雄心壯志馬斯克設(shè)想用一塊電池驅(qū)動(dòng)整個(gè)美國(guó)

    鋰電世界  美國(guó)傳奇企業(yè)家艾倫·馬斯克旗下的電動(dòng)汽車公司“特斯拉”(Tesla)發(fā)布的一款新產(chǎn)品：家庭用電池“Powerwall”是一臺(tái)家庭用的電池組，它能讓你在能源上具有更高的獨(dú)立性。如果使用太陽能電池板或者風(fēng)能發(fā)電的方式，你是難以確保能夠得到穩(wěn)定產(chǎn)能量的。而如果使用電池，你就可以在白天儲(chǔ)存電力，并留到晚上再使用。

　　一臺(tái)家庭電池還將讓你能夠在晚上，當(dāng)電力公司的供電負(fù)荷處于低位時(shí)從電力公司處獲得電力并將其儲(chǔ)存起來放到白天再用。不管是對(duì)于家庭用戶還是供電公司而言，這樣做都是雙贏的——你減少了電費(fèi)支出，而電力公司則降低了白天用電高峰期的負(fù)荷壓力。

　　當(dāng)然家用電池是一直以來都有的，其中最常見的就是鉛酸蓄電池，就像你的汽車?yán)锸褂玫哪欠N。然而這樣做可一點(diǎn)都不簡(jiǎn)單，你將需要購(gòu)買很多臺(tái)這樣的蓄電池組并將 它們連接成為一個(gè)整體。而當(dāng)其中的任意一臺(tái)蓄電池?fù)p壞，你就需要停下來對(duì)其進(jìn)行更換。并且這類傳統(tǒng)電池通常都很貴并且很占地方。

　　而Powerwall似乎將家用電池變成了一件很普通的家電產(chǎn)品。它采用掛壁式安裝方法，你也不必去對(duì)單個(gè)電池組進(jìn)行維護(hù)，這樣一整臺(tái)設(shè)備的價(jià)格大約是在3000~3500美元之間。

　　那么，直接用這樣一臺(tái)電池就能驅(qū)動(dòng)整個(gè)家庭用電了嗎？答案是否定的。因?yàn)榧译娛褂玫氖墙涣麟姡@臺(tái)電池組輸出的是直流電。這就意味著你需要首先將直流電轉(zhuǎn) 為交流電。事實(shí)上在你的汽車?yán)锟赡芫陀羞@樣的轉(zhuǎn)換裝置，如此你才能將其他耗電設(shè)備——如計(jì)算機(jī)或是咖啡壺連接到你的汽車上使用。這種轉(zhuǎn)換器能夠從你的電池 中汲取直流電并將其轉(zhuǎn)換為交流電，之后再轉(zhuǎn)換為直流電。這聽上去很愚蠢，但卻是事實(shí)。

　　特斯拉此次推出了7千瓦時(shí)和10千瓦時(shí)的兩款產(chǎn)品。按照一般家庭2千瓦時(shí)的耗電水平，一臺(tái)10千瓦時(shí)的電池組將能夠連續(xù)維持一個(gè)家庭長(zhǎng)達(dá)5小時(shí)的電力消耗。5小時(shí)聽上去似乎并不很長(zhǎng)，但實(shí)際上已經(jīng)足夠解決夜晚用電的問題，因?yàn)橐话阍谝归g的用電量要小于白天。當(dāng)然這里考慮的是100%的效率水平，實(shí)際上真實(shí)的電池組效率一般只能達(dá)到92%左右，而且在交流電/直流電轉(zhuǎn)換時(shí)也會(huì)有所損耗。因此如果你的家庭耗電水平是2千瓦時(shí)，那么假設(shè)3小時(shí)的使用時(shí)間才是更加符合實(shí)際的情況。

　　另外一個(gè)概念是能量密度。說到密度，你可能會(huì)立刻想到質(zhì)量與體積相除。但這屬于質(zhì)量密度，能量密度的含義是指單位體積內(nèi)儲(chǔ)藏的能量。這個(gè)概念很重要，因?yàn)槟芰棵芏仍礁撸銉?chǔ)存一定數(shù)量的能量所需要的空間就越小，越緊湊。

　　那么Powerwall的能量密度是多少？從其產(chǎn)品介紹看，其體積大小是130cmx86cmx18cm，那么其體積大小就是0.201cm3，這樣一來其能量密度就是179 MJ/m3或0.179MJ/L。

　　那么相比之下的情況如何呢？根據(jù)維基百科上列出的資料，Powerwall電池的能量密度似乎并不高，因?yàn)殂U酸電池的能量密度可以達(dá)到0.56MJ/L。這可能是特斯拉電池內(nèi)部的額外空間導(dǎo)致的結(jié)果。我們可以考察另外一個(gè)概念，即所謂“質(zhì)量能量密度”(即單位質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量)。Powerwall電池的質(zhì)量約為100kg，這樣計(jì)算得到的“質(zhì)量能量密度”約為0.36MJ/kg，這一水平與鋰離子電池的水平相當(dāng)。

　　在馬斯克所做的介紹中，他展示了一個(gè)雄心勃勃的設(shè)想：將美國(guó)本土的一小部分面積用于太陽能發(fā)電。具體的面積大小可以通過美國(guó)的全國(guó)用電量以及太陽能發(fā)電 效率來進(jìn)行估算。馬斯克宣稱可供全國(guó)用電的電池將僅僅占據(jù)非常小的面積，這樣很小的空間內(nèi)便可以儲(chǔ)存足夠全國(guó)一天使用的電量。

　　特斯拉同時(shí)還發(fā)布了“Powerpack”，這基本上就是工業(yè)級(jí)的Powerwall，其可以儲(chǔ)存100kWh的電力。馬斯克宣稱，如果使用1.6億臺(tái)Powerpack電池組，就將可以實(shí)現(xiàn)讓整個(gè)美國(guó)完全依賴儲(chǔ)存的太陽能電力供電。