Tesla Powerwall

Powerwall dan Powerpack adalah produk penyimpanan energi baterai lithium-ion yang dapat diisi ulang, dibuat oleh Tesla,Inc. Powerwall dimaksudkan untuk digunakan sebagai penyimpanan daya di rumah dan menyimpan listrik untuk solar self-consumption, waktu penggunaan load shifting, dan tenaga cadangan, dan penggunaan non-kelistrikan lainnya pada bangunan. Powerpack yang lebih besar ditujukan untuk penggunaan komersil atau penggunaan jaringan penyedia listrik dan dapat digunakan untuk pemangkasan konsumsi daya puncak, load-shifting, tenaga cadangan, respon permintaan, microgrid, integrasi energi terbarukan, pengaturan frekuensi, dan pengendalian voltase.

Diumumkan pada 2015, dengan demonstrasi percobaan pada 500 unit yang dibangun dan dipasang pada 2015, produksi dimulai di Tesla Fremont Factory sebelum dipindah ke Gigafactory 1 yang masih dalam konstruksi, di Nevada. Generasi kedua dari kedua produk diumumkan pada Oktober 2016. Hingga Mei 2021, Tesla telah memasang 200.000 Powerwall.

Sejarah 
Tesla memulai pengembangan pada 2012, memasang prototipe pada pelanggan industri yang terpilih. Di beberapa kasus, Powerpack telah mengurangi tagihan listrik sebesar 20%. Tesla secara resmi mengumumkan peluncuran produk Powerwall pada 30 April 2015, dengan daya yang dihasilkan sebesar 2 kW stabil dan puncaknya pada 3,3 kW, tetapi Elon Musk mengatakan pada Juni 2015 pada rapat pemegang saham, daya yang dihasilkan akan dua kali lipat lebih besar menjadi 5 kW stabil dan 7 kW puncak, tanpa penambahan biaya. Ia juga mengumumkan bahwa pengantaran Powerwall akan diprioritaskan bagi rekanan yang mengurangi biaya kepada pengguna akhir, dengan biaya pemasangan Powerwall sebesar $500.

Saat diumumkan secara resmi pada 2015, dua model Powerwall telah dirancanakan: kapasitas 10 kWh untuk aplikasi daya cadangan dan kapasitas 7 kWh untuk aplikasi penggunaan harian. Namun pada Maret 2016, Tesla telah diam-diam menghapus semua referensi yang terkait ke baterai rumahan 10 kWh dari situs web Powerwall, begitu juga "press kit" perusahaannya. Yang tersisa hanyalah baterai yang lebih kecil yang diproduksi perusahaan ini dibuat untuk penggunaan harian. Baterai 10 kWh, seperti yang diumumkan, memiliki katoda campuran nikel, kobalt, dan aluminium, seperti Tesla Model S, yang diproyeksikan untuk berfungsi sebagai daya cadangan/suplai daya bebas gangguan, dan memiliki siklus hidup yang diproyeksikan 1000-1500 siklus.

Pada Oktober 2016, Tesla mengumumkan bahwa baterai Tesla sebesar hampir 300 mWh tersebar ke 18 negara. Powerwall 2 ditunjukkan kepada publik pada Oktober 2016 di Colonial Street Universal Studio di Los Angeles, set jalan backlot dirancang untuk menggunakan ubin atap panel surya yang diproduksi oleh SolarCity.

Pada April 2020, Tesla mengumumkan mereka telah memasang unit Powerwall yang ke-100.000. Selama kuartal pertama 2020, Tesla mengatakan telah mengerahkan penyimpanan energi sebesar 260 mWh (Powerwall, Powerpack, dan Megapack).

Spesifikasi Powerwall

Spesifikasi Powerpack

Contoh-contoh Pemasangan Powerpack 
Tesla memasang fasilitas penyimpanan listrik untuk Southern California Edison dengan kapasitas 80 MWh pada daya 20 MW antara Septermber hingga Desember 2016. Pada Januari 2017 unit penyimpanannya adalah salah satu baterai akumulator terbesar di pasaran. Tesla memasang 400 modul Powerpack-2 di stasiun pengubah daya Mira Loma di California. Penyimpanan baterai berfungsi untuk menyimpan energi pada beban jaringan rendah dan kemudian memasukkan energi ini kembali ke jaringan pada beban puncak. Cara utama untuk menambah kapasitas pembangkitan puncak sebelum ini adalah penggunaan pembangkit listrik berbahan bakar gas. Pada 2019, Hornslade Power Reserve berkapasitas 100 MW/129 MWh di Australia adalah baterai ion litium terbesar di dunia.

Versi-versi 
Powerwall generasi pertama berkapasitas 6,4 kWh untuk aplikasi penggunaan harian. Beberapa Powerwall dapat dihubungkan untuk membesarkan kapasitas. Pada Maret 2016 Tesla menghentikan model kapasitas 10 kWh yang dirancang untuk memproduksi daya cadangan  sementara versi 6,4 kWh juga dapat dikonfigurasikan untuk daya cadangan.

Powerpack adalah versi penyimpanan yang lebih besar dengan kapasitas 100 kWh (generasi pertama) dan 210 kWh (generasi kedua) untuk penggunaan komersil dan penggunaan jaringan utilitas. Untuk memenuhi beragam kebutuhan daya di industri, Elon Musk mengatakan, Powerpack terukur tanpa batas. Pada akhir 2016, Powerpack 2 diperkirakan menggunakan sel baterai 21700. Pada Maret 2020, versi berkapasitas 232 kWh dengan inverter berharga $172.707.

Tesla mengerahkan Megapack dalam kontainer di Kanada pada 2020.

Teknologi 
Powerwall dioptimalkan untuk penggunaan siklus harian, seperti penggeseran beban. Tesla menggunakan teknologi eksklusif untuk mengemas dan mendinginkan sel dalam kemasan dengan cairan pendingin. Elon Musk, ketua, pimpinan dan arsitek produk dari perusahaan Tesla, berjanji untuk tidak memulai tuntutan hukum pelanggaran paten terhadap siapa pun yang, dengan itikad baik, menggunakan teknologi Tesla untuk Powerwall seperti yang dia janjikan dengan mobil-mobil Tesla.

Siklus harian 7 kWh baterai Powerwall-1 menggunakan kimia nikel-mangan-kobalt dan dapat bersiklus hingga 5.000 siklus sebelum masa garansi berakhir. Tesla Powerwall memiliki efisiensi 92,5% ketika diisi atau dikosongkan oleh sistem 400 - 450 V pada 2 kW dengan suhu  ketika produknya baru. Usia produk, suhu di bawah atau di atas , dan rate pengisian atau pengosongan di atas 2 kW dapat menurunkan angka efisiensi, dan mengurangi performa sistem.

Powerwall generasi pertama menyertakan konverter DC-ke-DC untuk ditempatkan di antara panel surya yang ada di rumah dan inverter DC ke AC yang ada di rumah. Jika inverter yang sudah ada tidak siap untuk penyimpanan listrik, maka harus dibeli. Powerwall generasi kedua menggabungkan inverter DC ke AC dengan desain Tesla sendiri. Produksi dari sel bertipe 21700 (dinamakan 21-70 oleh Tesla) untuk Powerwall-2 dan Powerpack-2 dimulai di Gigafactory 1 pada Januari 2017.

National Fire Protection Association melakukan dua tes skenario terburuk pada tahun 2016, memicu Powerpack untuk memulai aliran termal. Desain tersebut memiliki kerusakan pada struktur.

Ketika Pembangkit Listrik Kogan Creek 750 MW di Queensland mengalami gangguan pada Oktober 2019, frekuensi sistem turun dan ratusan Powerwall di Australia Selatan yang digabungkan dalam pembangkit listrik virtual merespons untuk membantu menjaga frekuensi.

Pasar

Powerwall 
Powerwall diperkenalkan ke publik pada 30 April 2015, dengan model Powerwall berkapasitas 7 kWh yang akan dijual dengan harga $3.000  dan $3.500 untuk model 10 kWh. Pengiriman 500 unit pertama direncanakan akan dimulai pada akhir musim panas 2015. Musk mengindikasikan bahwa ia percaya harga murah yang diberikan Tesla akan diikuti oleh produsen penyimpan daya lainnya. Sebelum diperkenalkan pada 30 April 2015, beberapa pengguna panel surya berpartisipasi dalam program demonstrasi dan membayar hingga $13.000 untuk baterai Tesla berkapasitas 10 atau 15 kWh.

Pada mei 2015, Powerwall dijual ke perusahaan, termasuk SolarCity, dan OUXO Energy untuk dipasang. SolarCity melakukan proyek percobaan pada 500 rumah di California, menggunakan baterai berkapasitas 10 kWh. Pada 2016 di Vermont, Peck Electric Company bekerja sama dengan Green Mountain Power untuk memasang ratusan Powerwall pada rumah-rumah di Vermont sebagai bagian dari program percontohan penyimpanan terdistribusi. Tinjauan pasar menghitung Powerwall 2 pada 0,23 dolar Australia per kWh kumulatif yang digaransi telah habis.

Kecenderungan Volume 
Pada mei 2015, Tesla Powerwall telah terjual habis hingga pertengahan 2016. Pemesanan dalam beberapa minggu pertama lebih dari 50.000 unit untuk Powerwall ($179 juta) dan 25.000 unit untuk Powerpack ($625 juta), dan menjadikan total $800 juta.

Selama kuartal pertama 2016, Tesla membangkitkan lebih dari 25 MWh dari penyimpan dayanya ke pelanggan di 4 benua. Lebih dari 2.500 Powerwall dan hampir 100 Powerpack diantarkan ke Amerika Utara, Asia, Eropa, dan Afrika. Powerwall pertama di Portugal telah dijual oleh OUXO Energy. Pada Oktober 2016, hampir 300 MWh telah dihasilkan oleh baterai-baterai Tesla di seluruh dunia.

Powerpack 
Saat pengumuman, baterai yang lebih besar yang dinamakan Powerpack yang menyimpan daya listrik 100 kWh, diproyeksikan akan tersedia untuk pelanggan industrial, mencapai harga $250/kWh. Powerpack diproyeksikan meliputi sebagian besar produksi penyimpanan stasioner di Gigafactory 1 sementara Powerwall memainkan bagian yang lebih kecil, memberikan Tesla margin keuntungan sebesar 20 persen.

Kecenderungan Harga 
Pada September 2016, Tesla memberikan harga Powerpack sebesar $445/kWh, dan sebuah sistem dengan daya 200 kWh dan daya puncak 100 kW adalah yang termurah yang tersedia dengan harga $145,100. Inverter dua arah berharga $52.500. Hingga Oktober 2016, sistem terbatas Powerpack 2 berharga $398/kWh. Sistem berkapasitas 22 MWh dapat mencapai harga €15 juta.

Kecenderungan Volume 

Musk memperkirakan pada 2016, bahwa daya utilitas perlu ditingkatkan untuk memasok lebih banyak kendaraan listrik, yang pada akhirnya mencapai keseimbangan dengan sekitar 1/3 daya berasal dari energi terdistribusi dan 2/3 dari utilitas. Penyimpanan baterai adalah salah satu cara untuk menanggulangi kurva bebek yang menaik, terutama di California.</ref> Battery storage is one of the ways to mitigate the increasing duck curve, particularly in California.

Pendapatan dari Kalkulasi Investasi 
Sebuah artikel majalah Forbes pada Mei 2015 menghitung bahwa menggunakan model Tesla Powerwall 1 yang dikombinasikan dengan panel surya di rumah akan menelan biaya 30 sen/kWh untuk listrik jika rumah tetap terhubung ke jaringan listrik (artikel tersebut mengakui bahwa baterai Tesla dapat masuk akal secara ekonomi dalam aplikasi yang sepenuhnya off-grid). Konsumen AS mendapatkan listrik dari jaringan listrik dengan rata-rata 12,5 sen/kWh. Artikel tersebut menyimpulkan bahwa "... Tesla Powerwall hanya mainan lain untuk orang kaya yang peduli lingkungan." Bloomberg dan Catalytic Engineering juga menyetujui bahwa sistem Tesla paling berguna di tempat-tempat di mana harga listrik tinggi. Namun, ada sejumlah lokasi seperti itu, termasuk Hawaii dan pulau-pulau terpencil lainnya yang menghasilkan listrik dengan bahan bakar yang dikirim atau diterbangkan. Pelanggan PG&E California rumahan membayar sebanyak 40 sen/kWh jika mereka mencapai Tier 3 dalam penggunaan listrik. Lokasi Arktik dan sub-Arktik dengan harga energi tinggi tidak dapat menghasilkan energi matahari yang cukup di musim dingin karena sedikit atau tidak ada sinar matahari.

Bank Swiss UBS mengatakan bahwa Powerwall masuk akal di Australia dan Jerman di mana listrik sangat mahal, tetapi panel surya didistribusikan dengan baik.

Pada Oktober 2019, Tesla Powerwall 2 berharga $14.600 untuk dua unit yang direkomendasikan (ditambah $ 2.500 hingga $4.500 untuk pemasangan) di AS, harga ini belum termasuk biaya pemasangan.

Kompetisi

Rumah 
Perusahaan teknologi energi Enphase Energy, yang berbasis di California, telah mengumumkan akan merilis baterai litium besi fosfatnya sebagai bagian dari arus bolak-balik lengkap Solusi Energi Rumah Enphase mulai musim dingin 2016 di Australia dan Selandia Baru dengan Genesis Energy yang melakukan uji coba. Sistem yang mencakup pemantauan dan pengendalian pembangkit tenaga surya, konsumsi energi rumah, dan penyimpanan baterai, akan dijual secara grosir melalui distributor tenaga surya, yang menjual ke pemasang tenaga surya. Baterai modular 'building block' Enphase lebih efisien daripada Tesla Powerwall (96% dibandingkan dengan efisiensi bolak-balik Tesla 92%). Baterai AC Enphase juga menyertakan inverter di dalam casing dan bekerja dengan semua sistem  surya yang ada atau sebagai alternatif, di rumah tanpa sistem surya. Baterai litium besi fosfat dikenal paling stabil dan aman dari berbagai baterai litium lainnya.

LG Chem mengumumkan sistem RESU10H(Tipe-R)_Expansion sebagai bagian dari portofolio produk Sistem Penyimpanan Energi mereka dan kompatibel dengan inverter SolarEdge. Tesla mengumumkan bahwa mereka akan memasang baterai penyimpanan rumah Powerwall di Jepang pada tahun 2020.

Industrial 
Sistem penyimpanan energi BYD adalah pesaing lain dari Powerpack Tesla. UC San Diego memasang sistem ini, yang memiliki kapasitas 5 megawatt-jam (MWh)—cukup untuk memberi daya pada 2.500 rumah—pada bulan September 2014. BYD adalah pemasok besar baterai isi ulang, dan juga dikenal karena posisinya yang terdepan dalam bus listrik.

Sonnen dan AutoGrid berkolaborasi dalam menggabungkan baterai rumah ke dalam sistem penyimpanan listrik tingkat utilitas skala besar. Eos mengklaim harga baterai $160/kWh pada tahun 2017, sebelum biaya integrasi oleh Siemens.

Referensi