Tesla's zomeraankondiging om 's werelds grootste batterijopslagsysteem in Zuid-Australië te bouwen, werd gekenmerkt door het geheim houden van belangrijke details.
Hoewel het project nog steeds in mysterie gehuld is, kan er gelukkig meer informatie over de plaatsing van Tesla-zonnepanelen en -batterijen op het Hawaiiaanse eiland Kauai, die eerder dit jaar online verscheen, worden ontdekt of afgeleid.
Sterker nog, er is nu genoeg informatie – aldus Elon Musk – om berekeningen te kunnen maken.Hetzelfde geldt voor inspirerende wiskunde.
Hoewel het belangrijk is dat de oplossing van Tesla goedkoper is dan diesel, is het zelfs nog belangrijker dat deze goedkoper is, ondanks dat slechts tweederde van het werkelijke zonnepaneelvermogen en tweederde van de werkelijke batterijcapaciteit wordt gebruikt.
Tesla's Kauai-project omvat 55.000 zonnepanelen die 17 megawatt aan piekgelijkstroom kunnen leveren en 52 megawattuur lithium-ionbatterijopslag in de vorm van 272 Powerpack 2's op een terrein van 44 hectare.
Het is iets groter dan Buckingham Palace (40 hectare) en iets minder dan de helft van de grootte van het Vaticaan (110 hectare).
Merk op dat hoewel de zonnepanelen vaak worden aangehaald als 13 MW (gebaseerd op AC), de Kauai Island Community Cooperative het cijfer bevestigt als 17 MW (gebaseerd op DC).
Tesla heeft een contract gesloten met de Kauai Island Utility Cooperative om het elektriciteitsnet elke nacht van maximaal 52 megawattuur elektriciteit te voorzien.Het nutsbedrijf heeft ermee ingestemd een vast tarief van 13,9 cent/kWh te betalen voor opgeslagen zonnelicht, ongeveer 10% minder dan wat ze betalen om dieselgeneratoren van stroom te voorzien.
(Het eiland moet nog steeds diesel verbranden tijdens piekperiodes van de elektriciteitsvoorziening – gewoon niet veel. Bovendien wordt zelfs Hawaï af en toe bewolkt en regenachtig.)
Wat betreft de reden waarom Tesla overdag geen elektriciteit rechtstreeks aan het elektriciteitsnet kan verkopen: het elektriciteitsnet van Kauai kan eenvoudigweg niet meer zonne-energie absorberen: 's middags voorzien zonne-energie al in meer dan 90 procent van de behoeften van het eiland.
Op de Tesla-website heeft elke Powerpack 2 een vermogen van 210 kWh en bestaat uit 16 Powerwall 2's, die zelf een vermogen van 13,2 kWh hebben.Dit is logisch omdat 13,2 kWh x 16 = 211,2 kWh.
De absolute energie-inhoud van elke Powerwall 2 is echter beslist hoger.Volgens het National Renewable Energy Laboratory is de Powerwall van de eerste generatie een batterij van 10 kWh met een vermogen van 7 kWh en een capaciteit van 70 procent.
Dit is vergelijkbaar met de tweederde ontladingsdiepte die wordt gebruikt in de Chevrolet Volt plug-in hybride, die ook gebruik maakt van een nikkel-mangaan-chroom-batterijchemie.
Met een ontladingsdiepte van tweederde impliceert het vermogen van 210 kWh van de Powerpack 2 een absoluut vermogen van 320 kWh.De absolute capaciteit van 272 Powerpack 2 op Kauai bedraagt dus 87 MWh.
Sinds de eerste aankondiging van energieopslag in 2015 heeft Elon Musk een batterijprijs van $ 250/kWh beloofd voor grote implementaties en bevestigde dat cijfer voorafgaand aan een recent project in Zuid-Australië.
De kosten van $250/kWh voor nominaal vermogen op moduleniveau worden een veel lager absoluut vermogen van $170/kWh als rekening wordt gehouden met tweederde van de ontladingsdiepte.
Waarom vermeldt Tesla een nominaal vermogen van 57 MWh en rapporteert slechts 52 MWh?De extra batterijen zullen waarschijnlijk een centrale op Kauai opleveren die 52 megawattuur elektriciteit per dag kan opwekken, zelfs na twintig jaar batterijslijtage.
De zonnepanelen die op Kauai worden geïnstalleerd, zijn fixed tilt, wat betekent dat ze onder een vaste hoek zijn gemonteerd;ze draaien overdag niet en volgen de zon zoals sommige andere grote zonne-installaties.
Volgens het Lawrence Berkeley National Laboratory lopen de drie bestaande zonne-energieprojecten met vaste kanteling op Kauai al meer dan een jaar, waarbij ze vermogensfactoren bereiken van 20%, 21% en 22%.(De arbeidsfactor is de verhouding tussen de door een energiecentrale geproduceerde energie en het maximale theoretische vermogen.)
Dit suggereert dat een arbeidsfactor van 21% een redelijke aanname is voor fotovoltaïsche opwekking in Tesla's Kauai-project.Als we dus 17 megawatt vermenigvuldigen met 21% vermogen in 24 uur, krijgen we 86 megawattuur elektriciteit per dag.
Op basis van de productspecificaties kunnen de voedingen DC-ingang omzetten in AC-uitgang met een efficiëntie van ongeveer 90%.Dit betekent dat 86 MWh DC gericht naar de zon ongeveer 77 MWh AC gericht naar het elektriciteitsnet zou moeten produceren.
De tot 52 megawattuur die Tesla elke nacht belooft te verkopen, is ongeveer tweederde van de 77 megawattuur die Tesla dagelijks van zijn zonnepanelen verwacht.
Simpel gezegd: zowel zonne- als batterijcellen zijn veel te groot, maar toch blijft de economie levensvatbaar.
Hoewel Tesla elke dag tot 52 megawattuur elektriciteit aan het elektriciteitsnet van Kauai kan leveren, kan dit niet op stormachtige of regenachtige dagen.
Om deze effecten te evalueren, genereerde de SolarAnywhere-software van Clean Power Research representatieve jaarlijkse gegevens over de zonnestraling voor Lihue, Kauai, waar het Tesla-project zich bevindt.
Voor transparantie kunnen de gegevens die in deze analyse worden gebruikt, worden bekeken op tinyurl.com/TeslaKauai.
Uit representatieve gegevens van SolarAnywhere blijkt dat er wereldwijd sprake is van een gemiddelde horizontale blootstelling van 5,0 uur per dag, wat overeenkomt met een arbeidsfactor van 21%.Dit komt overeen met gegevens van het Lawrence Berkeley National Laboratory.
Gegevens van SolarAnywhere voorspellen dat Tesla in het eerste jaar gemiddeld 50 megawattuur elektriciteit per dag zal leveren aan de nutscoöperaties van Kauai.
Met een extra batterij van 5 MWh, zelfs na een vermindering van de capaciteit van de zonnepanelen en de batterij met 10 procent, levert Tesla naar schatting tussen de 45 en 49 MWh elektriciteit per dag aan het elektriciteitsnet (afhankelijk van de specifieke kenmerken van zijn bedrijfsstrategie)..
Ervan uitgaande dat de gemiddelde dagelijkse bijdrage aan het elektriciteitsnet de komende twintig jaar daalt van 50 MWh naar 48 MWh, zal Tesla gemiddeld 49 MWh per dag leveren.
Green Tech Media schat dat een zonnepark op nutsschaal ongeveer $ 1 per watt zal kosten tijdens de installatie op Kauai, wat betekent dat het zonnegedeelte van het project op Kauai ongeveer $ 17 miljoen zal kosten.Dankzij een investeringsbelastingkrediet van 30 procent bracht dit ongeveer $12 miljoen op.
Een onderzoek van EPRI/Sandia National Laboratories, uitgevoerd in december 2015, schatte de exploitatie- en onderhoudskosten van zonneparken op utiliteitsschaal op tussen de $ 10 en $ 25 per kilowatt per jaar.Als we het bedrag van $25 gebruiken, zouden de zogenaamde O&M-kosten voor de 17 MW zonnepanelen ter plaatse $425.000 per jaar bedragen.
De hogere score is passend omdat het Tesla Kauai-project zowel het batterijpakket als de panelen zelf omvat.
Met $ 250 per kilowattuur kosten de batterijen van Kauai ongeveer $ 13 miljoen.Tesla beoordeelt bedrading en veldondersteuningsapparatuur doorgaans afzonderlijk, wat kan oplopen tot $ 500.000.
Nadat we de slechtste O&M-kosten hebben geselecteerd, nemen we de beste kabel- en apparatuurkosten en gaan ervan uit dat deze vrijwel gratis zijn.
In totaal zal Tesla ongeveer $2,5 miljoen aan jaarlijkse cashflow hebben, bestaande uit ongeveer $26 miljoen aan initiële kosten ($12 miljoen voor het zonnepark, $14 miljoen voor batterijen) en ongeveer $425.000 per jaar aan uitgaven.
Onder deze aannames bedraagt het interne rendement van het Tesla Kauai-project 6,2%.
Hoewel dit voor veel sectoren onaanvaardbaar laag is, hanteert SolarCity, net als een groot deel van de zonne-energie-industrie, een verdisconteerde kasstroomaanname van 6%, en was Kauai oorspronkelijk een SolarCity-project.(Raadpleeg nogmaals de hierboven gelinkte spreadsheet voor meer informatie.)
Dit suggereert dat de cijfers correct zijn;we zouden kunnen denken dat de fouten in de verschillende aannames elkaar kunnen opheffen.
Het grootste deel van het jaar wekt het Tesla-project op Kauai veel meer elektriciteit op dan de batterijen aankunnen.Hetzelfde geldt voor toekomstige projecten.wat moeten we doen?
Eén optie is om overtollige elektriciteit te gebruiken om water te scheiden en waterstof te produceren voor brandstofcelvoertuigen;Hawaii's eerste brandstofcelhydrogeneringsstation zal deze aanpak op Oahu gebruiken.
Als Tesla's Kauai-project een deel van de twintig of meer megawattuur die het dagelijks kan besteden aan het aandrijven van waterstofelektrolyzers kan verkopen, zal het interne rendement van het project nog verder stijgen, zelfs als die elektriciteit tegen een lagere prijs wordt geleverd.
Dit zou een ironisch scenario creëren waarin het in het belang van Tesla is om te hopen dat het succes van waterstofbrandstofcelvoertuigen een vraag naar waterstof zal creëren.
Een onverwachte les uit Tesla's Kauai-project zou kunnen zijn dat brandstofcellen niet alleen onze transitie naar hernieuwbare energie of energie zonder uitstoot niet in de weg staan, maar dat ze ook een rol zouden kunnen spelen als de waterstof die ze verbruiken uitsluitend met behulp van hernieuwbare energie wordt geproduceerd.energie.
De belangrijkste les is echter dat Tesla heeft bewezen dat het combineren van zonnepanelen en energieopslag niet in de toekomst, maar vandaag economisch zinvol is.
Zelfs als op Kauai slechts tweederde van het vermogen en tweederde van de batterijcapaciteit zouden worden gebruikt, zou de combinatie zelfs zinvol zijn.
Ik ga akkoord met het ontvangen van e-mails van Green Car Reports.Ik begrijp dat ik mij op ieder moment kan afmelden.Privacybeleid.
De Amerikaanse ID.Buzz arriveert later in 2024 en biedt drie zitrijen, een extra 10 inch, meer vermogen en mogelijk meer bereik.
Uber-chauffeurs kunnen geld besparen op brandstof en $ 1 extra per elektrische rit verdienen, terwijl een Mustang Mach-E met de Ford Drive-app slechts $ 199 per week kost.
Posttijd: 02-jun-2023
