Elon Musk, administrerende direktør for Tesla Motors (TSLA TSLATesla Inc302. 78-1. 08% Laget med Highstock 4. 2. 6 ) er ikke en for å komme tilbake fra en utfordring. Han bygget det første levedyktige private flyrederiet SpaceX, som sender raketter inn i rommet for å gjenopplive den internasjonale romstasjonen. Han utvikler et høyhastighets underjordisk transportsystem som knytter Los Angeles til San Francisco, kalt Hyperloop. Han er også grunnlegger av Tesla, verdens første uavhengige elbilfirma på global skala.

Når folk klaget over at Teslas all-elektriske biler var for dyre for middelklassen, og at kjøreavstanden mellom kostnadene var for kort, lovet Musk å jobbe med batteriprodusentene for å redusere kostnadene og øke effektiviteten. Da fremgangen med batterilevantørene var for treg, bestemte Tesla seg for å komme seg inn i batteriet. I forrige uke annonserte Tesla sin egen serie av kommersielle og boligbatterier, kalt PowerWall-serien, som igjen viser at ingen teknisk utfordring er for stor for Mr. Musk. (Se også: Investeringsmuligheter for ny batteriteknologi .)

Problemet med nåværende batterier

Batterier er solid state-enheter som lagrer og slipper ut elektrisk strøm, driver en rekke forbrukerelektronikk og andre enheter. Oppladbare litiumion-batterier (LiOn) har blitt den mest brukte i disse applikasjonene, og finnes i alt fra mobiltelefoner og tabletter til bærbare datamaskiner til elektriske biler. Mens mikrochips og integrerte kretser har blitt eksponentielt kraftigere, mindre og billigere, har batteriteknologien forsinket seg dårlig. I løpet av samme tid har forbedringer i LiOn-batterier kun vært små og inkrementelle. (Se også: Lithium Ion Battery Stocks .)

Ta for eksempel en moderne smart telefon. Beregningsarbeidet er alt pakket inn i en liten del av enheten mens batteriet tar opp mesteparten av ledig plass. Batteriet er også en stor faktor i den totale prisen på enheten. For elektriske kjøretøyer er problemet sammensatt: bilene er egentlig en rekke batteripakker på hjul. Tesla flaggskipbil, modellen S har ca 60 kilowatt-timer med elektrisk kapasitet, noe som betyr at rundt $ 30 000 - en imponerende 42. 25% av klistremerkeprisen - kan direkte tilskrives batteriene.

Litium er også en veldig ustabil substans, og derfor må batteriene bygges forsiktig slik at de ikke blir skadet under en vanlig bilulykke. Selv små mengder eksponering for luft eller vann kan gjøre litium brist i flammer.Forsikre deg om at hvert batteri er riktig forseglet og sikret, er et ekstra lag av kostnad. (For mer, se: Hvorfor er Tesla Cars så dyrt? )

Tesla's PowerWall

Selv om Tesla ikke er det første eller eneste selskapet for å utvikle en kommersielt tilgjengelig LiOn-batterilagringsløsning for hjemmet eller virksomhet, er det et oppmuntrende skritt mot å løse en rekke problemer. Tesla har bygget en enorm batterifabrik (riktig kalt en gigafactory) i Nevada-ørkenen, som er i stand til å produsere sine nye og forbedrede batteripakker, både for sine kjøretøyer og, som Musk nylig annonserte, for hjemme- og forretnings energilagring også.

Teslas nye PowerWall-batterier er 100 kg (220 pund) bokser, omtrent 4. 25 fot x 3 fot. De tilbyr to modeller, en med en kapasitet på 10 kilowatt-timer (kWh), som starter på $ 3 500 og en 7 kWh-versjon for $ 3 000. Disse batteriene kan kobles sammen i serie for å gi opptil 90 kWh makt. For å sette det i perspektiv, et typisk kjøkken kjøleskap forbrukere under 5 kWh per dag, og en vaskemaskin og tørketrommel under 6 kWh per full syklus.

Teslas batteriteknologi vil bidra til å forbedre sin linje med elektriske biler, men PowerWall markedsføres for andre bruksområder. Boliger med solcellepaneler kan for tiden selge tilbake overflødig elektrisitet produsert til kraftnettet, men kan ikke effektivt lagre den energien. Dette medfører ubalanserte belastninger på nettet, og gjør boligvarmeproduksjon mindre enn nyttig om natten eller i skyfri dager. Strømnettet i dag kan ikke lagre elektrisitet, og strøm genereres og distribueres etter behov til hvor det er nødvendig.

Ubalansert belastning på rutenettet kan oppstå siden solpaneler på boligtak har en tendens til å produsere maksimal mengde elektrisitet tidlig på ettermiddagen når solen er sterkest. Etterspørselen etter elektrisitet er imidlertid ofte relativt lav på dette tidspunktet på dagen og er mest etterspurt tidlig om morgenen når folk våkner og gjør seg klar. Å ha en levedyktig batteriløsning installert i forbindelse med solcellepaneler tar et stort skritt for å løse disse problemene. (Se også: Slik fortjener du fra solenergi .)

PowerWall-batterier kan også gi uavbrutt strøm til boliger i stormer eller andre strømbrudd, i stedet for tradisjonelle gassdrevne generatorer. De kan også gi strøm til områder i verden hvor strøm er knappe eller rutenettet upålitelig. Å koble en PowerWall til sol- eller vindgenerering i en ekstern landsby kan gi dem en pålitelig strømkilde 24 timer i døgnet.

Økonomien til å eie PowerWall

Noen kan kanskje avvise Teslas PowerWall-batterier som et forfengelighetsprodukt reservert for de rike på omtrent samme måte som Tesla-biler har vært. Mens $ 3 500 kan virke som en stor del å skille ut for det som egentlig er et gigantisk batteri, kan det være verdt å se nærmere på de økonomiske grunnleggende i Musks dristige energisyn - og se deretter utover dem.

Verken den annonserte prisen på 10kWh og 7kWh-systemene inkluderer installasjonskostnader eller $ 2, 000 for maskinvaren til grensesnitt med et hjem kretsbryterboks.Noen beregninger setter den effektive prisen på PowerWall-arrayet på så mye 30 cent per kWh, som er nesten tre ganger dyrere enn gjennomsnittsprisen for et hjem i USA.

Til sammenligning Generac (GNRC GNRCGenerac Holdings Inc50. 60 + 0. 80% Laget med Highstock 4. 2. 6 ), en ledende generatorprodusent , tilbyr en 11 kW generator som kjører på propan eller naturgass og koster rundt $ 2, 500. Generatoren krever en direkte gassledning eller en 250 gallon propan lagertank, som begge kan være kostbare å installere - og du må fortsatt betale for drivstoff. Et estimat setter prisen på propan på 17% over strøm gjennom nettet. Videre er det vanskelig å skalere tradisjonelle generatorer, mens de modulære PowerWall-enhetene enkelt kan legges til hvis husholdningens energilagringsbehov øker.

Mens kostnadene ved å installere et solcellepanel som komplement til PowerWall er dyrt, har solinstallasjoner gått ned i pris dramatisk de siste årene på grunn av reduserte produksjons kostnader, mer effektive installasjonsprosesser som følge av økende stordriftsfordeler og sjenerøse statsstøtte på enkelte steder. Skatteavbrudd gjør solinstallasjonen rimeligere for husholdninger, og solfirmaer tilbyr ofte generøse insentiver til huseiere som reduserer forhåndskostnader og kan få ned per / kWh strømkostnader under nettprisene på grunn av nettmåling.

Selvfølgelig kan argumentet gjøres at Teslas batterier og også gassdrevne generatorer er luksusartikler. Men nødstrømforsyninger har fått popularitet etter de siste ekstreme værforholdene, som orkaner Irene og Sandy, samt det massive snøfallet som rammet østkysten i vinter 2014-2015. Det er ikke målet for PowerWall - ennå - å ta hjem helt utenfor strømnettet. Snarere er det et levedyktig alternativ til gassgeneratorer for backup-elektrisitet i tider med behov.

Men den viktigste økonomiske virkningen av Teslas PowerWall-system er økningen i kulturkapitalen som den vil produsere. Som de fleste andre teknologiske nyvinninger de siste 150 årene fra gassbelysning til smarttelefoner, kan de mer velstående være adopsjonene, men interessen deres skaper de nødvendige forholdene for å utvikle stordriftsfordelen som setter ny teknologi i hendene til hverdagsbrukeren.

Bunnlinjen

Teslas PowerWall-batterier er en spennende utvikling i energilagringsteknologi. Selv om de ikke gjenoppfinner hjulet, gjør de eksisterende litium-ion-batteriteknologi rimeligere og tilgjengelig i større skalaer.

Tesla har også fordelene med sin administrerende direktør, Elon Musk, som har et rykte og en rekord for å ta på seg vanskelige tekniske utfordringer og lykkes. PowerWall-batterier og deres etterfølgere vil trolig bli enda billigere og mer effektive med konkurranse og med kontinuerlig forskning og utvikling. På tjue år kan det ikke være rart å se et slikt batteri i kjelleren eller garasjen i hvert hjem.