南オーストラリア州に世界最大の蓄電池システムを建設するというテスラの夏の発表は、重要な詳細が秘密にされているのが特徴だった。
幸いなことに、このプロジェクトは依然として謎に包まれているが、ハワイのカウアイ島でのテスラのソーラーパネルとバッテリーの配置に関するさらなる情報は、今年初めにオンラインで公開され、発見または推測される可能性がある。
実際、イーロン・マスクによれば、現在では計算を行うのに十分な情報があるという。インスピレーションを与える数学についても同様です。
テスラのソリューションがディーゼルよりも安価であることは重要ですが、実際のソーラー パネル電力の 3 分の 2 と実際のバッテリー容量の 3 分の 2 しか使用していないにもかかわらず、より安価であることがさらに重要です。
テスラのカウアイ島プロジェクトには、44エーカーの敷地内に17メガワットのピークDC電力と、272台のパワーパック2の形で52メガワット時のリチウムイオン電池を供給できる5万5000枚のソーラーパネルが含まれている。
バッキンガム宮殿 (40 エーカー) よりわずかに大きく、バチカン市国 (110 エーカー) の半分よりわずかに小さいです。
太陽電池アレイの出力は 13 MW (AC ベース) とよく言われますが、カウアイ島コミュニティ協同組合はその数字が 17 MW (DC ベース) であることを確認していることに注意してください。
テスラはカウアイ島公益事業協同組合と契約し、毎晩最大52メガワット時の電力を送電網に供給している。電力会社は、蓄えた太陽光に対して一律 13.9 セント/kWh を支払うことに同意しており、これはディーゼル発電機に支払う料金よりも約 10% 低いです。
（この島では電力のピーク時にディーゼルを燃やす必要がありますが、それほど多くはありません。さらに、ハワイですら曇りや雨が降ることがあります。）
テスラが日中に電力網に直接電力を販売できない理由については、カウアイ島の電力網は単純にこれ以上太陽エネルギーを吸収できないため、正午にはすでに太陽光発電が島の需要の 90% 以上を満たしている。
Tesla の Web サイトでは、各 Powerpack 2 の定格は 210 kWh で、16 台の Powerwall 2 で構成されており、それら自体の定格は 13.2 kWh です。13.2 kWh x 16 = 211.2 kWh なので、これは当然です。
ただし、各 Powerwall 2 の絶対エネルギー含有量は明らかに高くなります。国立再生可能エネルギー研究所によると、第 1 世代の Powerwall は定格 7 kWh の 10 kWh バッテリーで、最大 70 パーセントの放電容量をサイクルできると評価されています。
これは、同様にニッケル - マンガン - クロム電池の化学反応を使用するシボレー ボルト プラグイン ハイブリッドで使用される 3 分の 2 の放電深度に似ています。
放電深度が 3 分の 2 である場合、Powerpack 2 によって提供される 210 kWh の電力出力は、絶対電力が 320 kWh であることを意味します。したがって、カウアイ島の 272 パワーパック 2 の絶対容量は 87 MWh です。
2015年のエネルギー貯蔵の最初の発表以来、イーロン・マスク氏は大規模導入の場合のバッテリー価格を250ドル/kWhと約束し、南オーストラリア州での最近のプロジェクトに先立ってその数字を確認した。
モジュールレベルでの公称電力のコスト 250 ドル/kWh は、放電深さの 3 分の 2 を考慮すると、絶対電力は 170 ドル/kWh とはるかに低くなります。
テスラはなぜ公称電力量を 57 MWh と記載し、52 MWh しか報告しないのですか?追加のバッテリーにより、20 年間バッテリーが消耗した後でも、1 日あたり 52 メガワット時の電力を生成できる発電所がカウアイ島に提供される可能性があります。
カウアイ島に設置されているソーラーパネルは固定傾斜型、つまり一定の角度で取り付けられています。他の大規模な太陽光発電施設のように、日中は太陽に従って回転しません。
ローレンス・バークレー国立研究所によると、カウアイ島の既存の3つの固定傾斜太陽光発電プロジェクトは1年以上稼働しており、力率20％、21％、22％を達成している。(力率は、発電所によって生成されるエネルギーと理論上の最大出力の比です。)
これは、テスラのカウアイ島プロジェクトにおける太陽光発電にとって、力率 21% が合理的な想定であることを示唆しています。したがって、17 メガワットに 24 時間の 21% の電力を掛けると、1 日あたり 86 メガワット時の電力が得られます。
製品仕様に基づくと、この電源は約 90% の効率で DC 入力を AC 出力に変換できます。これは、太陽に面した 86 MWh の DC が送電網に面した約 77 MWh の AC を生成することを意味します。
テスラが毎晩販売すると約束している最大52メガワット時は、テスラが太陽光パネルに毎日期待している77メガワット時の約3分の2に相当する。
簡単に言えば、太陽電池と電池セルはどちらも非常に大型ですが、それでも経済は存続します。
テスラはカウアイ島の送電網に毎日最大52メガワット時の電力を供給できるが、嵐や雨の日は供給できない。
これらの影響を評価するために、Clean Power Research の SolarAnywhere ソフトウェアは、テスラ プロジェクトがあるカウアイ島リフエの代表的な年間日射量データを生成しました。
透明性を確保するために、この分析で使用されたデータは tinyurl.com/TeslaKauai で閲覧できます。
SolarAnywhere の代表的な年のデータによると、世界平均の水平曝露は 1 日あたり 5.0 時間で、これは力率 21% に相当します。これは、ローレンス バークレー国立研究所のデータと一致しています。
SolarAnywhere のデータによると、テスラは初年度にカウアイ島の公益事業協同組合に 1 日あたり平均 50 メガワット時の電力を供給すると予測されています。
追加の 5 MWh のバッテリーにより、ソーラー パネルとバッテリー容量が 10% 削減された後でも、テスラは 1 日あたり 45 ～ 49 MWh の電力を送電網に供給していると推定されます (運用戦略の詳細によって異なります)。。
今後 20 年間で送電網への 1 日あたりの平均供給量が 50 MWh から 48 MWh に低下すると仮定すると、テスラは 1 日あたり平均 49 MWh を供給することになります。
Green Tech Media は、実用規模の太陽光発電施設をカウアイ島に設置する場合、1 ワットあたり約 1 ドルの費用がかかると見積もっています。つまり、カウアイ島でのプロジェクトの太陽光発電部分には約 1,700 万ドルの費用がかかることになります。30% の投資税額控除のおかげで、約 1,200 万ドルの収入が得られました。
2015 年 12 月に実施された EPRI/サンディア国立研究所の調査では、実用規模の太陽光発電所の運営および保守コストは、1 キロワットあたり年間 10 ～ 25 ドルと推定されています。25 ドルという数字を使用すると、敷地内の 17 MW ソーラー パネルのいわゆる O&M コストは年間 425,000 ドルになります。
テスラ カウアイ プロジェクトにはパネル自体だけでなくバッテリー パックも含まれているため、より高いスコアが適切です。
キロワット時あたり 250 ドルとすると、カウアイ島のバッテリーのコストは約 1,300 万ドルになります。テスラは通常、配線とフィールド サポート機器を個別に評価し、その価格は 50 万ドルに達する場合もあります。
最悪の O&M コストを選択した後、最良のケーブルと機器のコストを取得し、それらが実質的に無料であると仮定します。
合計すると、テスラの年間キャッシュフローは約 2,600 万ドル (太陽光発電施設に 1,200 万ドル、バッテリーに 1,400 万ドル) と年間約 42 万 5,000 ドルの費用で、年間約 250 万ドルになります。
これらの仮定の下では、テスラ カウアイ島プロジェクトの内部収益率は 6.2% になります。
これは多くの業界にとって容認できないほど低い数字ですが、ソーラーシティは他の多くの太陽光発電業界と同様に、6% という割引キャッシュフロー想定を使用しており、カウアイ島はもともとソーラーシティのプロジェクトでした。(詳細については、上にリンクされているスプレッドシートを再度参照してください。)
これは、数値が正しいことを示しています。さまざまな仮定の誤差が互いに打ち消し合う可能性があると考えられるかもしれません。
カウアイ島のテスラプロジェクトは、一年のほとんどの間、バッテリーが処理できる量をはるかに超える電力を生成します。今後のプロジェクトについても同様です。何をするか？
選択肢の 1 つは、余剰電力を使用して水を分離し、燃料電池自動車用の水素を生成することです。ハワイ初の燃料電池水素化ステーションはオアフ島でこのアプローチを採用します。
テスラのカウアイ島プロジェクトが水素電解装置の電力供給に毎日費やすことができる20メガワット時以上の一部を売却できれば、たとえその電力が割引価格で供給されたとしても、プロジェクトの内部収益率はさらに上昇するだろう。
これは、水素燃料電池車の成功によって水素の需要が生み出されることを期待することがテスラの利益になるという皮肉なシナリオを生み出すことになる。
テスラのカウアイ島プロジェクトから得られる予期せぬ教訓は、燃料電池が再生可能エネルギーやゼロエミッションエネルギーへの移行を妨げないだけでなく、燃料電池が消費する水素が再生可能エネルギーのみを使用して生成されれば、燃料電池が何らかの役割を果たす可能性があるということかもしれない。エネルギー。
しかし、主な教訓は、ソーラーパネルとエネルギー貯蔵の組み合わせが将来ではなく現在において経済的に意味があることをテスラが証明したことだ。
実際、カウアイ島では、電力の 3 分の 2 とバッテリー容量の 3 分の 2 しか使用されなかったとしても、この組み合わせは理にかなっています。
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投稿時刻: 2023 年 6 月 2 日
