Elon Musk, CEO da Tesla Motors (TSLA TSLATesla Inc302. 78-1. 08% Criado com o Highstock 4. 2. 6 ) não é um para recuar de um desafio. Ele construiu a primeira empresa de vôo espacial espacial viável, SpaceX, que envia foguetes para o espaço para reabastecer a estação espacial internacional. Ele está desenvolvendo um sistema de transporte subterrâneo de alta velocidade que liga Los Angeles a São Francisco, chamado Hyperloop. Ele também é o fundador da Tesla, a primeira empresa de automóveis elétricos independentes do mundo em escala global.

Quando as pessoas se queixaram de que os carros elétricos de Tesla eram muito caros para a classe média e que seu alcance de condução entre cargas era muito curto, Musk prometeu trabalhar com fabricantes de baterias para reduzir custos e melhorar a eficiência. Quando o progresso com seus fornecedores de bateria era muito lento, Tesla decidiu entrar no negócio de fazer bateria. Na semana passada, a Tesla anunciou sua própria linha de baterias comerciais e residenciais, chamada de série PowerWall, provando mais uma vez que nenhum desafio técnico é muito bom para o Sr. Musk. (Veja também: Oportunidades de Investimento em Tecnologia de Baterias Novas .)

O problema com as baterias atuais

As baterias são dispositivos de estado sólido que armazenam e liberam corrente elétrica, alimentando uma variedade de eletrônicos de consumo e outros dispositivos. As baterias recarregáveis ​​de iões de lítio (LiOn) tornaram-se as mais utilizadas nestas aplicações e são encontradas em tudo, desde telefones celulares e tablets até computadores portáteis para veículos elétricos. Enquanto microchips e circuitos integrados se tornaram exponencialmente mais poderosos, menores e mais baratos, a tecnologia da bateria ficou atrasada. Durante o mesmo período, as melhorias nas baterias LiOn só foram pequenas e incrementais. (Veja também: Estoque de bateria de íon de lítio .)

Tome, por exemplo, um telefone inteligente moderno. O esforço computacional é empacotado em uma pequena porção do dispositivo enquanto a bateria ocupa a maior parte do espaço disponível. A bateria também é um grande fator no custo total do dispositivo. Para veículos elétricos, o problema é composto: os carros são essencialmente um conjunto de baterias sobre rodas. O carro-chefe da Tesla, o Modelo S tem aproximadamente sessenta quilowatts-hora de capacidade elétrica, o que significa que cerca de US $ 30.000 - um impressionante 42. 25% do preço da etiqueta - é diretamente atribuível às suas baterias.

O lítio também é uma substância muito instável e, portanto, as baterias devem ser construídas cuidadosamente para que não sejam danificadas durante um acidente de carro típico. Mesmo pequenas quantidades de exposição ao ar ou à água podem fazer o lítio irromper em chamas.Garantir que cada bateria esteja devidamente selada e protegida é uma camada adicional de custo. (Para mais, veja: Por que os carros da Tesla são tão caros? )

Tesla's PowerWall

Embora Tesla não seja a primeira ou única empresa a desenvolver uma solução de armazenamento de bateria LiOn disponível no mercado para a casa ou negócios, é um passo encorajador para resolver uma série de problemas. A Tesla construiu uma enorme fábrica de baterias (apropriadamente chamada gigafactory) no deserto de Nevada, capaz de produzir suas baterias de baterias novas e melhoradas, tanto para seus veículos quanto, como o Musk anunciou recentemente, também para o armazenamento de energia doméstica e comercial.

As novas baterias PowerWall da Tesla são caixas de 100 kg (220 libras), aproximadamente 4. 25 pés x 3 pés. Eles estão oferecendo dois modelos, um com capacidade de 10 quilowatts-hora (kWh) a partir de US $ 3, 500 e uma versão de 7 kWh por US $ 3 000. Essas baterias podem ser conectadas em série para fornecer até um total de 90 kWh de poder. Para colocar isso em perspectiva, os consumidores típicos de uma geladeira de cozinha com menos de 5 kWh por dia e uma máquina de lavar e secar roupa abaixo de 6 kWh por ciclo completo.

A tecnologia de bateria Tesla ajudará a melhorar sua linha de carros elétricos, mas o PowerWall é comercializado para outros usos. As casas com painéis solares podem atualmente vender o excesso de eletricidade produzido para a rede elétrica, mas não pode efetivamente armazenar essa energia. Isso causa cargas desequilibradas na grade, além de tornar a geração de energia solar residencial menos útil do que na noite ou em dias nublados. A rede elétrica hoje não pode armazenar eletricidade, e o poder é gerado e distribuído sob demanda para onde é necessário.

As cargas desequilibradas na grade podem ocorrer, uma vez que os painéis solares nos telhados residenciais tendem a produzir a quantidade máxima de eletricidade no início da tarde, quando o sol é o mais forte. A demanda por eletricidade, no entanto, é frequentemente relativamente baixa neste momento do dia e é mais solicitada no início da manhã quando as pessoas estão acordando e se preparando. Ter uma solução de bateria viável instalada em conjunto com painéis solares dá um grande passo para resolver esses problemas. (Veja também: Como lucrar com energia solar .)

As baterias PowerWall também podem fornecer energia ininterrupta para casas durante tempestades ou outras interrupções, em lugar de geradores a gás tradicionais. Eles também podem fornecer eletricidade para áreas do mundo onde a eletricidade é escassa ou a grade não confiável. Encher uma PowerWall para geração solar ou eólica em uma aldeia remota pode dar-lhes uma fonte confiável de eletricidade 24 horas por dia.

A Economia de Possuir o PowerWall

Algumas pessoas podem demitir as baterias PowerWall da Tesla como um item de vaidade reservado aos ricos da mesma maneira que os carros da Tesla foram. Enquanto US $ 3, 500 podem parecer uma grande quantidade para desembolsar o que é essencialmente uma bateria gigante, pode valer a pena examinar mais de perto os fundamentos econômicos da visão de energia arrojada de Musk - e depois olhar para além deles.

Nem o preço anunciado dos sistemas 10kWh e 7kWh inclui custos de instalação ou os $ 2 000 para que o hardware interfira com a caixa de disjuntor de uma casa.Alguns cálculos colocam o preço efetivo da matriz PowerWall em 30 centavos de dólar por kWh, quase três vezes mais caro do que o preço médio de uma casa nos Estados Unidos.

A título de comparação, Generac (GNRC GNRCGenerac Holdings Inc50. 60 + 0. 80% Criado com o Highstock 4. 2. 6 ), um fabricante de gerador líder , oferece um gerador de 11 kW que funciona com propano ou gás natural e custa cerca de US $ 2 500. O gerador exige uma linha de gás direta ou um tanque de armazenamento de propano de 250 galões, que podem ser dispendiosos para instalar - e você ainda precisa pagar por combustível. Uma estimativa coloca o preço do propano em 17% acima da eletricidade através da grade. Além disso, a escala dos geradores tradicionais é difícil, enquanto as unidades PowerWall modulares podem ser facilmente adicionadas se as necessidades de armazenamento de energia de uma casa aumentarem.

Embora o custo da instalação de um sistema de painéis solares para complementar o PowerWall seja caro, as instalações solares diminuíram drasticamente nos últimos anos devido à diminuição dos custos de produção, processos de instalação mais eficientes como resultado de economias de escala crescentes e generosos subsídios do governo em alguns lugares. As quebras de impostos tornam a instalação solar mais acessível para as famílias, e as empresas de energia solar muitas vezes oferecem incentivos generosos para os proprietários que reduzem os custos iniciais e podem diminuir os custos de eletricidade por kWh abaixo dos preços da rede devido à medição líquida.

Claro, pode-se argumentar que as baterias de Tesla e também geradores a gás são itens de luxo. Mas as fontes de energia de emergência ganharam popularidade depois de recentes eventos climáticos extremos, como furacões Irene e Sandy, bem como a enorme queda de neve que atingiu a costa leste no inverno de 2014-2015. Não é o objetivo do PowerWall - ainda - tirar casas completamente da rede elétrica. Em vez disso, é uma alternativa viável para geradores de gás para a eletricidade de backup em momentos de necessidade.

Mas o impacto econômico mais importante do sistema PowerWall da Tesla é o aumento do capital cultural que produzirá. Como a maioria das outras inovações tecnológicas nos últimos 150 anos, desde a iluminação a gás até os smartphones, os mais afluentes podem ser os primeiros adotantes, mas seu interesse cria as condições necessárias para evoluir a economia de escala que coloca novas tecnologias nas mãos do usuário diário.

A linha inferior

As baterias PowerWall da Tesla são um desenvolvimento emocionante na tecnologia de armazenamento de energia. Embora eles não estejam reinventando a roda, eles estão tornando a tecnologia da bateria de íon de lítio existente mais acessível e acessível em escalas maiores.

Tesla também tem o benefício de seu CEO, Elon Musk, que tem reputação e um recorde para assumir desafios técnicos difíceis e ter sucesso. As baterias PowerWall e seus sucessores provavelmente se tornarão ainda mais baratos e mais eficientes com a concorrência e com pesquisas e desenvolvimento em andamento. Em vinte anos, pode não ser estranho ver essa bateria no porão ou na garagem de cada casa.