Elon Musk, CEO von Tesla Motors (TSLA TSLATesla Inc302. 78-1. 08% Erstellt mit Highstock 4. 2. 6 ) ist nicht einer, der sich von einer Herausforderung zurückzieht. Er baute die erste tragfähige private Raumfluggesellschaft, SpaceX, die Raketen in den Weltraum schickt, um die internationale Raumstation wieder aufzufüllen. Er entwickelt ein schnelles unterirdisches Transportsystem, das Los Angeles mit San Francisco verbindet, genannt Hyperloop. Er ist auch der Gründer von Tesla, dem weltweit ersten unabhängigen Elektrofahrzeugunternehmen weltweit.

Als sich die Leute darüber beschwerten, dass Teslas Elektroautos für die Mittelklasse zu teuer seien und ihre Reichweite zwischen den Gebühren zu kurz sei, versprach Musk, mit den Batterieherstellern zusammenzuarbeiten, um die Kosten zu senken und die Effizienz zu verbessern. Als der Fortschritt mit seinen Batterielieferanten zu langsam war, beschloss Tesla, sich selbst in die Batterieherstellung zu stürzen. Letzte Woche kündigte Tesla eine eigene Linie von kommerziellen und privaten Batterien an, die PowerWall-Serie genannt wurde, was erneut beweist, dass keine technische Herausforderung für Mr. Musk zu groß ist. (Siehe auch: Investitionschancen für neue Batterietechnologien .)

Das Problem mit aktuellen Batterien

Batterien sind Halbleitergeräte, die elektrischen Strom speichern und abgeben und so eine Reihe von Geräten der Unterhaltungselektronik und andere Geräte versorgen. Wiederaufladbare Lithiumionenbatterien (LiOn) sind in diesen Anwendungen am weitesten verbreitet und finden sich in allen Bereichen, von Mobiltelefonen und Tablets über Laptops bis hin zu Elektrofahrzeugen. Während Mikrochips und integrierte Schaltkreise exponentiell leistungsfähiger, kleiner und billiger geworden sind, ist die Batterietechnologie jämmerlich zurückgeblieben. Während dieser Zeit waren die Verbesserungen bei LiOn-Batterien nur klein und schrittweise. (Siehe auch: Lithium-Ionen-Batteriebestände .)

Nehmen Sie zum Beispiel ein modernes Smartphone. Der Rechenaufwand ist in einem winzigen Teil des Geräts untergebracht, während die Batterie den Großteil des verfügbaren Platzes einnimmt. Die Batterie ist auch ein großer Faktor bei den Gesamtkosten des Geräts. Für Elektrofahrzeuge wird das Problem noch verschärft: Die Autos sind im Wesentlichen eine Anordnung von Batteriesätzen auf Rädern. Das Flaggschiff von Tesla, das Model S, hat eine elektrische Kapazität von rund 60 Kilowattstunden, was bedeutet, dass rund 30 000 Dollar - das sind beeindruckende 42,25 Prozent des Preises für Aufkleber - direkt den Batterien zuzuschreiben sind.

Lithium ist auch eine sehr instabile Substanz, weshalb die Batterien sorgfältig gebaut werden müssen, damit sie bei einem typischen Autounfall nicht beschädigt werden. Bereits geringe Luft- oder Wasserbelastungen können dazu führen, dass Lithium in Flammen aufgeht.Es ist eine zusätzliche Kostenschicht, sicherzustellen, dass jede Batterie richtig abgedichtet und gesichert ist. (Mehr dazu unter: Warum sind Tesla Cars so teuer? )

Teslas PowerWall

Obwohl Tesla nicht das erste oder einzige Unternehmen ist, das eine handelsübliche LiOn-Batterielösung für zu Hause entwickelt hat oder Geschäft, ist es ein ermutigender Schritt, um eine Anzahl von Problemen zu lösen. Tesla hat in der Wüste von Nevada eine riesige Batteriefabrik (passend als Gigafactory bezeichnet) gebaut, die in der Lage ist, ihre neuen und verbesserten Batteriesätze sowohl für ihre Fahrzeuge als auch, wie Mošk vor kurzem bekannt gab, für private und geschäftliche Energiespeicher zu produzieren.

Die neuen PowerWall-Batterien von Tesla sind Kisten mit 100 kg (220 Pfund), ungefähr 4,25 Fuß x 3 Fuß. Sie bieten zwei Modelle an, eines mit einer Kapazität von 10 Kilowattstunden (kWh) ab 3 500 Dollar und eine 7 kWh-Version für 3000 Dollar. Diese Batterien können serienmäßig an bis zu 90 kWh angeschlossen werden. Leistung. Um dies in die richtige Perspektive zu setzen: Ein typischer Kühlschrank für Küchen unter 5 kWh pro Tag und eine Waschmaschine mit Trockner unter 6 kWh pro Zyklus.

Die Batterietechnologie von Tesla wird dazu beitragen, die Auswahl an Elektroautos zu verbessern, aber die PowerWall wird für andere Zwecke vermarktet. Häuser mit Sonnenkollektoren können derzeit überschüssigen Strom, der an das Stromnetz geliefert wird, zurückverkaufen, können diese Energie jedoch nicht effektiv speichern. Dies führt zu unausgeglichenen Belastungen des Stromnetzes und macht die Solarenergieerzeugung in Privathaushalten nachts oder an bewölkten Tagen weniger nützlich. Das Stromnetz kann heute keinen Strom speichern, und Strom wird erzeugt und bei Bedarf an den Ort verteilt, an dem er benötigt wird.

Unsymmetrische Belastungen des Netzes können auftreten, da Sonnenkollektoren auf Wohndächern dazu neigen, die maximale Strommenge am frühen Nachmittag zu erzeugen, wenn die Sonne am stärksten ist. Die Nachfrage nach Elektrizität ist jedoch zu diesem Zeitpunkt des Tages oft relativ niedrig und wird am frühen Morgen am meisten nachgefragt, wenn Menschen aufwachen und sich vorbereiten. Eine in Verbindung mit Solarzellen installierte tragfähige Batterielösung ist ein großer Schritt zur Lösung dieser Probleme. (Siehe auch: Wie man von Solarenergie profitiert .)

PowerWall-Batterien können Haushalte auch bei Stürmen oder anderen Ausfällen unterbrechungsfrei mit Strom versorgen, anstelle von herkömmlichen gasbetriebenen Generatoren. Sie können auch Gebiete der Welt mit Strom versorgen, wo Strom knapp ist oder das Netz unzuverlässig ist. Durch den Anschluss einer PowerWall an die Solar- oder Windenergieerzeugung in einem abgelegenen Dorf können sie 24 Stunden am Tag eine zuverlässige Stromquelle bereitstellen.

Die Wirtschaftlichkeit des Besitzes der PowerWall

Einige Leute würden Teslas PowerWall-Batterien als Eitelkeitsartikel abtun, der genau wie die Tesla-Autos den Reichen vorbehalten ist. Während $ 3, 500 wie eine große Menge scheinen mag, um für das, was im Wesentlichen eine riesige Batterie ist, zu schälen, kann es sich lohnen, die wirtschaftlichen Grundlagen von Musks kühner Energievision näher in Augenschein zu nehmen - und dann über sie hinauszublicken.

Weder der beworbene Preis des 10kWh- noch des 7kWh-Systems beinhaltet Installationskosten oder die $ 2,000 für die Hardware, die mit der Leistungsschalterbox eines Hauses verbunden ist.Einige Berechnungen legen den effektiven Preis des PowerWall-Arrays auf 30 Cent pro kWh fest, was fast dreimal so teuer ist wie der Durchschnittspreis für ein Haus in den USA.

Zum Vergleich: Generac (GNRC GNRCGenerac Holdings Inc.50. 60 + 0. 80% Erstellt mit Highstock 4. 2. 6 ), ein führender Generatorhersteller , bietet einen 11 Kilowatt Generator an, der auf Propangas oder Erdgas läuft und herum $ 2, 500 kostet. Der Generator erfordert eine direkte Gasleitung oder einen 250-Gallonen-Propan-Sammelbehälter, von denen beides kostenaufwendig zu installieren sein kann - und Sie müssen noch zahlen für Treibstoff. Eine Schätzung besagt, dass der Preis von Propan 17% über dem Stromverbrauch liegt. Darüber hinaus ist die Skalierung traditioneller Generatoren schwierig, während die modularen PowerWall-Einheiten leicht hinzugefügt werden können, wenn der Energiespeicherbedarf eines Haushalts steigt.

Während die Kosten für die Installation eines Solarpanelsystems zur Ergänzung der PowerWall teuer sind, haben Solaranlagen in den letzten Jahren aufgrund sinkender Produktionskosten, effizienteren Installationsprozessen als Folge zunehmender Skaleneffekte dramatisch an Preisen gesenkt. und großzügige staatliche Subventionen an einigen Stellen. Steuervergünstigungen machen Solaranlagen für Haushalte erschwinglicher und Solarunternehmen bieten Hausbesitzern häufig großzügige Anreize, die die Vorlaufkosten reduzieren und die Stromkosten pro kWh durch Netzmessung unter die Netzpreise senken können.

Natürlich kann man argumentieren, dass Teslas Batterien und auch gasbetriebene Generatoren sind. Aber die Notstromversorgungen haben nach den jüngsten extremen Wetterereignissen wie den Wirbelstürmen Irene und Sandy sowie dem massiven Schneefall, der im Winter 2014/15 die Ostküste getroffen hat, an Popularität gewonnen. Es ist nicht das Ziel der PowerWall - noch - die Häuser komplett vom Stromnetz zu nehmen. Vielmehr ist es eine brauchbare Alternative zu Gasgeneratoren zur Notstromversorgung in Notfällen.

Die wichtigste wirtschaftliche Auswirkung von Teslas PowerWall-System ist jedoch die Zunahme des kulturellen Kapitals, das es erzeugen wird. Wie die meisten anderen technologischen Innovationen in den letzten 150 Jahren von der Gasbeleuchtung bis zum Smartphone, können wohlhabendere Erstanwender sein, aber ihr Interesse schafft die notwendigen Voraussetzungen, um die Skaleneffekte weiterzuentwickeln, die neue Technologien in die Hände des täglichen Nutzers legen.

The Bottom Line

Die PowerWall-Batterien von Tesla sind eine aufregende Entwicklung in der Energiespeichertechnologie. Obwohl sie das Rad nicht neu erfinden, machen sie die bestehende Lithium-Ionen-Batterietechnologie erschwinglicher und zugänglicher in größeren Maßstäben.

Tesla profitiert auch von seinem CEO, Elon Musk, der einen guten Ruf und eine Rekorde bei der Bewältigung schwieriger technischer Herausforderungen und Erfolg hat. PowerWall-Batterien und ihre Nachfolger dürften im Wettbewerb und bei laufender Forschung und Entwicklung noch günstiger und effizienter werden. In zwanzig Jahren mag es nicht seltsam sein, eine solche Batterie im Keller oder in der Garage eines jeden Hauses zu sehen.