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特斯拉家用电池的三个应用障碍
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屋顶太阳能+Powerwall储能 全球第一个“特斯拉城”将在澳洲诞生（图）
&&来源:&&作者:林薏茹&& 9:41:13&&我要投稿&&
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:澳洲墨尔本城郊的YarraBend社区即将成为世界首个&城&！&城内&所有房屋的屋顶都将安装太阳能板与特斯拉的Powerwall家用电池储能系统，要将其打造为全澳洲最永续发展的社区。YarraBend社区由开发商Glenvill包办设计、开发与兴建，占地达16.46公顷，社区内预计会有2,500户，包括联排别墅、公寓等类型，房屋售价约在112万美元至159万美元之间。每户房屋都会安装太阳能电池与特斯拉的Powerwall储能系统，每栋建筑的设计概念都建立于将对环境造成的影响降到最低，社区内还配有电动车充电站，而太阳能板产生的电力足以供应用户充电自家电动车。澳洲城市发展研究院（UDIA）表示，住户的用水量预计可减少43%，垃圾处理将减少80%，能源使用量则会降低34%，而以Powerwall搭配太阳能板，不只能将再生能源更有效率地使用，还将能大幅降低住户的电费。外媒DigitialTrends认为，YarraBend可能为目前第一个同时安装太阳能板与Powerwall家用电池储能系统的大型住宅建案，未来或许会成为社区住宅的节能住宅典范，且在今年6月，特斯拉刚收购同为马斯克心血的太阳能租赁公司，YarraBend社区的能源使用，可谓为刚并入SolarCity的特斯拉做了最好的宣传，也让马斯克离&从根本改变世界使用能源的方式&又更近一步了。
原标题:全球第一个“特斯拉城”将在澳洲诞生，马斯克要改变世界的梦不远了？
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关于公开征求《进一步明确永嘉县分布式光伏发电项目扶持政策》意见及建议的公告为了进一步推进我县分布式光伏发展，提高分布式光伏应用规模，优化我县能源结构，根据《浙江省人民政府办公厅关于推进浙江省百万家庭屋顶光伏工程建设的实施意见》（浙政办发〔号）、《温州市发改委温州市财政局关于进一步明确分布式光伏发电应用财政补贴有关事项的通知》等文件，结合我
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特斯拉Powerwall家用电池系统花费高达9.8万美元
特斯拉家用电池要走的路还很远。即使美国用户利用特斯拉电池来获得独立供电网的成本也是不菲的。对于一般的美国家庭如果要完全依靠太阳能电池板和特斯拉的新电池供电，整个系统将花费大约98000美元。
　　伊隆&马斯克最近又上了头条。新产品-220磅重的车库电池成为了美国群众新的追逐热点。不管是不是的拥趸都希望选择这种新的生活方式。特斯拉的电池以家庭为单位设计，似乎要掀起世界的清洁能源革命。然而真的是这样吗？彭博新能源分析师对Powerwall家用电池做了全面的分析。其结论似乎与目前媒体所吹捧的革命性创新大相径庭。　　虽然家用电池与太阳能发电是绝配，但是否具有经济效益的还不好说。很多的个人光伏发电机组难以实现并网，就算自用也面临用电不稳定的问题。有了特斯拉电池，似乎真的可以解决家庭用电自己自足的问题。不过，特斯拉面向消费者的Powerwall电池与现在的供电方案来比并不会为用户省下大笔金钱，有可能还要多花不少。然而马斯克在财报会议上却表示：&这并不意味着人们就不会买它。&　　马斯克并没有虚张声势。这是真的，订单纷至沓来，现在马斯克最大的问题只是如何满足需求，而不是如何开拓市场。特斯拉也因为订单暴增，股价大涨。而且所有的关注成为推动特斯拉更重要企业动力组电池业务的重要力量，目前这一产品还甚少被讨论，但这是一个真正有潜力拥有划时代意义的产品。　　如果你关注特斯拉是因为你关心清洁能源的未来，那么特斯拉解决方案的唯一不确定性就是是否经济。风能和太阳能发电正处在一个重要的转折点，它们现在甚至比世界上许多地区的化石燃料更加便宜。特斯拉的家用电池第一周的订单数量为38000左右，这是一个很好的开始。但即使在一切顺利的情况下，消化这些订单也需要一年多的时间。而所有这些电池的功率之和也仅仅是化石燃料发电厂的零头。要像马斯克所说的那样&从根本上改变世界的能源使用方式&，特斯拉Powerwall的铺开一定要非常非常广泛。　　特斯拉家用电池要走的路还很远。即使在美国这样一个能源消耗巨大的市场，用户利用特斯拉电池来获得独立供电网的成本也是不菲的。对于一般的美国家庭如果要完全依靠太阳能电池板和特斯拉的新电池供电，整个系统将花费大约98000美元。另外还要顾及到太阳能不是十分充足的地区。特斯拉电池是否能真正铺开还是一个未知数。　　第二代电池并不会有显著帮助　　许多观察家都认为特斯拉Powerwall电池的诞生与当年的iPhone一样，是划时代意义的产品。Powerwall电池是否能为用户省钱并不重要。有观点认为，早期的使用者将是富裕群体。而下一代的电池会更加便宜，那时才会真正吸引普通消费者。　　这里的论调主要有两个问题。首先，购买Powerwall电池可能是一种时尚，但电池本身并不是时尚高科技产品，而是一个工程制品。他不会像iPhone、Kindle或汽车形成一种文化。一旦安装过后，如果一切顺利的话，你可能永远都不需要再碰它一次。作为一个车库配件，仅仅漂亮的设计是不够的，并不能推动普通消费。　　再次，即使在美国，不管特斯拉电池使用什么科技，电池也不会是最容易或最便宜的太阳能发电方式。对于绝大多数的客户，使用太阳能供电网作为供电源还是最经济有效的。因为用户只需使用所需的电能，剩下的还是会存储在电网里。
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摘要: 五月份，特斯拉的Powerwall电池受到了人们的广泛关注。这款家用电池墙可将可再生能源，如太阳能、风能等产生的电量贮存起来，以供家用，大大降低了用电开销。特斯拉的董事伊隆.马斯克说道：“我们的目标是从根本上改 ...
五月份，特斯拉的Powerwall电池受到了人们的广泛关注。这款家用电池墙可将可再生能源，如太阳能、风能等产生的电量贮存起来，以供家用，大大降低了用电开销。特斯拉的董事伊隆.马斯克说道：“我们的目标是从根本上改变这个世界的能源利用方式。”不得不说，在这个资源日益匮乏的时代，这是一个很伟大的尝试。
Powerwall通过“削峰填谷”的方式大大缓解了用电高峰时交流电网的压力，即：当外部电量输出供过于求时特斯拉电池会将能量储存起来，当外部电量供应不足时，它又会将储存的能量释放出来。
太阳能小范围应用由来良久
在几年前，一些环保意识比较强的国家，如德国、日本等就开始使用太阳能，以降低能源的成本。而在美国的一些地区，交流电网并不完全成熟，不能满足所有用户对电的需求。所以在这些地区，政府强制要求安装太阳能电池板以作备用能源。在能源丰富的北美地区建立太阳能系统不仅仅是为了经济或环保，而是真正对能源利用有很大的帮助，那些公路上飞奔而过的“油老虎”就是非常典型的例子。
可再生能源的利用确实对经济有所帮助，但它的成本也很高。在西方国家，交流电网提供的电可靠且便宜。在加拿大一些地区，1kWh的电低至0.06美元，大部分地区是0.15美元，在一些欧洲城市，最高也只有0.4美元。而太阳能每生产1kWh电量的成本是0.2美元，但加上设备费用，太阳能产出的电的成本要比世界上大部分地区都要贵。
尽管使用可再生能源花费较高，但在家里安装太阳能电池板已经成了一种时尚，尤其是随着太阳能电池板的设备费用和安装费用都大大降低。最常见的光伏太阳能电池是硅太阳能电池，它的能量利用率约20%。而一些复杂的太阳能电池板的能量利用率仅有10%。太阳能电池板每生产1瓦特电量费用为2.00–2.50美元，且这个价格还在不断降低。
在太阳能资源比较丰富的国家和地区，如加利福尼亚州、亚利桑那州、夏威夷、日本、德国等地，电价很高，而使用太阳能则有补助，在这些地方，太阳能生产的电甚至已经开始反哺交流电网。这无疑会补偿过去消耗的电量，但也产生了新的问题——太阳能生产的电量不能满足用户的需求。而且，将太阳能产生的电存储在电网中会使得电网不稳定，产生电压波动，出现电路负载问题。
对于可再生能源，有人支持也有人反对。一方面，政府提供津贴以建立可再生能源系统；而另一方面，公共事业管理部门通过减少奖励、增加费用或取缔太阳能发电企业的方式，极力阻止家庭发电产业的发展。而太阳能发电企业也通过监管部门、立法机关和法庭奋起反抗。公共事业管理部门认为，家庭发电会使电网管理变得更复杂，也会使税收降低。且他们认为，太阳能发电对缓解电网压力并没有什么用处，用电高峰时它不能生产足够的电量，而用电低谷时又会生产多余的电。
这种冲突是可以理解的，因为当可再生资源缺乏时，公共事业公司有责任提供稳定的能源供给。独立的能源生产者也无法为在用电高峰期时呻吟的老化电网提供可信赖的解决方案。不管怎么说，人们都不应该减小从可再生能源中生产清洁能源的力度，特别是当这种能源能够被储存起来时。
储存电能的想法并不新奇，但是现在还没有令人完全满意的储能系统出现。对于大型的水力发电站来说，最有效存储媒介之一是在低用电需求时将水抽回蓄水池，使其在用电高峰期时可转换为电能使用。当效率为70-85%时，抽水的方法比调节发电机更容易解决波动性的电力需求。飞轮储能是一种不错的解决方案，当多余的能源能够满足少量的能源缺乏使得电网稳定时，大型的发电机可以使得一吨的飞轮旋转。将压缩空气抽进地下洞室是另外一个储存能源的方法，但是对于小型和中型的装置来说，使用电池存储效果最好。
蓄电池大多是铅酸电池，使用者会抱怨它们的使用寿命短。这是由于白天充电和晚上发电时的额外循环导致的。铅酸电池不适合深度循环，因为深度循环会导致过度损耗并影响使用寿命。
另外一个问题是当铅酸电池不能定期地完全充电时，电池中会发生硫酸盐化作用。一次完全地饱和充电需要16个小时，但是太阳能系统无法实现这么长时间地电量输送。另外，由于污垢集结和电池老化，当太阳能电池板的能量输出减少时，随着时间的增加，电力消耗增加。这经常使得铅酸电池不能充分地充电。
通过使用更耐循环（和铅酸电池相比而言）的锂离子电池来，特斯拉电池在一定程度上解决了这个问题。另外，锂离子电池不需要充电完全；事实上，当电池释放应力时，不完全充电更好。不过，锂离子电池比铅酸电池的价格更贵，埃隆•马斯克通过提供适合广大用户群的模块化家用产品的适销对路方法，解决了这个问题。
特斯拉电池存储了7或10千瓦时的能源，足够维持一个家庭一天的电灯和娱乐消遣使用。功率极限为2KW的电池足够同时运行一个冰箱、烤面包，和可能熨衬衫，但是它不足以使得电磁炉做一顿饭、运行干燥机或者使空调持续工作。这些高功率电器消耗的电量是特斯拉电池提供的2KW限制的很多倍。在家庭用电高峰期期间，交流电会很好地弥补这个缺陷。当人们说要减少白天三分之一到二分之一的电量花费时，使用太阳能电池板的特斯拉系统能够使电池充满。
大多数太阳能系统没有备用电池。当将能量输送回电网的补贴减少和花费降低时，太阳能系统的拥有者会寻找方法不断产生多余的能量并将它存入电池。但这也会增加成本，因为配备锂离子电池的太阳能系统的成本会更高。
在每天五小时的最佳太阳光照期间，将特斯拉电池完全充电需要太阳能系统输送W的能量。以每瓦特2美元的估计成本，仅仅一个10KW的太阳能系统的硬件成本将需要20000美元。太阳能系统的装置、将太阳能的直流电转换成兼容的交流电并使其在电网上同步的直流交流转换器可能会使成本加倍。电池则是额外的花费。
当计算太阳能系统的成本时，另外一个经常忽略的隐性费用是其寿命。太阳能电池板有25年的使用寿命，而且特斯拉电池可以使用10年。只有时间会告诉我们，在太阳能应用中锂离子电池如何持续工作，以及连续使用10年之后它们将会剩余多少容量。
正如人们所料，特斯拉电池会延用它在电动汽车中应用相对成熟的技术。这些电力系统使用NCA（镍-钴-铝）电池，（这种电池）具有高的比能量且适合深度循环。
为延长使用寿命，除了限制Powerwall电池的功率为2KW之外，另一途径就是部分充电。电动汽车就是使用这种缩减的输出，它仅仅充电到80%然后放电到30%左右。当电池老化容量下降的时候，电池的管理系统就会拓宽充放电比例，这使得能源输出系统不管电池是新的还是服役十年之后都能够保持稳定。当需要最大限度拓宽充放电比例来保证能量输出的时候，拓宽会停止，容量将因为附加的压力而下降的更快。
根据它的特性来看，Powerwall电池更像是混合动力汽车而不是纯电动汽车（中的电池）。纯电动汽车是完全靠电池来推动的，而混合动力汽车则在电池没电的时候依然可以行使。在这方面，混合动力汽车兼容性更强。测试发现，跟100%容量的电池相比，一个40%容量的电池在混合动力汽车中只会稍微增加燃油的消耗。同样的道理，Powerwall电池不会让居住者陷于黑暗之中，哪怕只有部分容量它也会放出能量，只不过此时系统效率不高而已。
虽然锂离子电池的购买价格比铅酸电池高，但是其使用寿命长及对部分充电免疫的特性使得每个循环所花的钱更少。考虑充放电间的损失，锂离子电池也是最高效的电池之一。这个在移动手机，个人电脑，电动工具和医疗器械中获得广泛应用的电池正要进军固定型设备，当然在只需要偶尔深度放电的场合（如UPS不间断电源），值得信赖的铅酸电池还是能够坚守阵地的。现代微电网（支持可再生能源供能）会主要靠锂离子电池来运行。
特斯拉电池的目标是为大地母亲增添一点绿色，不过也应该提及其他节约能源的方式。说到能源利用，私人汽车是最低效的交通工具之一。内燃机推动做功所用的能量占燃料总能量不到25%。当你把车的重量跟车里唯一的乘客（司机）进行对比时，（你会发现）这种低效是令人不安的。为了启动一辆1.5吨的汽车，花在一个75kg（165磅）的司机，他的公文包和午饭盒上的能量少于2%；剩下98%的能量都耗在了发热，摩擦和动能上。
就不需要牺牲舒适度和改变生活方式这个角度，特斯拉电池走在了正确的方向。Powerwall电池加入特斯拉的产品中为电池产业引进新的经济规模提供了机遇，这将促使技术革新同时降低成本。储蓄能源在以后的使用中将会进一步为电池行业提供利益，这里面特斯拉正不断增强它的霸主地位。
本期由新能源学习小组魏雷、王珂、黄文泽、苏俊臣、洪成杨供稿，材料人网编辑整理。
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