DC vendt mot solen skal produsere ca 77 MWh AC vendt mot nettet.
De opptil 52 megawatt-timene som Tesla lover å selge hver natt, er omtrent to tredjedeler av de 77 megawatt-timene som Tesla forventer fra solcellepanelene sine hver dag.
Enkelt sagt er både solceller og battericeller enormt store, men likevel er økonomien levedyktig.
Mens Tesla kan levere opptil 52 megawattimer med strøm til Kauai-nettet hver dag, kan den ikke gjøre det på stormfulle eller regnfulle dager.
For å evaluere disse effektene genererte Clean Power Researchs SolarAnywhere-programvare representative årlige solinnstrålingsdata for Lihue, Kauai, der Tesla-prosjektet ligger.
For åpenhet kan dataene som brukes i denne analysen sees på tinyurl.com/TeslaKauai.
Et representativt år med SolarAnywhere-data viser en global gjennomsnittlig horisontal eksponering på 5,0 timer per dag, tilsvarende en effektfaktor på 21 %.Dette samsvarer med data fra Lawrence Berkeley National Laboratory.
SolarAnywhere-data forutsier at Tesla i løpet av det første året vil gi et gjennomsnitt på 50 megawattimer med strøm per dag til Kauais verktøykooperativer.
Med ytterligere 5 MWh batteri, selv etter 10 prosent reduksjon i solcellepanel og batterikapasitet, er Tesla anslått å levere mellom 45 og 49 MWh strøm per dag til nettet (avhengig av spesifikasjonene i driftsstrategien)..
Forutsatt at det gjennomsnittlige daglige bidraget til nettet synker fra 50 MWh til 48 MWh i løpet av de neste 20 årene, vil Tesla i snitt yte 49 MWh per dag.
Green Tech Media anslår at en solfarm i bruksskala vil koste rundt $1 per watt under installasjon på Kauai, noe som betyr at solenergidelen av prosjektet på Kauai vil koste rundt $17 millioner.Takket være en skattefradrag på 30 prosent ga dette inn rundt 12 millioner dollar.
En EPRI/Sandia National Laboratories-undersøkelse utført i desember 2015 estimerte drifts- og vedlikeholdskostnadene for solenergianlegg i bruksskala til å være mellom $10 og $25 per kilowatt per år.Ved å bruke $25-tallet vil de såkalte O&M-kostnadene for de 17 MW solcellepanelene på stedet være $425 000 per år.
Den høyere poengsummen er passende fordi Tesla Kauai-prosjektet inkluderer batteripakken så vel som selve panelene.
Med 250 dollar per kilowattime koster Kauai sine batterier rundt 13 millioner dollar.Tesla vurderer vanligvis kabling og feltstøtteutstyr separat, noe som kan være så høyt som $500 000.
Etter å ha valgt de verste O&M-kostnadene, tar vi de beste kabel- og utstyrskostnadene og antar at de er praktisk talt gratis.
Totalt vil Tesla ha rundt 2,5 millioner dollar i årlig kontantstrøm i om lag 26 millioner dollar i forhåndskostnader (12 millioner dollar for solfarmen, 14 millioner dollar for batterier) og rundt 425 000 dollar per år i utgifter.
Under disse forutsetningene er den interne avkastningen til Tesla Kauai-prosjektet 6,2 %.
Selv om dette er uakseptabelt lavt for mange bransjer, bruker SolarCity, som mye av solenergiindustrien, en diskontert kontantstrømforutsetning på 6 %, og Kauai var opprinnelig et SolarCity-prosjekt.(Se regnearket lenket ovenfor igjen for detaljer.)
Dette tyder på at tallene er riktige;vi tror kanskje at feilene i de ulike forutsetningene kan oppheve hverandre.
I det meste av året genererer Tesla-prosjektet på Kauai langt mer strøm enn batteriene kan håndtere.Det samme gjelder fremtidige prosjekter.hva å gjøre?
Et alternativ er å bruke overflødig elektrisitet til å skille vann og produsere hydrogen til brenselcellekjøretøyer;Hawaiis første hydrogeneringsstasjon for brenselceller vil bruke denne tilnærmingen på Oahu.
Hvis Teslas Kauai-prosjekt kan selge ut noen av de 20 eller flere megawatt-timene det kan bruke daglig på å drive hydrogenelektrolysatorer, vil prosjektets internrente stige enda mer, selv om denne strømmen leveres til en redusert pris.
Dette ville skape et ironisk scenario der det er i Teslas interesse å håpe at suksessen til hydrogenbrenselcellekjøretøyer vil skape en etterspørsel etter hydrogen.
En uventet lærdom fra Teslas Kauai-prosjekt kan være at ikke bare hindrer brenselceller vår overgang til fornybar energi eller nullutslippsenergi, men de kan spille en rolle hvis hydrogenet de forbruker produseres utelukkende ved hjelp av fornybar energi.energi.
Hovedlærdommen er imidlertid at Tesla har bevist at det å kombinere solcellepaneler og energilagring gir økonomisk mening ikke i fremtiden, men i dag.
Faktisk, på Kauai, selv om bare to tredjedeler av strømmen og to tredjedeler av batterikapasiteten ble brukt, ville kombinasjonen være fornuftig.
Jeg godtar å motta e-poster fra Green Car Reports.Jeg forstår at jeg kan avslutte abonnementet når som helst.Personvernerklæring.
US ID.Buzz kommer senere i 2024 og byr på tre seterader, 10 tommer ekstra, mer kraft og muligens større rekkevidde.
Uber-sjåfører kan spare penger på drivstoff og tjene 1 USD ekstra per elektrisk tur, mens en Mustang Mach-E koster bare 199 USD i uken med Ford Drive-appen.