Sommarens tillkännagivande om att bygga världens största batterilagringssystem i södra Australien kännetecknades av att hålla viktiga detaljer hemliga.

Teslas sommartillkännagivande om att bygga världens största batterilagringssystem i södra Australien kännetecknades av att hålla viktiga detaljer hemliga.

Lyckligtvis, medan projektet förblir höljt i mystik, kan mer information om placeringen av Tesla-solpaneler och batterier på den hawaiianska ön Kauai, som dök upp online tidigare i år, upptäckas eller härledas.
Faktum är att det nu finns tillräckligt med information – enligt Elon Musk – för att göra beräkningar.Detsamma gäller inspirerande matematik.
Även om det är viktigt att Teslas lösning är billigare än diesel, är det ännu viktigare att den är billigare trots att den bara använder två tredjedelar av den faktiska solpanelseffekten och två tredjedelar av den faktiska batterikapaciteten.
Teslas Kauai-projekt inkluderar 55 000 solpaneler som kan ge 17 megawatt topplikström och 52 megawattimmar litiumjonbatterilagring i form av 272 Powerpack 2:or på en 44 tunnland stor tomt.
Det är något större än Buckingham Palace (40 tunnland) och något mindre än hälften så stort som Vatikanen (110 tunnland).
Observera att även om solpanelen ofta anges som 13 MW (AC-baserad), bekräftar Kauai Island Community Cooperative siffran som 17 MW (DC-baserad).
Tesla har avtalat med Kauai Island Utility Cooperative för att förse nätet med upp till 52 megawattimmar el varje natt.Verksamheten har gått med på att betala ett schablonbelopp på 13,9 cent/kWh för lagrat solljus, cirka 10 % mindre än vad de betalar för att driva dieselgeneratorer.
(Ön behöver fortfarande bränna diesel under perioder med hög elektricitet – bara inte mycket. Dessutom blir till och med Hawaii molnigt och regnigt ibland.)
När det gäller varför Tesla inte kan sälja el direkt till elnätet under dagen, kan Kauais elnät helt enkelt inte absorbera mer solenergi: vid middagstid tillgodoser solceller redan mer än 90 procent av öns behov.
På Teslas webbplats är varje Powerpack 2 klassad till 210 kWh och består av 16 Powerwall 2:or, som själva är klassade till 13,2 kWh.Detta är vettigt eftersom 13,2 kWh x 16 = 211,2 kWh.
Det absoluta energiinnehållet i varje Powerwall 2 är dock definitivt högre.Bedömd till 7 kWh, den första generationens Powerwall är ett 10 kWh-batteri klassat för att cykla upp till 70 procent urladdningskapacitet, enligt National Renewable Energy Laboratory.
Detta liknar det två tredjedelars urladdningsdjup som används i Chevrolet Volt plug-in hybrid, som också använder en nickel-mangan-krom-batterikemi.
Med ett urladdningsdjup på två tredjedelar innebär den effekt på 210 kWh som Powerpack 2 ger en absolut effekt på 320 kWh.Således är den absoluta kapaciteten på 272 Powerpack 2 på Kauai 87 MWh.
Sedan det första meddelandet om energilagring 2015 har Elon Musk lovat ett batteripris på 250 USD/kWh för stora installationer och bekräftat den siffran inför ett nyligen genomfört projekt i södra Australien.
Kostnaden på $250/kWh för nominell effekt på modulnivå blir en mycket lägre absolut effekt på $170/kWh när två tredjedelar av urladdningsdjupet beaktas.
Varför listar Tesla en nominell effekt på 57 MWh och bara rapporterar 52 MWh?De extra batterierna kommer sannolikt att tillhandahålla en anläggning på Kauai som kan generera 52 megawattimmar el per dag, även efter 20 års batterislitage.
Solpanelerna installerade i Kauai har fast lutning, vilket innebär att de är monterade i en fast vinkel;de roterar inte under dagen och följer solen som vissa andra stora solenergianläggningar.
Enligt Lawrence Berkeley National Laboratory har Kauais tre befintliga solcellsprojekt med fast lutning pågått i mer än ett år och uppnått effektfaktorer på 20 %, 21 % och 22 %.(Effektfaktor är förhållandet mellan energin som produceras av ett kraftverk och dess maximala teoretiska effekt.)
Detta tyder på att en effektfaktor på 21 % är ett rimligt antagande för solcellsproduktion i Teslas Kauai-projekt.Att multiplicera 17 megawatt med 21 % effekt på 24 timmar ger oss alltså 86 megawattimmar el per dag.
Baserat på produktspecifikationerna kan strömförsörjningen konvertera DC-ingång till AC-utgång med en verkningsgrad på cirka 90 %.Det betyder att 86 MWh DC mot solen ska producera ca 77 MWh AC mot nätet.
De upp till 52 megawattimmar som Tesla lovar att sälja varje natt är ungefär två tredjedelar av de 77 megawattimmar som Tesla förväntar sig från sina solpaneler varje dag.
Enkelt uttryckt är både sol- och battericeller enormt överdimensionerade, men trots det är ekonomin lönsam.
Medan Tesla kan leverera upp till 52 megawattimmar el till Kauai-nätet varje dag, kan den inte göra det under stormiga eller regniga dagar.
För att utvärdera dessa effekter genererade Clean Power Researchs SolarAnywhere-programvara representativa årliga solinstrålningsdata för Lihue, Kauai, där Tesla-projektet ligger.
För insyn, data som används i denna analys kan ses på tinyurl.com/TeslaKauai.
Ett representativt år av SolarAnywhere-data visar en global genomsnittlig horisontell exponering på 5,0 timmar per dag, vilket motsvarar en effektfaktor på 21 %.Detta överensstämmer med data från Lawrence Berkeley National Laboratory.
Data från SolarAnywhere förutspår att Tesla under sitt första år kommer att tillhandahålla i genomsnitt 50 megawattimmar elektricitet per dag till Kauai's allmännyttiga kooperativ.
Med ytterligare 5 MWh batteri, även efter en 10-procentig minskning av solpanelen och batterikapaciteten, beräknas Tesla leverera mellan 45 och 49 MWh el per dag till nätet (beroende på detaljerna i dess driftsstrategi)..
Om man antar att det genomsnittliga dagliga bidraget till nätet sjunker från 50 MWh till 48 MWh under de kommande 20 åren kommer Tesla att ge i genomsnitt 49 MWh per dag.
Green Tech Media uppskattar att en solfarm i nyttoskala kommer att kosta cirka 1 USD per watt under installationen på Kauai, vilket innebär att solenergidelen av projektet på Kauai kommer att kosta cirka 17 miljoner USD.Tack vare ett investeringsskatteavdrag på 30 procent gav detta in cirka 12 miljoner dollar.
En undersökning från EPRI/Sandia National Laboratories som genomfördes i december 2015 uppskattade drifts- och underhållskostnaderna för solenergianläggningar i allmännyttiga skala till mellan 10 och 25 USD per kilowatt och år.Om man använder siffran 25 dollar, skulle de så kallade O&M-kostnaderna för de 17 MW solpanelerna på plats vara 425 000 dollar per år.
Den högre poängen är lämplig eftersom Tesla Kauai-projektet inkluderar batteripaketet såväl som själva panelerna.
Vid 250 dollar per kilowattimme kostar Kauai's batterier cirka 13 miljoner dollar.Tesla bedömer vanligtvis kablage och fältstödsutrustning separat, vilket kan vara så högt som $500 000.
Efter att ha valt de sämsta driftskostnaderna, tar vi de bästa kabel- och utrustningskostnaderna och antar att de är praktiskt taget gratis.
Totalt kommer Tesla att ha cirka 2,5 miljoner dollar i årligt kassaflöde i cirka 26 miljoner dollar i förskottskostnader (12 miljoner dollar för solfarmen, 14 miljoner dollar för batterier) och cirka 425 000 dollar per år i utgifter.
Under dessa antaganden är den interna avkastningen för Tesla Kauai-projektet 6,2 %.
Även om detta är oacceptabelt lågt för många branscher, använder SolarCity, liksom mycket av solenergiindustrin, ett diskonterat kassaflödesantagande på 6 %, och Kauai var ursprungligen ett SolarCity-projekt.(Se kalkylarket som är länkat ovan igen för mer information.)
Detta tyder på att siffrorna är korrekta;vi kan tro att felen i de olika antagandena kan ta bort varandra.
Under större delen av året genererar Tesla-projektet på Kauai mycket mer el än vad dess batterier kan hantera.Detsamma gäller framtida projekt.vad ska man göra?
Ett alternativ är att använda överskottsel för att separera vatten och producera väte för bränslecellsfordon;Hawaiis första bränslecellhydreringsstation kommer att använda denna metod på Oahu.
Om Teslas Kauai-projekt kan sälja av några av de 20 eller fler megawattimmar som det kan spendera dagligen på att driva vätgaselektrolysatorer, kommer projektets interna avkastning att stiga ännu mer, även om den elen tillhandahålls till ett reducerat pris.
Detta skulle skapa ett ironiskt scenario där det ligger i Teslas intresse att hoppas att framgången för vätgasbränslecellsfordon kommer att skapa en efterfrågan på vätgas.
En oväntad lärdom från Teslas Kauai-projekt kan vara att bränsleceller inte bara hindrar vår övergång till förnybar energi eller energi utan utsläpp, utan de kan spela en roll om vätgasen de förbrukar produceras uteslutande med förnybar energi.energi.
Den viktigaste lärdomen är dock att Tesla har bevisat att det är ekonomiskt vettigt att kombinera solpaneler och energilagring inte i framtiden utan idag.
Faktum är att på Kauai, även om bara två tredjedelar av kraften och två tredjedelar av batterikapaciteten användes, skulle kombinationen vara vettig.
Jag samtycker till att ta emot e-postmeddelanden från Green Car Reports.Jag förstår att jag kan avsluta prenumerationen när som helst.Integritetspolicy.
US ID.Buzz kommer senare under 2024 och erbjuder tre sätesrader, ytterligare 10 tum, mer kraft och möjligen mer räckvidd.
Uber-förare kan spara pengar på bränsle och tjäna 1 USD extra per elektrisk åktur, medan en Mustang Mach-E kostar bara 199 USD i veckan med Ford Drive-appen.