Летнее заявление Tesla о строительстве крупнейшей в мире системы хранения аккумуляторов в Южной Австралии характеризовалось сохранением ключевых деталей в секрете.
К счастью, хотя проект остается окутанным тайной, можно обнаружить или получить дополнительную информацию о размещении солнечных панелей и батарей Tesla на гавайском острове Кауаи, которая появилась в сети ранее в этом году.
На самом деле сейчас информации достаточно – по мнению Илона Маска – чтобы делать расчеты.То же самое касается вдохновляющей математики.
Хотя важно, что решение Tesla дешевле, чем дизельное топливо, еще важнее то, что оно дешевле, несмотря на то, что использует только две трети фактической мощности солнечной панели и две трети фактической емкости батареи.
Проект Tesla в Кауаи включает в себя 55 000 солнечных панелей, способных обеспечить 17 мегаватт пиковой мощности постоянного тока и 52 мегаватт-часа литий-ионных аккумуляторов в виде 272 Powerpack 2 на участке площадью 44 акра.
Он немного больше Букингемского дворца (40 акров) и чуть меньше половины Ватикана (110 акров).
Обратите внимание: хотя мощность солнечной батареи часто называют 13 МВт (на основе переменного тока), Кооператив сообщества острова Кауаи подтверждает цифру 17 МВт (на основе постоянного тока).
Tesla заключила контракт с коммунальным кооперативом острова Кауаи на поставку в сеть до 52 мегаватт-часов электроэнергии каждую ночь.Коммунальное предприятие согласилось платить фиксированную ставку в размере 13,9 цента/кВтч за накопленное солнечное освещение, что примерно на 10% меньше, чем то, что они платят за питание дизельных генераторов.
(Острову по-прежнему необходимо сжигать дизельное топливо в периоды пиковой нагрузки на электроэнергию, но не так много. Кроме того, даже на Гавайях временами бывает облачно и идет дождь.)
Что касается того, почему Tesla не может продавать электроэнергию напрямую в сеть в течение дня, то сеть Кауаи просто не может поглощать больше солнечной энергии: в полдень фотоэлектрические батареи уже удовлетворяют более 90 процентов потребностей острова.
На веб-сайте Tesla каждый Powerpack 2 рассчитан на 210 кВтч и состоит из 16 Powerwall 2, которые сами имеют мощность 13,2 кВтч.Это имеет смысл, поскольку 13,2 кВтч x 16 = 211,2 кВтч.
Однако абсолютное энергопотребление каждого Powerwall 2 определенно выше.По данным Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии, первое поколение Powerwall мощностью 7 кВтч представляет собой батарею емкостью 10 кВтч, рассчитанную на циклическую разрядку до 70 процентов.
Это похоже на глубину разряда в две трети, используемую в подключаемом гибриде Chevrolet Volt, в котором также используется никель-марганцево-хромовый аккумулятор.
При глубине разряда в две трети выходная мощность Powerpack 2 в 210 кВтч подразумевает абсолютную мощность 320 кВтч.Таким образом, абсолютная мощность 272 Powerpack 2 на Кауаи составляет 87 МВтч.
С момента первого объявления о хранении энергии в 2015 году Илон Маск пообещал цену на батарею в размере 250 долларов за киловатт-час для крупных развертываний и подтвердил эту цифру в преддверии недавнего проекта в Южной Австралии.
Стоимость номинальной мощности в 250 долларов США/кВтч на уровне модуля становится гораздо меньшей абсолютной мощностью в 170 долларов США/кВтч, если принять во внимание две трети глубины разряда.
Почему Tesla указывает номинальную мощность 57 МВтч, а сообщает только 52 МВтч?Дополнительные батареи, вероятно, позволят построить на Кауаи электростанцию, которая сможет производить 52 мегаватт-часа электроэнергии в день, даже после 20 лет износа батарей.
Солнечные панели, установленные на Кауаи, имеют фиксированный наклон, то есть они установлены под фиксированным углом;они не вращаются в течение дня, следуя за солнцем, как некоторые другие крупные солнечные установки.
По данным Национальной лаборатории Лоуренса Беркли, три существующих солнечных проекта с фиксированным наклоном на Кауаи работают уже более года, достигая коэффициента мощности 20%, 21% и 22%.(Коэффициент мощности — это отношение энергии, вырабатываемой электростанцией, к ее максимальной теоретической мощности.)
Это говорит о том, что коэффициент мощности 21% является разумным предположением для фотоэлектрической генерации в проекте Tesla на Кауаи.Таким образом, умножив 17 мегаватт на 21% мощности за 24 часа, мы получим 86 мегаватт-часов электроэнергии в день.
Согласно техническим характеристикам продукта, источники питания могут преобразовывать входной постоянный ток в выходной переменный ток с эффективностью около 90%.Это означает, что 86 МВт постоянного тока, обращенные к солнцу, должны производить около 77 МВт переменного тока, обращенного к сети.
До 52 мегаватт-часов, которые Tesla обещает продавать каждую ночь, составляют примерно две трети от 77 мегаватт-часов, которые Tesla ожидает от своих солнечных панелей каждый день.
Проще говоря, и солнечные, и аккумуляторные элементы значительно превышают размеры, но даже в этом случае экономика остается жизнеспособной.
Хотя Tesla может поставлять в сеть Кауаи до 52 мегаватт-часов электроэнергии каждый день, она не может делать это в ненастные или дождливые дни.
Чтобы оценить эти эффекты, программное обеспечение SolarAnywhere от Clean Power Research сгенерировало репрезентативные годовые данные о солнечном излучении для Лихуэ, Кауаи, где расположен проект Tesla.
Для прозрачности данные, использованные в этом анализе, можно просмотреть на сайте tinyurl.com/TeslaKauai.
Репрезентативный год данных SolarAnywhere показывает среднее глобальное горизонтальное воздействие 5,0 часов в день, что соответствует коэффициенту мощности 21%.Это согласуется с данными Национальной лаборатории Лоуренса Беркли.
Данные SolarAnywhere предсказывают, что в первый год своего существования Tesla будет обеспечивать коммунальные кооперативы Кауаи в среднем 50 мегаватт-часами электроэнергии в день.
С дополнительными 5 МВтч батареи, даже после 10-процентного сокращения солнечной панели и емкости батареи, Tesla, по оценкам, будет поставлять в сеть от 45 до 49 МВтч электроэнергии в день (в зависимости от особенностей своей операционной стратегии)..
Если предположить, что среднесуточный вклад в сеть снизится с 50 МВтч до 48 МВтч в течение следующих 20 лет, Tesla будет обеспечивать в среднем 49 МВтч в день.
По оценкам Green Tech Media, солнечная ферма коммунального масштаба будет стоить около 1 доллара за ватт во время установки на Кауаи, а это означает, что солнечная часть проекта на Кауаи будет стоить около 17 миллионов долларов.Благодаря 30-процентному инвестиционному налоговому кредиту это принесло около 12 миллионов долларов.
Исследование EPRI/Sandia National Laboratories, проведенное в декабре 2015 года, показало, что затраты на эксплуатацию и обслуживание солнечных электростанций коммунального масштаба составляют от 10 до 25 долларов за киловатт в год.Используя цифру в 25 долларов, так называемые затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание солнечных панелей мощностью 17 МВт на объекте составят 425 000 долларов в год.
Более высокий балл уместен, поскольку проект Tesla Kauai включает в себя как аккумуляторную батарею, так и сами панели.
Аккумуляторы Кауаи стоят около 13 миллионов долларов при цене 250 долларов за киловатт-час.Tesla обычно оценивает проводку и вспомогательное оборудование отдельно, стоимость которых может достигать 500 000 долларов.
Выбрав наихудшие затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание, мы возьмем лучшие затраты на кабели и оборудование и предположим, что они практически бесплатны.
В общей сложности у Tesla будет около $2,5 млн годового денежного потока, около $26 млн первоначальных затрат ($12 млн на солнечную ферму, $14 млн на батареи) и около $425 000 в год на расходы.
При этих предположениях внутренняя норма доходности проекта Tesla Kauai составляет 6,2%.
Хотя для многих отраслей это неприемлемо низко, SolarCity, как и большая часть солнечной промышленности, использует допущение о дисконтированном денежном потоке в размере 6%, а Кауаи изначально был проектом SolarCity.(Подробную информацию см. в таблице, указанной выше.)
Это говорит о том, что цифры верны;мы могли бы подумать, что ошибки в различных предположениях могут нейтрализовать друг друга.
Большую часть года проект Tesla на Кауаи генерирует гораздо больше электроэнергии, чем могут выдержать его батареи.То же самое касается и будущих проектов.что делать?
Один из вариантов — использовать избыток электроэнергии для отделения воды и производства водорода для автомобилей на топливных элементах;Первая станция гидрирования топливных элементов на Гавайях будет использовать этот подход на острове Оаху.
Если проект Tesla в Кауаи сможет продать часть из 20 или более мегаватт-часов, которые он может ежедневно тратить на питание водородных электролизеров, внутренняя норма прибыли проекта вырастет еще больше, даже если эта электроэнергия будет предоставляться по сниженной цене.
Это создало бы ироничный сценарий, в котором в интересах Теслы надеяться, что успех транспортных средств на водородных топливных элементах создаст спрос на водород.
Неожиданный урок из проекта Tesla на Кауаи может заключаться в том, что топливные элементы не только не препятствуют нашему переходу к возобновляемым источникам энергии или энергии с нулевым уровнем выбросов, но и могут сыграть свою роль, если потребляемый ими водород будет производиться исключительно с использованием возобновляемых источников энергии.энергия.
Однако главный урок заключается в том, что Tesla доказала, что объединение солнечных панелей и накопителей энергии имеет экономический смысл не в будущем, а сегодня.
Фактически, на Кауаи, даже если бы использовалось всего две трети мощности и две трети емкости аккумулятора, такое сочетание имело бы смысл.
Я согласен получать электронные письма от Green Car Reports.Я понимаю, что могу отказаться от подписки в любой момент.Политика конфиденциальности.
ID.Buzz в США появится позже в 2024 году и предложит три ряда сидений, дополнительные 10 дюймов, большую мощность и, возможно, больший запас хода.
Водители Uber могут сэкономить на топливе и заработать дополнительно 1 доллар за поездку на электромобиле, а Mustang Mach-E стоит всего 199 долларов в неделю с приложением Ford Drive.
Время публикации: 02 июня 2023 г.
