Tesla Powerwall: EV メーカーの家庭用バッテリーのコスト、メリット、設置方法

ロシェツキーストック写真/iStock

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あなたが太陽光発電住宅の所有者である場合、またはエネルギーコストの上昇を心配している場合、Tesla Powerwall のような蓄電池システムは、これまでで最高の投資となるかもしれません。 Tesla Powerwall は、家庭が送電網から引き出す必要のある電力を最小限に抑え、家庭をより自給自足できるようにします。

しかし、かなりの高額な値札が付いているので、投資する価値はあるのでしょうか? 見てみましょう。

PowerWall は、ご家庭の「エネルギーの独立性」を最大限に高める充電式家庭用バッテリー システムです。 このシステムは、バックアップ電源、使用時間の負荷分散、太陽エネルギーの自己消費のために電力を蓄えるように設計されています。

これは、バックアップ電源、家庭の二酸化炭素排出量の削減、電気代の節約の可能性を意味します。 Tesla によれば、Powerwall はエネルギーのニーズに合わせてカスタマイズできるインテリジェント システムでもあり、太陽光または送電網から充電できるため、いつでもオンデマンドでエネルギーを利用できます。

さらに、テスラ エナジーは、電力網で使用するメガパックや企業向けのパワーパックなど、より大型のバッテリー エネルギー貯蔵システムを提供しています。

このシステムはお客様に次の利点を提供します。

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パワーウォールは 2015 年に限定生産で正式に発表されました。 量産は2017年初めに米国ネバダ州にあるテスラのギガファクトリーで開始された。

2021年5月の時点で、テスラは20万台のパワーウォールを設置したと伝えられている。

Powerwall は太陽光発電の有無にかかわらず動作し、後で使用するためにエネルギーを蓄えることができます。 各 Powerwall システムは、少なくとも 1 つの Powerwall と、システムのエネルギー使用量を管理し、エネルギー監視を行うバックアップ ゲートウェイで構成されます。

他の Tesla 製品と同様に、Backup Gateway は無線アップデートを取得し、最大 10 台の Powerwall を制御できます。 また、時間の経過とともにエネルギー使用量を学習して調整します。

太陽光発電システムと組み合わせると、太陽が昇ると太陽エネルギーが家に電力を供給し始めます。 より多くの電力が必要な場合、家はエネルギーグリッドを利用できます。

日中、ソーラーパネルは住宅で使用するよりも多くの電力を生成することが多く、この余剰エネルギーはパワーウォールのバッテリーの充電に使用されます。 夜間に太陽光エネルギーが生成されなくなった場合、または停電により電力網が停止した場合、Powerwall は要求に応じてエネルギーを家庭に再放出します。

翌日、太陽が再び昇ると、サイクルが再び始まります。

ソーラーパネルと組み合わせていない場合、Powerwall はユーザーにバッテリーバックアップを提供できます。

また、Powerwall は、電気料金が安いときに充電し、電気料金が高いときに放電するため、電気料金が 1 日を通して変動した場合でも自動的に節約されます。 Powerwall は、送電網の停電を検出するとすぐに家庭の主電源として機能し、バックアップ電源としても機能します。

かなりきれいです。

上記ではシステムの大まかな概要を説明しましたが、より詳細な詳細が必要な場合は、ここでさらに詳細なシステム分析を参照してください。

直流 (DC) 電力はソーラー パネルによって生成され、すべての Tesla Powerwall バッテリーによって蓄えられます。 ただし、家庭用電化製品にはAC（交流）電力が使用されます。 インバーターと整流器は、DC を AC に変換するために使用されます。

ソーラーパネルが DC 電力を生成すると、インバーターを通過して AC に変換され、その後家全体に分配されます。 ご自宅にバックアップ電源システムがある場合、使用されなかった余分なエネルギーが流れ続け、バッテリーが充電されます。 バッテリーに蓄電するには、整流器を経由して DC 電源に変換する必要があります。

内部インバーターと整流器は Powerwall 2 と Powerwall+ で共有され、電力を AC から DC に変換します。 ソーラーパネルには外部インバーターが必要です。 Powerwall 2 のインバーターはバッテリー専用です。 一方、Powerwall+ には太陽光発電インバーターが付属しています。 どちらのタイプも、ソーラーパネルが電力を供給していない場合、グリッド経由で充電することもできます。

システムに蓄えられたエネルギーはいつでも使用できます。

ただし、1 日のうち、蓄えられた電力がより有益となる時間帯もあります。 たとえば、多くの電力会社は、住宅の電力消費量が増える日没後に高いピーク料金を課しています。

この時間帯に電力網ではなくパワーウォールを使用すると、電力を最大限に節約できます。

受ける太陽光の量によって、Tesla Powerwall を完全に充電するために必要なソーラー パネルの数が決まります。 Powerwall が充放電時の往復効率が 90% であると主張していることを考えると、13.5 kWh の使用可能容量を達成するには、ソーラー パネルから約 15 kWh の発電電力が必要になります。

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一般的な太陽光パネルシステムの内訳は次のとおりです。

日中パワーウォールが充電されている間、家の電力の一部が太陽エネルギーの一部を「消耗」することに注意してください。 バッテリーと日常の必需品を充電するのに十分なソーラー パネルが必要です。

システムを設計する際には、これらすべてを考慮する必要があります (テスラまたは他の太陽光発電設置業者にすべての大変な作業を依頼することによって)。

Powerwall の設置は、場所および地域の電気規定に応じた電気機器、少なくとも 1 つの Powerwall、および 1 つのバックアップ ゲートウェイで構成されます。

Powerwall は、同様のバックアップ システムと同様に、すべてのアプライアンス (家全体のバックアップ) または電気構成に応じて重要な負荷 (部分的な家のバックアップ) をバックアップするために使用できます。 Powerwall は継続的に 5 キロワットの電力を供給します。これは、多くの場合、送電網の停止中に家全体に電力を供給するのに十分な量です。

照明やコンセントなど、部分的な住宅バックアップに必要な負荷を選択できます。 三相電気システムが家に電力を供給している場合、単相で実行することを選択したアプライアンスは Powerwall によってサポートされます。

ただし、テスラは、送電網の停止中にすべての機器を同時に実行しない方が常に良いとアドバイスしています。 アプライアンスの合計電力消費量が 5 キロワットを超えると、Powerwall システムが停止します。

1 つの Powerwall で一般的な家庭に電力を供給できますが、Powerwall システムを追加すると、追加の電力出力と容量により、より多くの負荷に電力を供給し、より長時間の停電でも家を稼働し続けることができます。 Powerwall システムは、床の上で前後に積み重ねたり、壁または床に並べて設置したりできます。

各 Powerwall は、並べて設置する場合、側面に電気接続と十分な換気のための十分なスペースが必要です。

Powerwall は床に設置され、隣接する壁に固定され、Powerwall を 3 つ以下のグループとして背中合わせに積み重ねたときに特定のハードウェアにリンクされます。

仕様に関しては、Tesla Powerwall は市場で最高の機能を備えています。 Powerwall は、貯蔵容量と電力出力の点で最高の製品の 1 つですが、多くのエネルギー貯蔵デバイスは優れたパフォーマンスを備えています。

これは部分的には、バッテリーが NMC (リチウム ニッケル マンガン コバルト酸化物、化学物質の略) を使用していることによるものです。 このテクノロジーのおかげで、Powerwall は市場にあるバッテリーの中で最高の電力と蓄電容量を備えています。

テスラ

最新モデルの Tesla Powerwall の主な仕様のリストは次のとおりです。

テスラの Powerwall+ は、ソーラー パネルまたはソーラー屋根の屋根板に接続されている場合、完全な太陽光の下でより多くのエネルギーを生成できます。 太陽光インバーターが追加されたため、Powerwall+ は通常のモデルよりも大きく、重くなっています。

Powerwall+ の太陽光インバーターには、97.5% の効率を備えた 4 つの最大電力点トラッカー (MPPT) 回路が含まれています。 発電量を最大化するために、最大 4 つの異なる向きでソーラー パネルをグループ化し、各グループを個別の MPPT 回路に接続できます。

テスラ

Tesla Powerwall は競合するバッテリー システムよりも高価ですが、その金額でより多くの電力とストレージを得ることができます。

現在、Powerwall を 1 台設置する場合の一般的な費用は約 10,500 ドルですが、2 台注文すると、ユニット数にもよりますが、わずかに割引されて 2 台あたり約 17,000 ドル (1 台あたり 8,500 ドル) になります。 これらは Tesla から直接入手できますが、近くの太陽光発電設置業者や認定サードパーティ サプライヤーを通じて入手することもできます。

米国にお住まいの場合、Powerwall やその他のバッテリー システムに適用される 26% の連邦太陽光税控除 (ITC) により、単一ユニットのコストが実質的に (約 10,500 ドルから) 約 7,770 ドルに下がります。 ただし、資格を得るには、いくつかの条件を満たす必要があります。

お住まいの地域によっては、州政府または公共事業者が、Tesla Powerwall またはその他の再生可能エネルギー システムを設置する前に、追加の太陽光税免除やその他の経済的特典を提供する場合があります。 したがって、近くのインセンティブと参加基準を徹底的に調査してください。

ただし、Powerwall の購入を検討している場合は、他にも考慮すべき点がいくつかあります。

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あなたが住んでいる場所や、地方自治体が家の空調のためにエアコンの設置を奨励しているかどうかによっては、テスラのパワーウォールがこれらのシステムのエネルギー需要に対応できるかどうか疑問に思うかもしれません。

結局のところ、HVAC の専門家によると、古いユニットを 1 台だけではおそらく十分な威力を発揮できませんが、2 台、さらには 3 台でも実行可能な戦略だそうです。 Powerwall+ や Powerwall 2 などの最新のユニットは、単一の空調ユニットにも対応できるはずです。

たった 1 台の Powerwall で、ご家庭の必須の需要を満たすことができます。 たとえば、最大 120 V の照明、コンセント、小型家電がこの容量に含まれます。 Powerwall の出力容量により、一度に供給できる総電力が制限されるため、考慮する必要があります。

1 つの Powerwall はいつでも約 5 kWh の電力を生成できます。 この出力によると、Powerwall は、この量を超えるエネルギーを消費する場合、同時に動作する多数のアプライアンスを処理できなくなります。

参考までに、シングルスプリットまたはマルチスプリット システムなどの一般的な家庭用空調ユニットは、1 時間あたり約 1kW ～ 3kW の範囲になる傾向があります。

テスラはこの製品が 10 年間機能することを約束しているため、Powerwall の設計による制限された出力により、長いバッテリー寿命が可能になります。 ただし、より高い生産量が必要な場合は、より多くの Powerwall ユニットが必要になります。

ここで Tesla が提供する技術的な詳細から、ほとんどの小型エアコン ユニットには 5kW 以上の Powerwall 1 台で十分であると述べていることがわかります。 ただし、大きいものでは少なくとも 2 つ必要になる可能性があります。

多くの住宅所有者に人気のオプションである Powerwall を 2 つ設置すると、多くの大型家電製品に同時に電力を供給できます。 セントラル エアコン ユニットまたはヒート ポンプ、電気オーブンまたはストーブ、優れたポンプ、および Tesla 電気自動車の充電器を実行する追加機能を使用しても、単一の Powerwall のすべての機能を引き続き利用できます。

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したがって、これをサポートするには、セントラル空調ユニットがそれに対応している必要があります。 実行する必要がある Powerwall の数は、使用するコンプレッサーによって異なります。

一般にロック ローター アンプ定格と呼ばれる LRA 情報を使用して、ユニットを 2 つの Powerwall で動作できるかどうかを判断できます。 このユニットは、LRA 番号が空白であるか、「非適用」とマークされている場合に機能します。

LRA 数が RLA 数（実行負荷アンペア）以下の場合、2 つの Powerwall がこのユニット タイプをサポートすることもできます。 この数字は、エアコンをオンにするのにどれだけのエネルギーが必要かを示すため、重要です。 通常、アプライアンスの起動には、メンテナンスよりも多くのエネルギーが消費されます。 したがって、パワーウォールはこの初期エネルギー要件を供給できなければなりません。

状況によっては、特定のセントラル空調ユニットをいくつか稼働させると、少なくとも 3 台の Powerwall が必要になります。 エアコンに LRA が 140 を超えるスクロール コンプレッサーが搭載されている場合は、Powerwall が 3 つ必要になります。LRA が 140 未満のこの種のコンプレッサーは 2 つだけ必要になります。

往復コンプレッサーを使用する場合、この設計タイプの LRA に注意を払うことが特に重要です。 数値が 55 未満の場合、2 つの Powerwall が適切に機能します。LRA が 56 ～ 83 の場合、3 つの Powerwall が必要になります。この強力なセントラル エアコンをサポートするには、数値が 84 ～ 111 の場合、4 つの Powerwall が必要になります。

Tesla の画期的な Powerwall テクノロジーについてよりよく理解していただけたでしょうか。 しかし、初期投資に見合う価値があるのか​​と疑問に思うかもしれません。

YouTube などのサイトにはレビューがたくさんありますが、実際に設置する理由は、家庭でのエネルギーの使用方法によって異なります。 ただし、エネルギーコストは今後数年間で高騰することが予想されているため、送電網からのエネルギー需要を削減するために採用できる戦略は、長期的には利益をもたらすでしょう。

ただし、少なくとも 1 つか 2 つ入手することを検討したほうがよい主な理由をいくつか紹介します。

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Powerwall は、ソーラー パネルと組み合わせることで、余分な太陽エネルギーを蓄えます。 グリッド電力の使用量が減り、太陽エネルギーからより多くの電力を得ることができます。

ソーラーパネルなどの再生可能システムに適切なストレージソリューションが不足していることが重大な批判の1つであるため（それには十分な理由があります）、パワーウォールは住宅用の再生可能ソリューションへの投資をさらに正当化する優れた方法です。

この理由だけでも、ソーラーパネルをお持ちの場合、Powerwall を購入するのは簡単です (余裕があれば)。

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Tesla の Powerwall のもう 1 つの大きな利点は、これをインストールすると電力網に依存しない可能性があることです。

これは、電気コストの削減を意味するだけでなく、エネルギーの安全性と信頼性も高めることができます。

電力網に依存しないことにより、住宅の価値が高まる可能性もあります。 エネルギーを生成し、蓄えるのに優れています。

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テスラのパワーウォールには 10 年間の延長保証が付いています。 これらの保証は、住宅所有者および Tesla 認定の設置業者が対象です。

これにより、Powerwall への投資がより安全になり、Tesla 製品の価値が高まります。 延長保証が優れている理由はたくさんありますが、最も重要な理由の 1 つは、顧客にリスクのない投資を提供できることです。

これらの保証は、テスラが製品の耐久性に対する自信を示していることも示しています。

参考までに、Powerwall の現在の保証を以下に示します。

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Tesla の Powerwall もバックアップ電源を備えているため、優れた投資となります。 そのため、地方や都市部、または変動性があり予測不可能な電力供給が存在する地域での停電に対して非常に役立ちます。

停電時にも食べ物を冷たく保ち、テレビをつけておくことができます。 自家発電した電力を近所の人たちとシェアすることもできます。

送電網から離れて自立すると、停電などの災害に見舞われることになります。 これが、既存の顧客がすでにこのテクノロジーに投資している主な理由の 1 つです。

Tesla Powerwall は、ソーラー パネルと同様、長期的な投資です。 バッテリーの価格が下がるのを待つほうが、購入するよりもコストがかかる可能性があります。

バッテリーを持っている方が、値下げを待つよりも節約できるからです。 ただし、初期投資を返済した後に利益が得られ始めます。

お住まいの地域で利用できるインセンティブを利用すると、ROI はさらに向上します。

VPP は仮想発電所の略で、エネルギーの未来と考えられています。 VPP は、分散型の中規模発電ユニットと、柔軟な電力消費者および蓄電システムのネットワークです。

これらは住宅所有者、政府、環境にいくつかのメリットをもたらします。

このアイデアは人気を集めており、価格を値上げすることなく、年間を通じて手頃な価格のエネルギーを提供できる可能性があります。 Tesla の Powerwall を使用すると、VPP に参加してエネルギー消費を削減できます。

それが今日のあなたの運命です。

テスラのパワーウォールはここ数年、国内エネルギー市場に大きな波紋を起こしており、それがすぐに変わる可能性は低い。 設置コストは高額ですが、特に今後数年間にわたって、エネルギーコストを大幅に節約できる可能性があることに留意することが重要です。

太陽光発電や他の形式の再生可能技術と組み合わせる場合、Powerwall の 1 つか 2 つに投資することは素晴らしいアイデアです。 もちろん余裕があればですが。 予算が少ない人は、生産規模が拡大するにつれて、より手頃な価格になることに注目するとよいでしょう。

健全な中古市場が近いうちにオープンするかもしれません。