Аккумуляторы способны изменить традиционные энергетические системы таким образом, что станет возможным создание микросистем и интеллектуальных систем.
Исполнительный директор Tesla Элон Маск на прошлой неделе официально заявил о том, что его компания по производству электромобилей открывает новое направление деятельности — производство аккумуляторов. Tesla Energy, новое отдельное подразделение Tesla Motors, теперь занимается производством литий-ионных аккумуляторов для бытового использования и для бизнеса, которые могут использоваться в дополнение к солнечным и ветровым электроустановкам, а также для обеспечения дополнительной степени надежности для потребителей, подключенных к обычной энергосети.
Но на протяжении нескольких последующих лет аккумуляторы Tesla потребительской категории не приносили достаточно заметной финансовой отдачи в бытовом секторе во многих странах за пределами США. Если обычная электроэнергия в вашем штате не стоит слишком много (как это наблюдается на Гавайях), в тех местах, где солнце садится каждый день, менее затратно будет пользоваться традиционной электросетью, особенно, если муниципальные сети покупают излишек электроэнергии, вырабатываемой солнечными установками (как, например, в Калифорнии). И, даже если потребители могут использовать аккумуляторы в качестве резервной системы электроснабжения, в случае аварийного отключения электроснабжения на несколько дней генератор способен выработать большее количество электроэнергии за меньшие деньги. Так в чем же заключается бизнес-модель Tesla Energy?
Аккумуляторы потребительского класса привлекают к себе основную массу внимания СМИ, но, как г-н Маск отметил на телеконференции, посвящённой финансовой деятельности компании, компания Tesla Energy в ближайшем будущем планирует переключить основное внимание на бизнес-сектор и коммунальный сектор. Как он выразился: «Мы рассчитываем, что наибольшая доля продаж стационарных накопителей электроэнергии будет приходиться на коммунальные и промышленные модели».
Это то направление, которое будет приносить деньги. Маск уверен, что Tesla будет заниматься установкой аккумуляторов для крупных предприятий и коммунальных учреждений, а установка и техническое обслуживание установок потребительского класса Powerwall будет передана подрядным организациям. Это может означать, что Tesla Energy будет зарабатывать на маломощных аккумуляторах меньше.
Концентрация усилий на коммунальном секторе также имеет большое значение, если Tesla Energy планирует «коренным образом изменить способ использования энергии во всем мире в тераваттном масштабе», как заявил г-н Маск во время презентации новых аккумуляторов на прошлой неделе. Для этого Tesla должны сделать нечто большее, чем просто бытовую установку для хранения запасов электроэнергии — они должны изменить нашу традиционную, устаревающую систему электроснабжения на муниципальном уровне.
Новые аккумуляторы Tesla поставляются со встроенным управляющим программным обеспечением и возможностью подключения к интернету «позволяя создавать интеллектуальные микросистемы», как заявил г-н Маск во время рассказа о принципах запланированного фундаментального изменения. На текущий момент ни один из городов в США не имеет электросети, управляемой такими микросистемами, за исключением экспериментальных программ, так что энтузиазм Элона Маска заставляет нас гадать: как все-таки выглядит микросистема электроснабжения будущего и какую роль в ней сыграют новые аккумуляторы Tesla коммунального класса?
Оптимальное место для таких сетей – маленькие острова
Старший научный сотрудник Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) Роб Пратт говорит, что оптимальным местом размещения микросистемы является место с небольшим количеством потребителей, которые совместно владеют множеством местных энергетических ресурсов — такое, как, например, студенческий городок или индустриальный парк. Это позволяет обеспечить изоляцию микросети от общественной энергосети и от соседних микросетей в случае аварийной ситуации или других случаях.
По мнению г-на Пратта, идеальный вариант микросети начинается с использования дизельных генераторов или генераторов, работающих на природном газе, а также достаточного количества возобновляемых источников энергии для обеспечения экологичности сети — как минимум, на стандартном современном уровне.
«Я считаю, что оптимальным следующим шагом было бы использование выделяемой на работающем дизельном генератора тепловой энергии», – говорит Партт, – «Если использовать выделяемую тепловую энергию, можно получить эффективный выход энергии из топлива до 70-80%, в то время как на данный момент он составляет около 40%».
Аккумуляторы можно использовать при наличии существующей микросети. Если микросеть частично использует энергию возобновляемых источников энергии, например, солнечную энергию, аккумуляторы коммунального класса могут позволить хранить некоторое количество выработанной электроэнергии для использования во время неблагоприятных периодов, так же, как и бытовые модели аккумуляторов. Это дает оператору микросети некоторую дополнительную свободу маневра и может снизить необходимость использования дополнительных генераторов.
«Кроме того, аккумуляторы могут быть полезны в качестве буфера», – Говорит Пратт, – «Дизельные генераторы не очень эффективно работают на половинной нагрузке; оптимальное значение нагрузки для них составляет 70 процентов. На такой нагрузке они имеют больший КПД и наносят меньший ущерб окружающей среде». В переходные периоды по утрам и вечерам, «Когда приходит время включить другой генератор, но вы бы так не хотели этого делать», можно включать аккумулятор.
«Включая на некоторое время аккумулятор, я могу позволить генераторам сохранять скорость движения, при которой они достигают максимального КПД», – говорит Пратт.
Кроме того, аккумулятор позволяет преодолевать кратковременные переходные процессы по частоте в старых вращающихся генераторах, в которых выходная мощность колеблется несколько секунд перед установлением стабильного режима работы. Если происходит такое явление, «аккумулятор может обеспечить достаточно быструю реакцию, компенсируя и сглаживая такие переходные процессы», – объясняет Пратт.
Читать дальше →
