Тесла для дома

Альтернативные источники энергии

Уже давно человечеством были придуманы солнечные батареи и ветряки. Они преобразуют солнечные лучи и ветер в электроэнергию, которую используют люди для своих повседневных нужд. Солнечные батареи применяют в многочисленных сферах жизни человечества: в космосе, в быту, на производстве.

Принцип организации построения электросети от солнечных панелей и накопителя для дома Tesla PowerWall 2.0

В странах Скандинавии люди устанавливают батареи на крыши своих домов, расходуют электроэнергию, а остатки продают соседям. У них получилось не только отказаться от традиционных источников электричества, но и заработать небольшую сумму денег на свои расходы.

Американская компания Tesla пошла дальше и предложила миру PowerPack — солнечную батарею нового поколения. Она представляет собой целую крышу, а не отдельные маленькие солнечные батареи. Представлено четыре вида такой конструкции, что позволяет подобрать крышу под архитектуру своего дома. Такая технология способа брать на себя все расходы электроэнергии среднестатистической семьи.

Идея Tesla состоит в том, чтобы накопленной энергией заряжать автомобиль или автомобилем запитывать дом электричеством

Куда девать лишнюю энергию? Не всегда получается расходовать всё электричество, которое человек получается от ветряков и солнечных батарей. Отличным вариантом станет накопитель энергии.

PowerWall от Tesla

Илон Маск высказывается об идее создания новой эры «зелёной энергетики», полного отказа от производства электричества на земных ископаемых. Шагом вперёд стал выпуск домашнего накопителя энергии PowerWall, который стоит применять при наличии ветряков или солнечных батарей, в частности, PowerPack.

Илон Маск презентует Powerwall на 10 кВт

Использование такой технологии — инвестиция в будущее и снижение расходов на электроэнергию. В США, когда люди возвращаются с работы, вырастают тарифы на потребление энергии. Использование PowerWall позволяет накопить электричество от альтернативных источников в течение дня, а затем потреблять её в вечернее время суток.

Автозаправочная станция для машин Tesla будет доступна по всему миру

Накопитель энергии может стать запасным источником питания на случай, если будет отключено центрально энергоснабжение. Полного запаса ёмкости хватит на обеспечение дома в течение нескольких часов. Излишки можно продавать соседям.

Доступно две версии: PowerWall и PowerWall 2.0. Отличаются они запасом энергии. Первая версия имеет два варианта: на 7 кВч ($3000) и 10 кВч ($3500). Вторая версия предлагает ёмкость на 14 кВч за 5,5 тысяч долларов.

Система из солнечных панелей и Tesla PowerWall, смонтированной на фасаде дома

Использование этой новации возможно и на производстве. Два, три и более аккумулятора можно объединить в одну систему и увеличить запас резервной энергии в разы. Всего можно соединять до 9 накопителей Tesla. Маленькие производства могут работать только на альтернативной энергии благодаря технологии американской компании.

Практическую пользу дополняет красивый внешний вид. Аккумулятор Tesla не только не испортит интерьер любого помещения, но в некоторых случаях сможет его дополнить. Размеры у него небольшие, много места он не занимает.

PowerWall не портит внешний вид, и имеет влагозащищенный IP65 корпус и может размещаться на стене дома для дозарядки автомобиля

Внедрение новации может статьи большим шагом в будущее, в возможности скоро отказа от использования традиционных источников энергии. Это сделает окружающую среду чище и позволит нормализовать проблемы с изменением климата.

Альтернатива для России

Техника Tesla на российском рынке не имеет особого распространения, возможно дело в высокой стоимости оборудования. Подсчитаем, цена в США за единицу оборудования составляет $5500 для PowerWall 2.0 на 14 кВт*ч. Инсталляция стоит $1500, при увеличении количества оборудования цена увеличивается на $100.

С инсталляцией стоимость PowerWall 2.0 составит $7000/1шт. При депозите в $500 граждане могут стать обладателями накопителя.

При наличии солнечных модулей на 4 кВт дом не зависит от городской энергии.

При стоимости солнечных панелей порядка $200/шт за 250 Вт, нужно 16 панелей и один инвертор, чтобы получить 100% энергонезависимый дом, который питается от солнечной энергии и Powerwall. Это условие справедливо при потреблении дома 10 кВт/день (400 Вт/час).

Стоимость энергии в США 10 руб/день, 2 руб/ночь, стоимость оборудования будет составлять порядка $14000. Банки дают кредиты при взносе 10% от стоимости товара под 2-3% годовых, таким образом, за $140 долларов в месяц потребитель сможет заряжать машину и обеспечивать энергией дом.

В России все печальнее. Стоимость электроэнергии составляет 3-6 руб/кВт. Стоимость оборудования пройдя через таможню будет составлять на 54% больше. Только накопитель PowerWall 2.0 увеличится в стоимости до $10000 без учета монтажа и доставки до объекта.

Компании, для которых вопрос в обеспечении резервным источником питания является приоритетным обязаны потратить значительные средства на покупку оборудования либо создавать альтернативные сборки. Поэтому когда до нас дойдут накопители энергии — вопрос без ответа. Основным направлением компании Илона Маска является рынок энергетики США.

Andrey802 ›
Блог ›
Про чудо-аккумуляторы «Powerwall» от фирмы Tesla

Итак, 1 мая 2015 года Элон Маск глава комании Tesla, той самой что стала всемирно известной поставив на поток производство легковых электромобилей по 98 000$ презентовал новое устройство – аккумулятор «Powerwall», который может снабжать энергией частные дома и коммерческие предприятия. По мысли создателей, точнее по тому как они подают свое изделие, эта штуковина будет аккумулировать электрическую энергию от солнечных батарей, таким образом владельцы по сути оказываются обладателями своей личной электростанции.

www.budyon.org/pro-chudo-…owerwall-ot-firmyi-tesla/

Когда я прочел в ленте новостей про эту презентацию, она не произвела на меня решительно никакого впечатления. Ну в чем, собственно, ноухау? Солнечные батареи известны уже лет 50 и их ставят куда попало. Аккумуляторы делали еще в XIX веке, а литиевые и литий-ионные которые произвели определенную революцию в питании автономных устройств активно используются везде уже лет десять. Сейчас ни в мобилы, ни в ноутбуки, ни в планшеты, никакие другие аккумуляторы кроме литиевых не ставят. В чем проблема присоединить солнечную батарею к аккумулятору и заряжать его? Само собой через специальное зарядное устройство. Неужели раньше никто не делал ничего подобного? Но меня завалили письмами различные люди, они задавали вопросы, я бы сказал «восторженные вопросы» типа «Это же реально изменит всю структуру мировой энергетики, как думаешь?» Но я думал о другом: где они нахватались таких слов? Ну, про «структуру мировой энергетики». Или фирма «Тесла» наладила выпуск автономных термоядерных реакторов? Портативных. Размером с холодильник. Работающих на воде из крана. Доступных по цене среднему классу. В общем, окунулся в интернет. А там – ба! – тысячи статей и комментариев написанных как под копирку на тысячах сайтов. «Революция в энергетике!», «Не нужно платить за киловатты!», «Энергетические компании в панике» ну и дальше в таком же духе. Сразу было понятно, что фирма вложила серьезные деньги в рекламу. И это только то, что было на русском языке. На английском материалов было в разы больше. Про другие языки не знаю, но думаю картина аналогичная.

А на самом деле…

Я уже давно усвоил одну вещь: если некое устройство столь усиленно рекламируется, то оно либо просто обман, либо заявленные параметры соответствуют действительности, но цена сильно задрана, а эффективность завышена. Типичные примеры задранной цены – продукция фирмы «Эппл». Но они грамотно построили рекламную стратегию, превратив своих пользователей в натуральную секту. И расходятся все эти айфоны сотнями миллионов.

Создатели батарейки «Powerwall» — ну вот этой, о которой мы ведем рассказ, обещают нам всего лишь за 3500 долларов целых 10 киловатт-часов. И 7 киловатт-часов за 3000 долларов. 10 лет гарантии. И еще говорят, что установка ее в вашей квартире или доме обойдется в 2-3 тысячи.

В общем, начал с того, что полез на официальный сайт изделия. Сразу в глаза бросается красная кнопка «Зарезервировать» — говорят уже на миллиард баксов «зарезервировали». Не, ну а че? Но мне не это интересно, не это. Мне интересны технические моменты и вот тут-то на сайте ничего путного узнать не удалось. По факту они дают общую схему: солнечная батарея дает постоянный ток некоего напряжения. Это некое напряжение каким-то образом подается на наш аккумулятор. В свою очередь написано, что выходное напряжение аккумулятора 350-450 вольт, то есть он высоковольтный. Это правильно. Но фишка в том, что у нас в домах все рассчитано на переменный ток, на переменное напряжение. И значение напряжение выбрано чтобы легче было получать трехфазное переменное в 380 вольт. Поэтому в схеме нарисован инвертор – то есть преобразователь постоянного напряжения в переменное. Ну и дальше раздача по потребителям.

Итого: чтобы стать обладателем собственной электростанции и послать на три известные буквы погрязшие в коррупции и откатах энергетические компании, вам надо:
1.Аккумулятор «Тесла Пауэрволл» за 3000-3500 $
2.Солнечные батареи вырабатывающие примерно киловатт электроэнергии, они нужны для подзарядки аккумулятора. При средней цене солнечной панели в доллар за ватт она будет стоить 1000 $. Это минимальная цена, о батареях подробнее чуть ниже.
3.Контроллер к солнечной батарее (осуществляет согласование между батареей и аккумулятором) – 300 $ (точную цену я не знаю, но такие штуки стоят примерно столько).
4.Инвертор для преобразования постоянного напряжение в переменное – 1200 $

То есть примерно 5500-6000 $.

Будем считать, что вы всё умеете делать сами, сами всё приобретете, установите на крышу дома солнечные батареи, соберете правильно все компоненты электростанции. Если не умеете, накиньте еще примерно 1000 $ за монтаж. Итого – 6000-7000 $. Запоминаем эти цифры.

Дебет-кредит

А теперь займемся небольшими расчетами.

Для упрощения допустим, что вся эта система будет совершенно надежно работать и ни разу не сломается. КПД инвертора примем за 100%, он, в общем, довольно высок. Тепловые потери (на нагрев СТОКИЛОГРАММОВОГО литиевого аккумулятора – а вы пощупайте как греется во время зарядки такой же в ноутбуке или мобиле) будем тоже считать нулевыми.

Сейчас стоимость киловатт-часа для населения в разных странах колеблется примерно от 2 до 10 центов. Посчитаем по минимуму и максимуму. Допустим у вас трёхкомнатная квартира или небольшой дом, с газовым отоплением и газовой плитой. Таким образом, вы потребляете примерно 300 квт-часов в месяц или 10 квт-час в день. То есть как раз для заявленной номинальной работы такого аккумулятора. В год, при цене в 2 цента получается 300 x 12 = 3600 квт-часов или 7200 центов или 72 доллара. Фирма «Тесла» гарантирует работу аккумулятора (только аккумулятора!) в течении десяти лет, хотя тут возникает ряд интересных вопросов. Но поверим и в это. 72 х 10 = 720 долларов за 10 лет. А при цене в 10 центов за киловатт — 3600 долл. Но вы-то вложили 7 тысяч! И считаете что ваша энергия якобы «бесплатная». Я на форумах много раз встречал даже идеи что типа «если не надо столько энергии, можно часть продавать соседям». Ага. По ценам в 10 раз выше чем они за нее платят. Осталось самая малость – найти таких дураков. Хотя с наличием дураков вроде проблем до сих пор не было. Это мы рассчитали для тех у кого идет потребление в 300 киловатт в месяц. У меня оно 80-100, то есть вещь принципиально неокупаемая. Или окупаемая за лет 50 если все будет работать как новое и никогда ни разу не сломается.

А теперь про «интересные вопросы»

Литиевый аккумулятор – штука капризная со своей весьма своеобразной методикой зарядки. Я тут не буду углубляться в разные тонкости и подробности, но для зарядки небольшой кассеты литиевых батарей что питает ноутбук используется целая схема с микроконтроллером, памятью, разными защитами, причем контролируется там зарядка каждого аккумулятора отдельно.

Кассета с литиевыми аккумуляторами от ноутбука. Виден контроллер зарядки.
Я, понятное дело, не разбирал эту «Теслу», но если она выдает до 450 вольт постоянного напряжения, то число аккумуляторов там явно больше сотни. Считается что количество циклов перезарядки литий-ионных аккумуляторов – около тысячи. При этом даже при правильной зарядке всё же со временем они перестают держать ту емкость которая на них указана. Все знают что мобилы или ноутбуки через пару лет держат заряд не так долго как новые. Но допустим этот «Пауэрволл» необычайно качественный и свои 1000 циклов отработает как надо. Впрочем, нужно знать одну деталь, про которую на официальном сайте не пишут. Фирма «Тесла» вообще не производит аккумуляторов. Никаких. Она их закупает в Китае у фирмы «Панасоник» через оффшорных посредников из одной интересной древней ближневосточной страны. В общем, американский хайтек. Только сейчас вроде как начали строить завод в штате Невада. И если энергию планируется отбирать каждый день (своя собственная электростанция!), то уже через три года количество перезарядок будет исчерпано. Как же они гарантируют десять лет работы? Странно всё это.

А вот так выглядит высоковольтный литиевый аккумулятор. Много последовательно-параллельно включенных батарей по 3,3 вольта. В электромобиле «Тесла» аккумулятор весит 500 килограмм и стоит 20 000 долларов.

То, о чем не пишут

Дальше. Почему-то нигде на официальном сайте я не увидел описание режима зарядки такого аккумулятора. Но очевидно, что если мы хотим выкачать с него 10 кВт-часов, то нужно «закачать» в него с солнечной батареи явно больше – ибо будут потери на тепло, потери в проводах, в инверторе. Но, ладно, допустим КПД 100% и хватит десять. У нас солнечная батарея на 1 киловатт, но это при достаточном освещении, то есть заряжать она должна минимум 10 часов днем. Но будут ли у вас всегда эти десять часов нормально солнца в день? А если зима? В 8 утра еще темно, в 4 вечера уже темно. А если пасмурно? То есть надо будет ставить более мощные панели, скажем на 2-3 киловатта, чтобы за несколько часов аккумулятор успел зарядиться. То есть накиньте еще 2-3 тысячи долларов. То есть итоговая стоимость выходит в 10 тысяч. Но и тут засада! С ростом скорости зарядки литиевого аккумулятора резко падает его КПД и опять-таки резко (закон сохранения энергии!) возрастает теплоотдача. Насколько? Сложно сказать, вся интересная инженерная информация про сей девайс на сайте производителя отсутствует, но думаю в форсированном режиме зарядки аккумулятора такой емкости, будет выделяться минимум киловатт, не меньше. Такая вот печка. Ну и понятно, что форсированный режим сокращает срок службы. И еще раз напомню, что все наши ценовые расчеты делались при 100% КПД (который в принципе невозможен).

Адиос, батарейкос!

Внезапно в американо-китайские отношения влезли испанцы. И вот уже на сотнях сайтов мы читаем буквально следующее:

«Прощай бензин! Испанские инженеры разработали аккумуляторную батарею нового поколения. Она дешевле аналогов на 77% и позволяет заряжать электромобиль всего за 8 минут и проехать до 1000 км. Графеновые батареи уже взяли на тестирование две из 4-х немецких автомобильных компаний».

Ну да. Дешевле аж на 77%, то есть почти ничего не стоит. 1000 километров можно проехать. И заряжается всего за 8 минут. То есть вы зашли быстренько Бигмак сожрать и кофем запить, а за это время вам зарядили аккумулятор и вы можете ехать целых 1000 километров. Ура!

Но… Автомобиль «Тесла» на аккумуляторе емкостью 60 кВт-час и напряжением на выходе в 375 вольт (там оно также преобразовывается инвертором в три фазы что оптимально для питания двигателя) может проехать 335 километров. А тут – 1000 км. То есть емкость должна быть в 3 раза выше, примерно 180 кВт. И эти 180 кВт (а реально – больше, ведь потери на тепло и на всё остальное неизбежны!) нужно «вдуть» в аккумулятор за 8 минут. То есть реально, если считать с потерями – минимум четверть мегаватта! За 8 минут! Я вот думаю, а какая толщина подводящего провода, ведь там ток зарядки будет под 500-600 ампер, не меньше. С другой стороны, смотрю на фотки американских станций быстрой зарядки «Тесламобилей» (заряжают за 20 минут, на 80% емкости) – обычный в общем провод! Странно всё это. Или он сверхпроводниковый? Вряд ли, сверхпроводники себя ведут плохо на больших токах. Перестают «сверхпроводить». Впрочем, как знать, как знать. Но все равно это всё выглядит очень странно.

Ну и вообще

Вся эта солнечная и прочая ветровая энергетика почти никогда не окупается, либо окупается по самому минимуму, причем в странах, где солнце шмалит 365 дней в году через самый прозрачный в мире воздух. Солнечные батареи подвержены износу. И вообще, вся эта «альтернативная энергия» существует только потому что есть дешевая обычная электроэнергия которой всем хватает. По разным оценкам, доля электрической энергии в общем объеме потребляемой энергии составляет 3-6%. Всё остальное – бензин, газ, мазут, уголь, дрова, торф. Поэтому когда вы слышите что в ФРГ (то есть в очень развитой стране) солнечные батареи производят аж 5% электроэнергии вы должны понимать что это 5% не от всей нужной энергии, а 5% от 3-6% приходящихся на долю электроэнергии вообще. То есть как ни крути, больше сотых долей процента не выходит. И это в стране которая может себе позволить такую блажь. А таких стран – пальцев хватит чтобы пересчитать.

И поймите главное: суть западной экономики состоит в том, что вы должны платить всегда, за всё и при этом оставаться в долгах. В режиме 24/7/365 в течение всей жизни. А тут как бы вам бесплатно дается самое важное – энергия! И кто это предлагает? Америка, страна, давшая миру «резервную валюту» и кейнсианскую модель. По такой логике, следующим ноухау должно быть изобретение бесплатной самовоспроизводящейся еды.

Каждому овощу – свое место

Нет, нет, вы не подумайте что я против подобной вещи. Она действительно весьма полезна, но только там где себя оправдывает. Где нет альтернатив или они еще менее удобны. Например, в местах где критически важно бесперебойное электроснабжение: в больницах, измерительных станциях, компьютерных серверах. Но там нет необходимости в солнечной батарее – аккумулятор можно зарядить когда есть электричество в сети. Ну а весь комплект вместе с солнечной батареей можно размещать там, куда сложно провести электрические провода, например, в горах, в пустыне, на малозаселенных территориях, особенно если в этих местах достаточно солнечных дней. Но дело как раз в том, что ее позиционируют как вещь в каждый дом. Пишут даже что намечается выпуск сотен миллионов таких батарей. Опять использована психология – «сэкономить навсегда», «не платить», «получать киловатты задаром». Это, кстати, и вызывает самый большой энтузиазм. Так что у фирмы «Тесла» большое будущее. Хотя, что мешает тем же китайцам наладить выпуск точно таких же литиевых батарей? И даже целых комплектов, с инверторами и прочими прибамбасами. В чем проблема? Тем более «американские батареи «Тесла» и так выпускаются в Китае фирмой «Панасоник». И еще интересный вопрос: а куда будут выбрасывать эти миллионы и сотни миллионов аккумуляторов? Литиевых, между прочим. А его соединения что применяются в аккумуляторах чрезвычайно ядовиты. Известны случаи когда маленькие дети проглатывали литиевую батарейку-таблетку что вставляются в материнские платы компьютеров и их не удавалось спасти. А тут стокилограммовые аккумуляторы! Не, ну в какой-нибудь Голландии или Дании возможно и будут центры переработки и утилизации, а в «этих странах»? Сомневаюсь. А вы видели как взрываются литиевые аккумуляторы, как из них прёт ядовитый черный дым. Не видели? Тогда вперед, смотреть ролики в ютубе. А если рванет 100-килограмовый? Размером метр на полметра.

Так что если вы хотите «нагнуть» электрические компании или сэкономить деньги поищите какой-то другой способ.

Трансформатор Теслы

Резонансный генератор, катушка или трансформатор Теслы — гениальное изобретение великого хорватского изобретателя, физика и инженера. В статье будет рассмотрен один из простых вариантов реализации проекта — трансформатор Тесла.
В конструкции не использован МОТ трансформатор (почти во всех схемах трансформатора Теслы, именно МОТ служит источником питания), пришлось также создать отдельную схему преобразователя, но обо всем по порядку.

Основные части:
1) Блок питания
2) Преобразователь напряжения и высоковольтная цепь
3) Катушка

Блок питания

Для питания такой схемы нужен достаточно мощный блок питания. К счастью, уже имелся готовый блок питания на 500 Ватт. Напряжение на вторичной обмотке трансформатора 14 Вольт, при токе в 20 Ампер. Для запитки устройства не желательно использовать импульсные источники питания.

Диодный выпрямитель использован готовый, хотя можно собрать мост из мощных отечественных диодов серии КД2010, укрепленных на теплоотвод. Для сглаживания помех использован конденсатор на 25 Вольт 2200 микрофарад (этого хватит, поскольку на схеме преобразователя уже есть конденсатор на 4700 микрофарад и дроссель для сглаживания высокочастотных помех). Подойдут похожие трансформаторы от 300 до 600-700 Ватт.

Преобразователь и высоковольтная цепь

Увидев схему преобразователя, многие зададут себе вопрос — зачем умощнять однотактный преобразователь, если можно сделать двухтактный? Вопрос конечно к месту, если бы не одно но! Дело в том, что в интернете нигде ранее не опубликованы варианты умощнения обратноходовых преобразователей, вот и было решено совместить этот вариант и найти устройству практическое применение. В итоге был собран высококачественный преобразователь с мощностью порядка 180-200 ватт и более.
Сердцем преобразователя является генератор импульсов, построенный на ШИМ контролере серииUC3845, ранее уже были предложены версии преобразователей на этой микросхеме (лестница Иакова), но как правило стандартная схема обладала мощностью 80 ватт на пиках, и вот после недолгих экспериментов, был разработан нижеприведенный вариант.

Предварительно сигнал от микросхемы усиливается каскадом на комплементарной паре, которая построена на отечественных транзисторах серии КТ 816/817, это необходимо, поскольку начальный уровень сигнала иногда недостаточен для срабатывания полевых транзисторов. В схеме использовались три полевика серии IRL3705, при таком мощном источнике, на транзисторах рассеивается большая мощность, поэтому их нужно укрепить на теплоотводы и дополнить кулерами от компьютерных блоков питания. Частота работы преобразователя 60 килогерц, его можно изменить играя с емкостью конденсатора 4.7нФ и подбором сопротивления резистора 6.8 кОм на схеме, уменьшая емкость и увеличивая сопротивление резистора, можно увеличить частоту преобразователя, при обратном процессе, частота работы преобразователь уменьшается.

В качестве повышающего трансформатора удобно использовать трансформатор строчной развертки от отечественных телевизоров, для получения максимальной мощности желательно использовать два строчника, высоковольтные обмотки которых, нужно соединить последовательно.

Первичная обмотка мотается на свободной стороне П-образного феррита и содержит 4-5 витков провода 3мм, для удобства намотки можно использовать несколько жил, или же многожильный провод в силиконовой или резиновой изоляции, как в данном случае. Использовать самодельные трансформаторы не желательно, поскольку они редко способны выдержать такую мощность.
Дуга на выходе высоковольтной обмотки трансформатора имеет достаточно большую силу тока, поэтому для его выпрямления использовались 4 диода серии КЦ106.

Предварительно, диоды по 2 штуки соединены параллельно, затем блоки из двух параллельно соединенных диодов соединены последовательным образом.

В накопительной части использован конденсатор на 5 киловольт с емкостью 1 микрофарад, можно использовать также блок конденсаторов, емкость и напряжение не критично и можно отклонится от указанного номинала на 10 — 15%

Искровый разрядник, или просто искровик — предназначен для разряжения емкости конденсатора на первичную обмотку катушки, его можно сделать из двух болтов, или же применить готовых вакуумный разрядник фирмы ЭПОКС с напряжением пробоя 3 – 3.5 кВ на 5 -10 ампер. Самодельный искровик из болтов удобен тем, что зазор, а следовательно и частоту разрядов можно регулировать.

Катушка

Катушка намотана на каркасе от канализационной трубы с диаметром 12 см, высота 50 — 65 см , подойдут также близкие по параметрам пластмассовые трубы. ВАЖНО! Не использовать трубы из металлопластмассы. Первичная обмотка содержит всего 5 витков, провод с диаметром 3-5 мм, был использован одножильный алюминиевый провод в резиновой изоляции. Расстояние между витками 2 см.

Вторичная обмотка содержит 700-900 витков провода 0.5-0.7 мм. Вторичная обмотка мотается аккуратно, виток к витку, при ручной намотке процесс отнимает 5 часов, поэтому удобно использовать намоточный станок (хотя в моем случае катушка моталась вручную). При передышке, нужно приклеить последний виток к каркасу.

Возможности

Катушка Теслы — это демонстрационный генератор высокочастотных токов высокого напряжения. Устройство может быть использовано для беспроводной передачи электрического тока, на большие расстояния. В дальнейшем устройство будет переделано, в частности будет перемотан, точнее изменен первичный контур, если есть возможность желательно использовать медную трубу, таким образом мощность катушки резко возрастет.

Опыты с катушкой теслы

С готовой катушкой можно провести ряд интересных опытов, конечно при этом нужно соблюдать все правила безопасности.

Опыт 1. Нужен медный провод с диаметром 0.2 – 0.8 мм, который нужно намотать на каркас от широкого прозрачного скотча, или же на литровую банку. Контур содержит 15-20 витков, после чего каркас вынимаем, а витки контура закрепляем друг к другу при помощи ниток или скотча. Затем берите обычный светодиод (желательно белый или синий) и выводы светодиода припаяйте к контуру. Включите трансформатор. Контур со светодиодом отдалите от включенного трансформатора на пару метров. Можно наблюдать за свечением светодиода, без какой-либо проводной связи с источником питания. Это основной опыт, который демонстрирует возможности трансформатора Теслы.

Опыт 2. Свечение ламп дневного света на расстоянии. Это один из наиболее распространенных опытов с катушкой Теслы. Все виды подобных ламп, светятся на небольшом расстоянии от включенного трансформатора.

Правила безопасности

Трансформатор Теслы — высоковольтный генератор, нужно помнить, что на выходе устройства и в высоковольтной цепи образуется смертельно опасное напряжение (особенно на высоковольтном конденсаторе). При ведении монтажных работ, нужно заранее убедится, что контурный конденсатор полностью разряжен, использовать толстые резиновые перчатки, и не приближаться к включенному устройству. Все опыты делать вдали от цифровых устройств, высоковольтные разряды могут повредить электронику! Запомните это не качер! Играть с дугой строго запрещено! Особо опасна высоковольтная часть и высоковольтная обмотка преобразователя.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество Примечание Магазин Мой блокнот
Преобразователь
ШИМ контроллер UC3845 1 Поиск в Utsource В блокнот
Биполярный транзистор КТ817А 1 Поиск в Utsource В блокнот
Биполярный транзистор КТ816А 1 Поиск в Utsource В блокнот
MOSFET-транзистор IRF3205 2 Поиск в Utsource В блокнот
Выпрямительный диод UF4007 1 Поиск в Utsource В блокнот
Электролитический конденсатор 10 мкФ 3 Поиск в Utsource В блокнот
Конденсатор 4.7 нФ 1 Поиск в Utsource В блокнот
Электролитический конденсатор 4700 мкФ 1 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор 6.8 кОм 1 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор 5.1 кОм 1 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор 820 Ом 1 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор 5 Ом 2 Поиск в Utsource В блокнот
DR Катушка индуктивности 1 Поиск в Utsource В блокнот
Высоковольтная цепь
Диод КЦ106А 1 Поиск в Utsource В блокнот
Конденсатор 1 мкФ 5 кВ 1 Поиск в Utsource В блокнот
Катушка индуктивности 1 Поиск в Utsource В блокнот
Строчный трансформатор 1 Поиск в Utsource В блокнот
Разрядник 1 Поиск в Utsource В блокнот
Добавить все

Прикрепленные файлы:

Как создать вечный генератор

Первое, что приходит на ум при упоминании подобных устройств, это изобретения Тесла. Этого человека нельзя назвать фантазером. Наоборот, он известен своими проектами, которые были успешно реализованы на практике:

  • Он создал первые трансформаторы и генераторы, работающие на токах высокой частоты. Фактически он основал соответствующее направление электротехнического ВЧ оборудования. Некоторые результаты его экспериментов используются до сих пор в правилах безопасности.
  • Тесла создал теорию, на базе которой появились конструкции электрических машин многофазного типа. Многие современные электродвигатели созданы на основе его разработок.
  • Многие исследователи справедливо полагают, что передачу информации на расстояние с помощью радиоволн также изобрел Тесла.
  • Его идеи были реализованы в патентах знаменитого Эдисона, как утверждают историки.
  • Гигантские башни, генераторы энергии, которые были построены Тесла, использовались для множества экспериментов, фантастических даже по современным меркам. Они создавали полярное сияние на широте Нью-Йорка и вызывали вибрации, сопоставимые по силе с мощными природными землетрясениями.
  • Тунгусский метеорит, говорят, был в действительности результатом эксперимента изобретателя.
  • Небольшая черная коробочка, которую Тесла установил в серийный автомобиль с электромотором, обеспечивала полноценное многочасовое питание техники без аккумуляторов и проводов.

Опыты в районе Тунгуски

Здесь перечислена только часть изобретений. Но даже краткие описания некоторых из них позволяют предположить, что Тесла своими руками создал «вечный» двигатель. Впрочем, сам изобретатель использовал для расчетов не заклинания и чудеса, но вполне материалистичные формулы. Следует отметить, однако, что они описывали теорию эфира, которая не признается современной наукой.

Для проверки на практике можно использовать типовые схемы приборов.

Если с помощью осциллографа сделать измерения колебаний, которые образует «классическая» катушка Тесла, будут сделаны интересные выводы.

Осциллограммы напряжений при разных видах индуктивной связи

Сильная связь индуктивного типа обеспечена стандартным способом. Для этого в каркас устанавливается сердечник из трансформаторного железа, или другого подходящего материала. В правой части рисунка приведены соответствующие колебания, результаты измерений на первичной и вторичной катушке. Явно видна корреляция процессов.

Теперь нужно обратить внимание на левую часть рисунка. После подачи на первичную обмотку кратковременного импульса колебания постепенно затухают. Однако на второй катушке зарегистрирован иной процесс. Колебания здесь имеют явно выраженную инерционную природу. Они не затухают еще некоторое время без внешней подпитки энергией. Тесла полагал, что данный эффект объясняет наличие эфира, среды с уникальными свойствами.

В качестве прямых доказательств этой теории приводят следующие ситуации:

  • Самостоятельный заряд конденсаторов, не подсоединенных к источнику энергии.
  • Существенное изменение нормальных параметров электростанций, которое вызывает реактивная мощность.
  • Появление коронных разрядов на неподключенной к сети катушке, при размещении ее на большом расстоянии от работающего аналогичного устройства.

Последний из процессов происходит без дополнительных затрат энергии, поэтому следует рассмотреть его более внимательно. Ниже приведена принципиальная схема катушек Тесла, которую можно собрать без больших затруднений своими руками дома.

Принципиальная схема катушек Тесла

В следующем перечне приведены основные параметры изделий и особенности, которые надо учитывать в процессе монтажа:

  • Для крупной конструкции первичной обмотки понадобится трубка из меди, диаметром около 8 мм. Эта катушка состоит из 7-9 витков, укладывающихся с расширением по спирали в верхнюю сторону.
  • Вторичную обмотку можно сделать на каркасе из полимерной трубы (диаметр от 90 до 110 мм). Хорошо подходит фторопласт. Этот материал обладает отличными изоляционными характеристиками, сохраняет целостность структуры изделия в широком диапазоне температур. Проводник подбирают такой, чтобы сделать 900-1100 витков.
  • Внутри трубы помещают третью обмотку. Чтобы собрать ее правильно, используют многожильный провод в толстой оболочке. Площадь сечения проводника должна быть 15-20 мм2. От количества ее витков будет зависеть величина напряжения на выходе.
  • Для точной настройки резонанса все обмотки настраиваются на одну частоту с применением конденсаторов.

Практическая реализация проектов

Приведенный в предыдущем пункте пример описывает только часть устройства. Там нет точного указания электрических величин, формул.

Своими руками сделать подобную конструкцию можно. Но придется искать схемы возбуждающего генератора, совершать многочисленные эксперименты по взаимному расположению блоков в пространстве, подбирать частоты и резонансы.

Говорят, что кому-то удача улыбнулась. Но в открытом доступе найти полные данные, или заслуживающие доверия доказательства невозможно. Поэтому далее будут рассмотрены только реальные изделия, которые действительно можно сделать дома самому.

На следующем рисунке изображена принципиальная электрическая схема. Она собирается из недорогих стандартных деталей, которые можно приобрести в любом специализированном магазине. Их номиналы и обозначения указаны на чертеже. Затруднения могут возникнуть при поиске лампы, которая не выпускается в настоящее время серийно. Для замены можно использовать 6П369С. Но надо понимать, что этот вакуумный прибор рассчитан на меньшую мощность. Так как элементов немного, допустимо использование простейшего навесного монтажа, без изготовления специальной платы.

Электрическая схема генератора

Обозначенный на рисунке трансформатор – это катушка Тесла. Ее наматывают на трубке из диэлектрика, руководствуясь данными из следующей таблицы.

Количество витков в зависимости от обмотки и диаметра проводника

Обмотка Диаметр проводника, в мм Количество витков
Первичная 0,4 30
Сигнальная 0,4 50
Высоковольтная 0,25 900-1100

Свободные провода высоковольтной катушки устанавливают вертикально.

Чтобы обеспечить эстетичность конструкции, можно сделать своими руками специальный корпус. Он же пригодится для надежной фиксации блока на ровной поверхности и последующих экспериментов.

Один из вариантов конструкции генератора

После включения аппарата в сеть, если все сделано правильно, а элементы исправны, можно будет любоваться коронарным свечением.

Приведенную в предыдущем разделе схему из трех катушек, можно использовать совместно с этим устройством для опытов с целью создания личного источника бесплатной электроэнергии.

Коронарное излучение над катушкой

Если предпочтительна работа с новыми комплектующими деталями, стоит рассмотреть следующую схему:

Схема генератора на полевом транзисторе

Основные параметры элементов приведены на чертеже. Пояснения к сборке и важные дополнения указаны в следующей таблице.

Пояснения и дополнения к сборке генератора на полевом транзисторе

Деталь Основные параметры Примечания
Полевой транзистор Можно использовать не только тот, который отмечен на схеме, но и другой аналог, работающий с токами от 2,5-3 А и напряжением более 450 V. Перед монтажными операциями необходимо проверить функциональное состояние транзистора и других деталей.
Дроссели L3, L4, L5 Допустимо применение стандартных деталей из блока строчной развертки телевизора. Рекомендуемая мощность – 38 Вт
Диод VD 1 Возможно использование аналога. Номинальный ток прибора от 5 до 10 А
Катушка Тесла (Первичная обмотка) Создается из 5-6 витков толстого провода. Его прочность позволяет не использовать дополнительный каркас. Толщина проводника из меди – от 2 до 3 мм.
Катушка Тесла (Вторичная обмотка) Состоит из 900-1100 витков на трубчатой основе из диэлектрического материала с диаметром от 25 до 35 мм. Эта обмотка высоковольтная, поэтому пригодится ее дополнительная пропитка лаком, или создание защитного слоя фторопластовой пленкой. Для создания обмотки используют медный провод 0,3 мм в диаметре.

Скептики, отрицающие саму возможность использования «дармовой» энергии, а также те люди, которые не имеют элементарных навыков для работы с электротехникой, могут сделать своими руками следующую установку:

Безграничный источник бесплатной энергии

Пусть читателя не смущает отсутствие множества деталей, формул и объяснений. Все гениальное – просто, не правда ли? Здесь изображена принципиальная схема одного изобретения Тесла, которое до наших дней дошло без искажений, исправлений. Эта установка вырабатывает ток из солнечного света без специальных батарей и преобразователей.

Дело в том, что в потоке излучения ближайшей к Земле звезды есть частицы с положительными зарядами. При ударах о поверхность металлической пластины происходит процесс накопления заряда в электролитическом конденсаторе, который «минусом» подключен к стандартному заземлителю. Для увеличения эффективности приемник энергии устанавливают как можно выше. Подойдет алюминиевая фольга для запекания еды в духовке. Своими руками с использованием подручных средств можно сделать основу для ее закрепления и поднять устройство на большую высоту.

Но не стоит спешить в магазин. Производительность такой системы минимальна (ниже таблица с информацией по устройству).

Точные данные эксперимента

Части системы «вечного» генератора Параметры
Приемник энергии Алюминиевая фольга с размерами 30 х 30 см, приклеенная к фанере.
Заземлитель Трубопровод системы водоснабжения.
Устройство для подъема приемника на высоту Деревянный шест длиной 8 метров.

В солнечный день после 10 часов измерительный прибор показал 8 вольт на клеммах конденсатора. За несколько секунд в таком режиме разряд полностью был израсходован.

Ориентировочная стоимость «солнечной» крыши

Буквально на днях Илан Маск сделал шокирующее для многих застройщиков заявление: солнечная крыша будет стоить дешевле традиционных материалов. Так ли это? Возможно, сами батареи и будут чуть ниже цены, например, керамической черепицы. Но не стоит забывать о дополнительном оборудовании, без которого продукция Tesla не будет функционировать должным образом, а именно генерировать солнечную энергию и преобразовывать ее в электрическую. Можно интерпретировать сказанное основателем компании как: стоимость новой технологии будет ниже обычного кровельного материала + солнечные батареи, что совершенно меняет картину.

Как минимум к стеклянной кровле нужно будет прикупить фирменный аккумулятор Powerwall 2-ого поколения. Его стоимость составляет порядка $5,5 тыс. Немного о его технических характеристиках:

  • Габариты — 1150×755×155 мм;
  • Вес — 122 кг;
  • Диапазон температур для работы устройства — от −20°С до +50°С;
  • Потребляемая мощность — 14 кВт.ч;
  • Непрерывная мощность — 5 кВт, макс. — 7 кВт;
  • Гарантийный срок — 10 лет.

В состав Powerwall 2 также входит инвертор напряжения.

Батарея Tesla Powerwall 2 благодаря рабочему диапазону температуры можно устанавливать как внутри помещения, так и снаружи. Например, его можно закрепить на фасаде здания.

Подключение панелей Тесла ничем не отличается от традиционной схемы солнечных батарей. Напряжение постоянного тока из крыши попадает в аккумулятор Powerwall, который передает его в инвертор для преобразования в переменный ток.

Общая схема подключения солнечных батарей для преобразования энергии солнца в электроэнергию

Попробуем рассчитать ориентировочную стоимость на оборудование Tesla для дома, площадь крыши которого — 200 м2. Если солнечная кровля будет дешевле обычного материала (например, керамической черепицы), тогда цена 1 м2 не должна превышать $35. Не забываем учесть затраты на батарею: 5500 / 200 = $27,5. Итого 35 + 27,5 = $62,5, умножим полученный результат на общую площадь: 62,5*200 = $12,5 тыс. Именно столько потребуется отдать за современные технологии для частного дома средних размеров. Разумеется, расчеты ориентировочны, но не стоит забывать о дополнительных затратах на монтаж и дополнительные элементы энергоэффективной системы.

Еще немного цифр. Согласно данным сайта greentechmedia.com система Тесла будет генерировать порядка 9000 кВт.ч в год (экономию можно посчитать самостоятельно). Также портал ссылается на недостаточное количество профессиональных установщиков, что повлечет за собой высокие затраты на первоначальный монтаж и настройку оборудования. Учитывая все факторы, цена такой высокотехнологичной кровли будет находится в диапазоне от $ 33000 до $ 37000 за все те же 200 кв.м.

Фото домов с применением кровли Tesla

Солнечные панели будут производится на заводе в Буффало (штат Нью-Йорк). Вот как выглядит дом с только что установленными панелями Tuscan Glass Tile (Тосканская стеклянная плитка).

Панели со стороны двора или улицы будут выглядеть непрозрачными. Разглядеть стеклянное происхождения материала можно будет только в солнечное время, просматривая здание сверху-вниз. Изображения Slate Glass Tile:

1 из 3Внешний вид панелей Тесла сверхуСнизу панели сложно отличить от натурального камняВид дома со стеклянными солнечными панелями Tesla Slate Glass Tile

В отличие от других видов солнечной крыши, гладкие панели разработаны специально, чтобы каждый мог видеть солнечные батареи с разных углов. Назначение гладкой стеклянной плитки Tesla заключается в том, чтобы предложить «более современный вид», сказал Илон на презентации.

Применение солнечных батарей Tesla гладкого стиля — Smooth Glass Tile

Эксперты США и Европы прогнозируют революционный спрос на новейшую разработку. Будут ли солнечные крыши так популярны в России и странах СНГ покажет время. Известно, что продажами Tesla solar roof будет заниматься лично компания, без посредников и торговых организаций.

12 домашних накопителей энергии, которые могут соперничать с Тесла PowerWall 2.0

Maxim ZalevskiBlockedUnblockFollowFollowing Jan 16, 2017

В конце октября прошлого года Маск представил Tesla Powerwall 2.0, новое поколение своей системы аккумуляции энергии для дома. Батарея имеет улучшенный дизайн и характеристики, но самое главное, что Powerwall показывает общее видение энергетики будущего. Идея в том, чтобы эффективно совместить частные солнечные станции и аккумуляторы, и дать людям больше возможностей производить чистую энергию, быть энергонезависимыми, и экономить средства.


Как сделать аккумулятор Tesla PowerWall из батарей от ноутбука (видео)
Сколько солнечных панелей и аккумуляторов нужно для вашего дома
SUN2WHEEL — самодостаточный солнечный гараж для электромобилей

Интегрированные системы аккумуляции накапливают энергию, сгенерированную солнечными панелями, или заряжаются от сети, когда солнце не светит или потребление очень высокое. Они также обеспечивают владельца дома аварийным источником энергии для экстренных случаев. И хотя такие системы еще не проникли на рынки многих стран, компактность, гарантия, и отсутствие необходимости в обслуживании делают их очень перспективными.

Но Тесла — не единственная компания, которая предлагает свои системы аккумуляторов. Подобные решения уже есть у нескольких других производителей. Именно их мы и сравним здесь.

Что собой представляет Tesla Powerwall

Tesla Powerwall 2.0 — это блок литий-ионных батарей, который весит 122 кг, и монтируется на стене. Аккумуляторы производит компания Panasonic, тогда как Tesla производит все остальные компоненты. В будущем аккумуляторы для Powerwall будут производиться на собственных мощностях Tesla — Гигафабрике.

Цена Tesla Powerwall 2.0 — около $ 5,500, включая инвертор. Она может хранить до 13,5 кВт * ч энергии.
Установка является модульной, то есть при необходимости можно объединять до девяти аккумуляторов в мощную систему. По расчетам Tesla, монтаж будет стоить около $ 1,000, и доставки начнутся с января этого года.

11 альтернатив акумуляторам Tesla Powerwall

1. Аккумуляторы LG Chem RESU выглядят крупнейшим конкурентом Tesla Powerwall на сегодня. Хотя эта модель и не получает такого медиа внимания, но по характеристикам они очень похожи. Сейчас Chem RESU очень популярны на австралийском рынке, и осваивают рынки США и Европы.

Аккумуляторы могут накопить до 6,5 кВт * ч энергии, стоят около $ 4,000, но инвертор вы можете приобрести отдельно. Цена также не включает монтаж.

2. Sunverge предлагает системы аккумуляторов, которые дадут вам от 6 до 23 кВт * ч. Блок весит до 170 кг, и должен устанавливаться сертифицированным специалистом Sunverge.
Система комплектуется соответствующим приложением, которое мониторит потребление энергии, степень заряда от солнечных панелей. Цена системы колеблется от $ 8,000 до $ 20,000 в зависимости от емкости.

3. Компания ElectrIQ создает накопители энергии для дома в США, в нем хранится 10 киловатт-часов энергии и они будут доступны в конце года. Его розничная цена составляет $ 13 000 и включает в себя стоимость инвертора. Батарея должна быть установлена квалифицированным электриком.

4. Решение от Panasоnic даст вам 8 кВт * ч электроэнергии. Прибор доступен в Австралии, но планируется выход и на рынок Европы. Известно, что Panasonic поставляет аккумуляторы для всей продукции Tesla.

5. Nissan предлагает системы аккумуляции под брендом XStorage, которые сохраняют 4,2 кВт * ч энергии. Заказы начали приниматься в сентябре прошлого года, но модель пока доступна только в Европе.
Стоимость системы $ 4,500, включая стоимость монтажа. Nissan позиционирует себя как экологически ответственный производитель, используя бывшие в употреблении аккумуляторы в своих продуктах.

6. Аккумуляторы от Mercedes-Benz пока продаются в Германии и Австралии. Каждый накопитель сохраняет 2,5 кВт * ч энергии, но их можно сочетать в блоки до 20 кВт * ч. Инвертор не входит в стоимость оборудования.
Компания оценивает свою систему от $ 9,000 до $ 10,000. Владелец может мониторить заряд аккумуляторов с помощью специального мобильного приложения.

7. Стартап Orison предлагает 18 килограмовую батарею на дому. Это значительно легче, чем Powerwall Тесла, но она имеет место лишь 2,2 кВт · ч энергии. Один Orison блок стоит $ 1600.

Тем не менее, в отличие от батареи Тесла, вам не нужно обученного электрика, чтобы установить Orison. Продукт Orison приходит в виде плоской панели на стену или в виде напольной лампы, как показано ниже. Вы можете комбинировать панели или использовать несколько стоящих единиц для увеличения хранения.

8. Sonnen, немецкая компания, продает несколько вариантов домашних батарей-накопителей емкостью до 16 кВт · ч. Экологически компактная версия изображенная здесь имеет 4 кВтч энергии и стоит $ 5950. Она поставляется с инвертором.

Sonnen недавно привлекла $ 85 млн, чтобы расширить свою деятельность в Италии, Австралии, США и Великобритании. Компания продала более 15000 аккумуляторов и в настоящее время получает две трети своих доходов от своих немецких сделок. Но компания рассчитывает увеличить свою долю доходов за рубежом в следующем году.

9. SimpliPhi — компания производитель батарей для хранения энергии в домашних условиях, занимается этим примерно с 2002 года, но ее первоначальное название было LibertyPak. SimpliPhi предлагает несколько вариантов батарей, самая большая из которых хранит 3,4 кВт · ч энергии.

Батареи SimpliPhi могут быть объединены, чтобы образовать большой аккумулятор при необходимости. SimpliPhi публично не раскрывает информацию о ценах.

10. BMW предлагает вариант батареи 6,4 кВт · ч на дому, но не дает цену за единицу. Как и Nissan, BMW принимает устойчивый подход, многократно используя батареи из своей серии i3 BMW. BMW планирует в конечном итоге предложить две единицы, которые могут хранить 22 кВт и 33 кВт · ч.

11. Serenis ESS — аккумуляторная система с украинскими корнями. Особенность системы — она включает несколько модулей — литий-ионную батарею, гибридный инвертор, высокотехнологичные контроллеры, систему онлайн-мониторинга и управления энергопотоками. Это позволяет ей работать с солнечными модулями и ветрогенераторами, продавать энергию по «зеленому» тарифу.

Компания зарегистрирована в Венгрии, там же находятся и производственные мощности. Но ответственность за разработку и производственный процесс ведут украинские специалисты.
12. Powervault система накопления энергии на дому, которая доступна только в Великобритании. Все устройства поставляются с инвертором и состоят из самых мощных моделей аккумуляторов 6.6 кВт · ч энергии. Цены начинаются примерно в $3000. Как и аккумуляторы Tesla Powerwall накопитель Powervault должен быть установлен квалифицированным электриком.

Цена умных аккумуляторов Tesla – так ли они выгодны

В конце апреля компания Tesla представила аккумуляторы для дома. Что это: очередная революция от американской корпорации или логичное звено на пути к построению умного и независимого дома? Давайте разберемся вместе.

Илона Маска по-праву можно назвать революционером в мире технологий. Еще 10 лет назад мало кто верил в то, что электромобили попадут на массовый рынок, а уже сегодня Tesla Model S – седан, которым не прочь был бы завладеть каждый автолюбитель. Альтернатива бензиновому двигателю была найдена давно, но вот «ломать целую индустрию» долго никто не решался.

Вопрос добычи и потребления электроэнергии в XXI веке стоит особо остро. Сегодня от нее в буквальном смысле зависит существование человечества. Традиционная классификация добычи энергии имеет два глобальных ответвления:

  • добыча с использованием коммерческих источников: уголь, горючие сланцы, нефть, газ (по сути, именно они и являются основой современной энергетики, покрывая 90% суммарных запросов со стороны предприятий и населения), ядерные, гидро, геотермальные, солнечные, волновые и приливные станции.
  • добыча с использование некоммерческих источников: сельскохозяйственные и промышленные отходы, мускульная сила, дрова.

Несмотря на кризис топливных ресурсов, которым пестрили заголовки газет в начале 70-х годов, спустя почти 50 лет в принципах добычи электроэнергии мало что изменилось. Растет население, растет потенциальная необходимость в электроэнергии, а как следствие – все больше и больше загрязняется планета. И можно спорить о том, что наступит раньше – энергетический кризис или экологическая катастрофа, но лучшим выходом из данной ситуации является кардинальный пересмотр всей энергодобывающей отрасли и принципов обеспечения населения электроэнергией.

Энергия и инфраструктура Tesla

30 апреля Илон Маск презентует решение, которое должно благоприятно отразиться не только на окружающей среде, но и на кошельках потребителей. Tesla Powerwall заботится об окружающей среде, кардинально снижая выбросы углекислого газа и позволяет забыть о внушительных счетах за электроэнергию. С последним пунктом мы разберемся немного позже, а пока посмотрим на мир, который нам предлагает Tesla.

Идея накопления электроэнергии и автономное обеспечение домов – не новинка. Немало владельцев загородных коттеджей покрыли крыши своего жилья солнечными панелями, обеспечив питание с помощью свинцово-кислотных аккумуляторов. И вот первое преимущество Tesla Powerwall.

Аккумулятор. Источником питания детища Tesla служит литий-ионный аккумулятор, по своим характеристикам значительно превосходящий архаичный свинцово-кислотный, разработанный еще в 1859 году (подробную информацию вы можете узнать в статье «Эволюция аккумуляторов»).

Количество рабочих циклов заряда-разряда у свинцово-кислотного аккумулятора едва достигает 800, в то время как литий-ионный может похвастать 1000-1200 циклами. По соотношению «вес-емкость» литий-ионный аккумулятор почти в 5 раз превосходит свинцово-кислотный. Именно это и позволило компании Tesla создать броский дизайн своей новой линейки продукции.

Дизайн и формфактор. Да, мнение о любом продукте у человека складывается от его внешнего вида. Скругленные края, минимальная толщина (по меркам конкурирующих продуктов) корпуса, наличие ассортимента цветовых решений. Даже не вникая в принципы работы Tesla Powerwall, начинаешь думать о том, как бы она дополнила ваш гараж. Tesla Powerwall крепится на стену и занимает минимум пространства.

Целостная экосистема. Представленные аккумуляторы Tesla Powerwall поставляются в двух модификациях емкостью 7 и 10 кВт*ч по цене в $3000 и $3500 соответственно. В случае, если потребитель ощущает явный недостаток емкости, он всегда может дополнить арсенал батарей покупкой еще одной, тем самым наращивая суммарную емкость вплоть до 90 кВт*ч (допускается подключение до 9 батарей). Подключение не требует досконального изучения принципов построения электросетей: один кабель решает все проблемы.

Решение для предприятий и бизнеса. Вместе с Powerwall был представлен и продукт, способный решить проблему обеспечения фабрик, заводов и целой промышленности – аккумуляторы Tesla Powerpack. Их особенность – способность бесконечного наращивания потенциальной емкости вплоть до нескольких Гигаватт*ч.

Планы по полной альтернативной электрификации. Илон Маск – человек, который привык мыслить глобально. Именно поэтому презентация аккумуляторов Tesla не преследует единственную цель по реализации продукта ограниченному кругу заинтересовавшихся пользователей. Речь идет о масштабной и тотальной электрификации всей планеты Земля с помощью аккумуляторов. Для обеспечения всей планеты энергией Tesla достаточной 900 миллионов батарей Powerpack.

Забота об экологии, полный отказ от производства электроэнергии, источником которой будут служить исчерпаемые природные ресурсы приводящие к выбросу вредных веществ в атмосферу и полная автономность любого, даже самого отдаленного уголка планеты – все это реалии уже сегодняшнего дня. Но до того момента, пока наступит (если наступит вообще) глобальный переход на электроэнергию, черпаемую от солнца, ветра, приливов и накапливаемую в аккумуляторы, потенциального покупателя интересует вопрос: выгодно ли приобретение Tesla Powerwall сегодня?

Сухие цифры

Итак, давайте посчитаем экономическую целесообразность приобретения инновационного продукта от Tesla. Стоит ли «овчинка выделки» и как поведет себя окупаемость в условиях России и США.

Условия рассчетов:

  • примем ежесуточное потребление электроэнергии владельцем Tesla Powerwall равным 10 кВт, т.е. полной емкости батареи хватает на сутки потребления;
  • стоимость Tesla Powerwall – $3 500, что по курсу, актуальному на момент публикации данных расчетов составляет 175 000 рублей (с учетом округления и по курсу 50,01 руб за $1);
  • к стоимости Tesla Powerwall прибавим необходимость покупки инвертора, стоимость которого составляет около $1500 – 75 000 руб;
  • учтем потери при подключении Tesla Powerwall в цепочке аккумулятор – преобразователь тока – инвертор. Общий КПД системы составит 87%. Т.е. изначально потребителю доступны не 10 кВт*ч, а лишь 8,7.
  • при двухзонной тарификации (тарифы «день/ночь») примем дневное потребление энергии на уровне 5 кВт*ч (57,5% от максимального ресурса Tesla Powerwall), а вечернее – на уровне 3,7 кВт*ч (42,5%).

Ситуация в США:

На территории США действует двухзонный тариф по оплате электроэнергии:

    С 14:00 до 19:00 стоимость 1 кВт*ч электроэнергии составляет $0,2032 (10,16 руб).
    C 19:00 до 14:00 стоимость резко падает до $0,0463 (2,31 руб) за 1 кВт*ч.

При потреблении 5 кВт*ч в дневное и 3,7 кВт*ч в «ночное» время ежесуточные расходы при использовании стандартной электросети составят:

5кВт*ч * 10,16 руб + 3,7кВт*ч * 2,31 руб = 50,82 руб + 8,54 руб = 59,36 руб/сутки.
59,34 руб * 365 дней = 21 659 руб в год.

Стандартная литий-ионная батарея теряет около 6% (0,6 кВт) своей первоначальной емкости (т.е. 10 кВт) в год. С каждым годом ее емкость будет сокращаться и уже спустя 3-4 года лишь одной Tesla Powerwall будет недостаточно. Вот примерные расчеты того, как поведет себя батарея с течением времени.

Годы эксплуатации: максимальный срок службы батареи составляет 15 лет.
Максимальная емкость: уменьшается на 6% (0,6 кВт) от первоначальной емкости каждый год.
Стоимость электроэнергии: рассчитана из соотношения дневных/ночных тарифов по указанным выше ценах.
Экономия: какую сумму позволяет сэкономить Tesla Powerwall в год.
Растраты на доп. энергию: мы условились, что ежесуточно потребляем 8,7 кВт. Недостающую электроэнергию (вызванную деградацией аккумулятора) компенсируем электросетью общего пользования.

За 15 лет использования, даже без учета растрат на дополнительную энергию, Tesla Powerwall не окупается. Если учесть, что стоимость кВт*часа электроэнергии на территории России ниже примерно на 60%, говорить о целесообразности такого приобретения вряд ли стоит. Напомню, что покупка комплекта Tesla Powerwall обошлась в 250 000 руб и это без учета солнечных панелей.