Tesla Megapack es un producto de almacenamiento de energía estacionario de batería de iones de litio recargable a gran escala , diseñado para su uso en centrales eléctricas de almacenamiento de baterías , fabricado por Tesla Energy , la subsidiaria energética de Tesla, Inc.
Lanzado en 2019, un Megapack puede almacenar hasta 3,9 megavatios-hora (MWh) de electricidad. Cada Megapack es un contenedor de tamaño similar a un contenedor intermodal . Están diseñados para ser utilizados por las compañías eléctricas. La energía almacenada se puede utilizar según sea necesario, por ejemplo, durante los períodos de máxima demanda de electricidad o cuando se interrumpe el suministro eléctrico.
Tesla Energy también ofrece el Powerwall , un dispositivo de almacenamiento de energía más pequeño diseñado para uso doméstico.
El 30 de abril de 2015, Tesla anunció que vendería productos de almacenamiento de baterías independientes a consumidores y empresas de servicios públicos. [1] Elon Musk , director ejecutivo de Tesla , afirmó que los productos de almacenamiento de baterías de la empresa podrían usarse para mejorar la confiabilidad de las fuentes de energía renovables intermitentes, como la solar y la eólica. [1]
Antes del lanzamiento de Megapack, Tesla utilizó su producto de almacenamiento de energía Powerpack de 200 kilovatios-hora (kWh) para satisfacer las necesidades de las empresas de servicios públicos con requisitos de almacenamiento a gran escala. Durante 2015 y 2016, Tesla implementó una combinación de 300 MWh de tecnología Powerwall y Powerpack, incluida una implementación de 80 MWh de Powerpacks en la subestación Mira Loma en el sur de California. [2] En 2017, Tesla utilizó Powerpacks para implementar 129 MWh de almacenamiento de baterías en la reserva de energía de Hornsdale en el sur de Australia, [3] el mayor despliegue de almacenamiento de baterías de red de iones de litio en el mundo en ese momento. [4]
Los trabajos de diseño en Giga Nevada para el proyecto Megapack comenzaron al menos a principios de 2018. [5]
En julio de 2019, se lanzó Megapack. [6] Tesla lo describió como un producto de almacenamiento de energía a escala de servicios públicos, adecuado para centrales eléctricas y servicios públicos. [6] Tesla afirmó que Megapacks sería compatible con el software de control de energía y monitoreo de centrales eléctricas de Tesla, Powerhub y Autobidder. [6] La compañía afirmó que Megapack fue diseñado para satisfacer las necesidades de proyectos de almacenamiento de baterías a gran escala, como en el caso de Hornsdale Power Reserve. [6]
Tesla adquirió un antiguo centro de distribución de JC Penney en Lathrop, California , en 2021 y lo convirtió en una planta de baterías llamada Megafactory , [7] con una capacidad objetivo de 40 GWh/año cuando esté terminada. [8] Los Megapacks de próxima generación utilizan células prismáticas de fosfato de hierro y litio , [9] por ejemplo en la instalación de 585 MWh de Kapolei, Hawái . [10]
El despliegue energético récord de Tesla se logró en el primer trimestre de 2023, al sumar 3,9 GWh en un solo trimestre, un aumento interanual del 360 %. [11] [ necesita actualización ]
En 2023, Tesla anunció una nueva “Megafábrica” en Shanghái para fabricar Megapacks, con el objetivo de producir unos 10.000 paquetes al año. [12]
Los Megapacks se ensamblan en la Megafábrica de Tesla en Lathrop, California .
Cada Megapack viene con una garantía de 15 años "sin defectos" y "retención de energía". [15] Una "garantía de rendimiento" de 10 o 20 años está disponible por un costo adicional. [15] Una vez que un Megapack ha llegado al final de su vida útil, Tesla dice que se pueden devolver para reciclar . [16]
Los megapaquetes están preensamblados e incluyen "módulos de batería, inversores bidireccionales, un sistema de gestión térmica, un disyuntor principal de CA y controles". [17]
Tesla exige a sus clientes que adquieran un contrato de servicio de mantenimiento. Cada Megapack recibe un servicio anual menor y un servicio mayor cada diez años. El mantenimiento anual incluye inspecciones y limpieza. El mantenimiento decenal incluye actividades como la sustitución de la bomba y el ventilador del sistema de gestión térmica y la recarga del líquido refrigerante. [18] Se espera que el mantenimiento dure aproximadamente una hora por Megapack. [16]
El sistema de gestión térmica Megapack está ubicado en la parte superior de cada unidad. [16] Utiliza líquido refrigerante, compuesto por una mezcla a partes iguales de etilenglicol y agua, para mantener la batería a temperatura de funcionamiento. [16]
Cada Megapack pesa aproximadamente 51.000 libras (23.000 kg) y el contenedor está construido con un tamaño similar al de un contenedor intermodal e incluye accesorios con cierre giratorio para permitir el manejo automatizado.
Las baterías de red se utilizan para servicios auxiliares como control de frecuencia y fase, arranque en negro , reserva operativa , etc.
Los megapaquetes están diseñados para el almacenamiento de energía a gran escala. Los servicios públicos los utilizan para reemplazar las centrales eléctricas de máxima demanda [20] , que generan energía durante los períodos de máxima demanda. Los megapaquetes almacenan energía de la red en lugar de generarla a partir de combustible. [21]
Las empresas de servicios públicos siguen utilizando Powerpacks para satisfacer necesidades de almacenamiento de energía en red a menor escala. Por ejemplo, en el parque eólico Lake Bonney, en Australia del Sur, se está utilizando un despliegue de Powerpacks de 25 MW/52 MWh. [22]
El almacenamiento de energía se ha convertido en un requisito para ayudar a convertir fuentes de energía intermitentes, como la eólica y la solar, en energía firme. [23]
Otras soluciones de almacenamiento de energía, como el almacenamiento hidroeléctrico por bombeo , dominan el mercado de la tecnología de cambio de horario. En 2019, el almacenamiento hidroeléctrico por bombeo representaba el 96 % de la capacidad mundial de almacenamiento de energía. [24] Los sistemas de almacenamiento hidroeléctrico por bombeo tienen una menor eficiencia, pero una vida útil más larga que el almacenamiento en baterías. [24]
Megapack se puede implementar más rápidamente que otras tecnologías de almacenamiento. [25]
Se han instalado megapacks en estaciones de Supercargadores Tesla que también tienen cubiertas solares para ayudar a alimentar los megapacks. [26] Los megapacks pueden suavizar la demanda eléctrica en la red eléctrica local y usar la electricidad almacenada en los megapacks durante los picos de demanda para que no haya recargos excesivos en la electricidad para cargar los vehículos eléctricos. [27]
En noviembre de 2019, Tesla utilizó un Megapack para alimentar una estación de recarga móvil para vehículos eléctricos Tesla en California. [28] El Supercargador móvil entregó 125 kW y fue transportado en un remolque plano conectado a un camión entre los lugares de implementación. [28]
En diciembre de 2019, Tesla entregó un Megapack de 1,25 MW/2,5 MWh a la subestación Millidgeville en Saint John , Canadá, para la reducción de picos de demanda . [29] [30] Se estima que la batería le ahorrará al propietario Saint John Energy 200 000 dólares canadienses al año. [31] Entró en funcionamiento el 3 de abril de 2020. [32]
La Gran Batería Victoriana de 300 MW/450 MWh cerca de Geelong , Australia, [33] constituía la batería más grande del hemisferio sur en ese momento. [34] El proceso de puesta en servicio se detuvo debido a un incendio (ver la sección "Seguridad"), y las lecciones aprendidas se aplicaron a otras baterías. [35] La batería se puso en servicio a tiempo en diciembre de 2021, un año después del contrato, [36] con un retorno de la inversión estimado de 2,4. [37]
En diciembre de 2021, Strata Solar, un proveedor estadounidense de servicios solares comerciales, implementó una instalación de almacenamiento de energía de 100 MW/400 MWh en el condado de Ventura , California, utilizando 142 Megapacks. [38] La implementación reemplazó una planta de gas natural de máxima demanda.
A partir de junio de 2022, Pacific Gas and Electric Company (PG&E) opera un sistema 256-Megapack de 182,5 MW/730 MWh en Moss Landing , en el condado de Monterey . [39] [40] [6] [41]
TransAlta posee y opera un sistema Megapack de 10 MW/20 MWh cerca de Pincher Creek , Alberta, Canadá, que se completó en octubre de 2020. [42] A julio de 2024, es uno de los diez sitios de almacenamiento activos en Alberta, [43] y todos son Megapack.
Las normas para baterías a escala de red y las prácticas de contención de incendios se encuentran en una etapa temprana de desarrollo. [44]
Los riesgos de incendio son un factor que ha retrasado la implementación de algunos sistemas de almacenamiento de energía de las empresas de servicios públicos. Los incendios en baterías no se pueden extinguir con agua, que es la principal técnica de extinción de incendios en la mayoría de las comunidades. Un incendio en una sola celda puede propagarse a otras a través de una fuga térmica , posiblemente en milisegundos, lo que podría crear un peligro importante. [44]
La prevención de incendios implica múltiples capas de protección. En primer lugar, se trata de evitar el fuego en una sola celda, eliminando chispas y cortocircuitos. Sin embargo, los sistemas a escala de red enfrentan problemas potenciales, como fugas de refrigerante e instalaciones defectuosas. La ventilación de gases inflamables y un mejor aislamiento reducen los riesgos de cascada. Colocar los controles fuera del contenedor brinda más opciones de gestión. En lugar de supresores, monitorear la situación mientras se riegan las áreas circundantes puede ayudar a contener el fuego. Los sensores que rastrean las condiciones climáticas locales pueden ayudar a evitar el sobrecalentamiento. Son posibles diseños sin litio con menores riesgos de incendio. [44]
El “modelado de columnas” intenta predecir cómo podrían viajar los gases de las sustancias químicas de las baterías quemadas. Los gases producidos varían según el tipo de batería; el fluoruro de hidrógeno (HF) es especialmente preocupante incluso en concentraciones bajas. Un análisis posterior de columnas realizado por Vistra informó que las concentraciones de HF por encima de los límites de exposición de California podrían extenderse por un área de 1300 pies de diámetro en condiciones de viento que se dan el 7 por ciento del año. [44]
En Raquette Lake , Nueva York, la ciudad aprobó una moratoria de un año para impedir la instalación de baterías en respuesta a las protestas que citaron incendios en tres instalaciones de baterías de Nueva York. Los manifestantes citaron un incendio en Lyme, Nueva York, que ardió durante cuatro días. [44]
En septiembre de 2022, se incendió un Megapack en las instalaciones de PG&E en Moss Landing. El incendio provocó una advertencia de que se debía permanecer en el lugar durante todo el día. PG&E declaró que las medidas de seguridad incluían alarmas térmicas que pueden apagar el sistema, un centro de comando de incidentes, una alarma de evacuación audible, planificación previa al incendio con los equipos de bomberos locales y protocolos de apagado de emergencia. Los sistemas de supresión de calor, destinados a frenar el descontrol térmico, se activaron accidentalmente, empapando las baterías con agua que provocó arcos eléctricos y cortocircuitos. La planta estuvo cerrada durante meses. [45] La tercera instalación de Vistra en Moss Landing adoptó el modelo de contenedor al aire libre en lugar de colocar los bastidores bajo un solo techo. (Vistra declaró que se eligió el diseño al aire libre para acelerar la construcción). [44] [46]
En julio de 2021, uno de los 212 módulos Megapack del proyecto Victorian Big Battery se incendió [47] debido a una fuga de refrigerante mientras la batería no estaba bajo supervisión. Eso encendió el Megapack adyacente. [35] Tres días después, el fuego se había extinguido por sí solo, como lo deseaba el departamento de bomberos. [48] [49] [44]
En Bouldercombe, cerca de Rockhampton (Queensland), se está construyendo un proyecto de baterías de 50 MW/100 MWh que utiliza el Megapack 2 de Tesla . [50] La sección de corriente alterna se incendió en septiembre de 2023 y se extendió a las celdas de un módulo Megapack, dañando también el módulo adyacente. Ambos módulos están siendo reemplazados por Tesla. Otros 36 módulos estuvieron operativos un par de días después. [51]
No tiene sentido intentar apagar el fuego, solo contenerlo y evitar que se propague a otros contenedores
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