Літнє оголошення Tesla про будівництво найбільшої у світі системи зберігання акумуляторів у Південній Австралії характеризувалося тим, що ключові деталі залишалися в таємниці.
На щастя, поки проект залишається оповитим таємницею, більше інформації про розміщення сонячних панелей і батарей Tesla на гавайському острові Кауаї, яка з’явилася в Інтернеті на початку цього року, можна знайти або вивести.
Насправді зараз є достатньо інформації, за словами Ілона Маска, щоб зробити розрахунки.Те саме стосується надихаючої математики.
Хоча важливо, що рішення Tesla дешевше дизеля, ще важливіше те, що воно дешевше, незважаючи на використання лише двох третин фактичної потужності сонячної панелі та дві третини фактичної ємності акумулятора.
Проект Tesla Kauai включає 55 000 сонячних панелей, здатних забезпечувати 17 мегават пікової потужності постійного струму та 52 мегават-години зберігання літій-іонних акумуляторів у формі 272 Powerpack 2s на ділянці площею 44 акра.
Він трохи більший за Букінгемський палац (40 акрів) і трохи менше половини Ватикану (110 акрів).
Зауважте, що хоча сонячна батарея часто вказується як 13 МВт (на базі змінного струму), Кооператив громади острова Кауаї підтверджує цифру в 17 МВт (на основі постійного струму).
Tesla уклала контракт з Kauai Island Utility Cooperative на постачання до мережі до 52 мегават-годин електроенергії щоночі.Комунальне підприємство погодилося платити фіксовану ставку 13,9 центів/кВт-год за накопичене сонячне світло, приблизно на 10% менше, ніж вони платять за живлення дизельних генераторів.
(Острову все ще потрібно споживати дизельне пальне в періоди пікового споживання електроенергії — просто небагато. Крім того, навіть на Гаваях іноді бувають хмари та дощі.)
Щодо того, чому Tesla не може продавати електроенергію безпосередньо в мережу протягом дня, мережа Кауаї просто не може поглинати більше сонячної енергії: опівдні фотоелектричні системи вже задовольняють понад 90 відсотків потреб острова.
На веб-сайті Tesla кожен Powerpack 2 має потужність 210 кВт/год і складається з 16 Powerwall 2, які самі по собі мають потужність 13,2 кВт/год.Це має сенс, оскільки 13,2 кВт·год x 16 = 211,2 кВт·год.
Однак абсолютний енергетичний вміст кожного Powerwall 2 безумовно вищий.За даними Національної лабораторії відновлюваної енергетики, батарея Powerwall першого покоління ємністю 7 кВт/год — це батарея ємністю 10 кВт/год, розрахована на циклічний цикл до 70-відсоткового розряду.
Це подібно до глибини розряду на дві третини, яка використовується в гібриді Chevrolet Volt, який також використовує хімію нікель-марганцево-хромової батареї.
При глибині розряду в дві третини вихідна потужність 210 кВт-год, що забезпечується Powerpack 2, означає абсолютну потужність 320 кВт-год.Таким чином, абсолютна потужність 272 Powerpack 2 на Кауаї становить 87 МВт·год.
Після першого оголошення про зберігання енергії в 2015 році Ілон Маск пообіцяв ціну батареї в розмірі 250 доларів США за кВт-год для великих розгортань і підтвердив цю цифру перед нещодавнім проектом у Південній Австралії.
Вартість 250 доларів США/кВт-год для номінальної потужності на рівні модуля стає набагато меншою абсолютною потужністю 170 доларів США/кВт-год, якщо врахувати дві третини глибини розряду.
Чому Tesla вказує номінальну потужність 57 МВт-год і повідомляє лише про 52 МВт-год?Додаткові батареї, ймовірно, забезпечать завод на Кауаї, який може генерувати 52 мегават-годин електроенергії на день, навіть після 20 років використання акумуляторів.
Сонячні панелі, встановлені в Кауаї, мають фіксований нахил, що означає, що вони встановлені під фіксованим кутом;вони не обертаються протягом дня, слідуючи за сонцем, як деякі інші великі сонячні установки.
За даними Національної лабораторії Лоуренса Берклі, три існуючі сонячні проекти Кауаї з фіксованим кутом нахилу працюють більше року, досягаючи коефіцієнтів потужності 20%, 21% і 22%.(Коефіцієнт потужності — це відношення енергії, виробленої електростанцією, до її максимальної теоретичної потужності.)
Це свідчить про те, що коефіцієнт потужності 21% є розумним припущенням для фотоелектричної генерації в проекті Tesla Kauai.Таким чином, помноживши 17 мегават на 21% потужності за 24 години, ми отримаємо 86 мегават-годин електроенергії на день.
Виходячи зі специфікацій продукту, джерела живлення можуть перетворювати вхідний постійний струм на вихід змінного струму з ефективністю приблизно 90%.Це означає, що 86 МВт-год постійного струму, спрямованого до сонця, повинно виробляти близько 77 МВт-год змінного струму, спрямованого в мережу.
До 52 мегават-годин, які Tesla обіцяє продавати щоночі, це приблизно дві третини від 77 мегават-годин, які Tesla очікує від своїх сонячних панелей щодня.
Простіше кажучи, як сонячні елементи, так і акумуляторні елементи надзвичайно великі, але навіть у цьому випадку економіка залишається життєздатною.
Хоча Tesla може постачати до 52 мегават-годин електроенергії в мережу Кауаї щодня, вона не може робити цього в штормові або дощові дні.
Щоб оцінити ці ефекти, програмне забезпечення SolarAnywhere від Clean Power Research згенерувало репрезентативні річні дані про сонячне опромінення для Ліхуе, Кауаї, де розташований проект Tesla.
Для прозорості дані, використані в цьому аналізі, можна переглянути на tinyurl.com/TeslaKauai.
Показовий рік даних SolarAnywhere показує глобальне середнє горизонтальне опромінення 5,0 годин на день, що відповідає коефіцієнту потужності 21%.Це збігається з даними Національної лабораторії Лоуренса Берклі.
За даними SolarAnywhere, у перший рік Tesla забезпечуватиме комунальним кооперативам Кауаї в середньому 50 мегават-годин електроенергії на день.
З додатковими 5 МВт-год акумулятора, навіть після 10-відсоткового зменшення сонячної панелі та ємності акумулятора, Tesla, за оцінками, постачатиме від 45 до 49 МВт-год електроенергії в мережу на день (залежно від особливостей її операційної стратегії)..
Якщо припустити, що середній щоденний внесок в мережу впаде з 50 МВт-год до 48 МВт-год протягом наступних 20 років, Tesla забезпечуватиме в середньому 49 МВт-год на день.
За оцінками Green Tech Media, сонячна електростанція обійдеться близько 1 долара за ват під час встановлення на Кауаї, тобто сонячна частина проекту на Кауаї коштуватиме близько 17 мільйонів доларів.Завдяки 30-відсотковому податковому кредиту на інвестиції це принесло близько 12 мільйонів доларів.
Опитування EPRI/Sandia National Laboratories, проведене в грудні 2015 року, оцінило витрати на експлуатацію та обслуговування сонячних електростанцій від 10 до 25 доларів США за кіловат на рік.Використовуючи цифру в 25 доларів, так звані витрати на експлуатацію та технічне обслуговування для сонячних панелей потужністю 17 МВт на місці становитимуть 425 000 доларів на рік.
Вищий бал є відповідним, оскільки проект Tesla Kauai включає акумуляторний блок, а також самі панелі.
При 250 доларів за кіловат-годину батареї Kauai коштують близько 13 мільйонів доларів.Зазвичай Tesla окремо оцінює електропроводку та польове допоміжне обладнання, яке може досягати 500 000 доларів США.
Після вибору найгірших витрат на експлуатацію та технічне обслуговування ми візьмемо найкращі витрати на кабель і обладнання та припустимо, що вони практично безкоштовні.
Загалом Tesla матиме близько 2,5 мільйонів доларів щорічного грошового потоку з приблизно 26 мільйонів доларів початкових витрат (12 мільйонів доларів на сонячну ферму, 14 мільйонів доларів на батареї) і приблизно 425 000 доларів на рік витрат.
За цих припущень внутрішня норма прибутку проекту Tesla Kauai становить 6,2%.
Хоча це неприйнятно мало для багатьох галузей промисловості, SolarCity, як і велика частина сонячної промисловості, використовує припущення про дисконтований грошовий потік у 6%, а Kauai спочатку був проектом SolarCity.(Знову зверніться до електронної таблиці, на яку наведено посилання вище, щоб дізнатися більше.)
Це говорить про те, що цифри правильні;ми могли б подумати, що помилки в різних припущеннях можуть компенсувати одна одну.
Протягом більшої частини року проект Tesla на Кауаї виробляє набагато більше електроенергії, ніж можуть витримати його батареї.Те саме стосується майбутніх проектів.що робити?
Одним із варіантів є використання надлишку електроенергії для відділення води та виробництва водню для автомобілів на паливних елементах;Перша на Гаваях станція гідрогенізації паливних елементів використовуватиме цей підхід на Оаху.
Якщо проект Tesla Kauai зможе продати частину з 20 або більше мегават-годин, які він може витрачати щодня на живлення водневих електролізерів, внутрішня норма прибутку проекту зросте ще більше, навіть якщо ця електроенергія постачатиметься за зниженою ціною.
Це створило б іронічний сценарій, згідно з яким в інтересах Tesla сподіватися, що успіх автомобілів на водневих паливних елементах створить попит на водень.
Несподіваний урок проекту Tesla в Кауаї може полягати в тому, що паливні елементи не тільки не перешкоджають нашому переходу на відновлювану енергію або енергію з нульовим викидом, але вони можуть зіграти певну роль, якщо водень, який вони споживають, виробляється виключно з використанням відновлюваної енергії.енергії.
Однак головний урок полягає в тому, що Tesla довела, що поєднання сонячних панелей і накопичувачів енергії має економічний сенс не в майбутньому, а сьогодні.
Фактично, на Kauai, навіть якщо використовувати лише дві третини потужності та дві третини ємності батареї, поєднання мало б сенс.
Я погоджуюся отримувати електронні листи від Green Car Reports.Я розумію, що можу відмовитися від підписки в будь-який момент.Політика конфіденційності.
Американський ID.Buzz з’явиться пізніше у 2024 році та запропонує три ряди сидінь, додаткові 10 дюймів, більше потужності та, можливо, більший діапазон.
Водії Uber можуть заощадити гроші на паливі та заробити додатковий 1 долар за поїздку на електромобілі, а Mustang Mach-E коштує лише 199 доларів на тиждень із додатком Ford Drive.
Час публікації: 02 червня 2023 р
