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特斯拉電氣架構介紹

生活 更新时间:2025-01-09 02:01:13

近日,特斯拉股票的消息甚嚣塵上。

在全球發展新能源的背景下,特斯拉憑借先發優勢市值确實一騎絕塵,如今乃是全球市值NO.1的汽車公司,一舉一動皆能成為頭條。

但是,馬斯克對新能源的野心從來不止于電動汽車。

他曾說過:“特斯拉是一家能源公司,特斯拉汽車隻是能源公司的一個産品而已。

特斯拉電氣架構介紹(特斯拉的能源版圖)1

01

從“特斯拉汽車”到特斯拉

特斯拉2003年成立于美國矽谷并命名為“特斯拉汽車”,2017年更名為“特斯拉”,突顯公司構建能源服務體系、向可再生能源供應商轉型決心。

特斯拉從2010年6月納斯達克上市,到2021年10月,市值突破1萬億。不過,最近接二連三的股票出售消息,讓特斯拉股價出現了波動。

來看特斯拉的發展史:

2003.07

馬丁·艾伯哈德與馬克·塔彭甯共同創立“特斯拉汽車”。

2004.02

埃隆·馬斯克進入公司并領導A輪融資,正式成為聯合創始人。

2008.02

正式交付公司第一輛純電跑車Roadster,開啟交貨周期。

2010.06

納斯達克上市。

2016.11

26億美元收購美國太陽能發電系統供應商SolarCity。

開始提供Powerwall、Powerpack、太陽能屋頂等清潔能源産品。

2017.02

特斯拉公司正式更名為特斯拉,構建能源服務體系。

2019.07

推出單體3MWh的Megapack的新型大型儲能電池包,可取代在當地電網負荷過載時提供電力峰值的發發電廠。

2020

北美家庭儲能市占率超過50%,Powerwall成為北美地區最便宜的家庭儲能設備;海外簽訂多項大型公共事業儲能項目。

2021年初

特斯拉光伏逆變器問世,正式取代了SolarEdge、Delta等第三方逆變器,與Powerwall深度結合填補家用光儲互動控制的空白。

2021.06

宣布在中國推出能源部門“特斯拉能源”,面向國内市場銷售太陽能屋頂系統和Powerwall家用電池組。

02

特斯拉能源

特斯拉的業務版圖可分為兩部分:一是電動汽車及相關服務,二是能源業務。兩大業務版圖,實際上是垂直整合了能源産業鍊:上遊發電有Solar Roof、光伏逆變器;中遊儲能有Powerwall、Powerpack、Megapack;下遊是新能源汽車及其服務有Model 3/Y/X/S、Cybertruck、Roadster(跑車)、Semi(卡車)以及自動駕駛、超級快充、車險等服務。

馬斯克曾在多個場合表示,特斯拉将更聚焦于能源業務,後者規模最終或超過汽車業務。

1.光伏瓦 逆變器

特斯拉的光伏發電設備是:Solar Roof、光伏逆變器。

特斯拉的光伏産品主要由SolarCity研發與運營銷售,2006年馬斯克參與創立SolarCity,2016年特斯拉以26億美元将其收入囊中,正式入局屋頂光伏領域。

SolarCity光伏裝機量卻從2016年開始逐年走下坡路。

特斯拉電氣架構介紹(特斯拉的能源版圖)2

數據來源:年報

Solar Roof的外貌跟價格同樣“漂亮”。10kw,3萬美元,算下來差不多20塊錢一瓦。目前國内分布式發電大概可以做到4-5塊錢1W,不具價格優勢。

特斯拉電氣架構介紹(特斯拉的能源版圖)3

相比光伏闆,特斯拉也似乎看到了逆變器的龐大市場。

為了提升用戶粘性,2021年1月,特斯拉推出自研光伏逆變器,基于Solar Roof、Powerwall以及特斯拉應用程序的兼容合作性制造,轉換效率達97.5%。

特斯拉電氣架構介紹(特斯拉的能源版圖)4

Solar Roof Powerwall Tesla逆變器的連接方式

家用光伏發電系統連接Powerwall,可以組成自給自足的能源系統——微電網

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特斯拉微電網場景

分布式光伏 儲能 充放電控制策略,組成了特斯拉的虛拟電廠Autobidder,通過能源綜合利用,實現了綠色電力的最大消納。AutoBidder平台用雙向的控制,以社區配電網為單位,把分散式的源網荷儲充都納入進來,實現了虛拟電廠控制。

特斯拉電氣架構介紹(特斯拉的能源版圖)6

Autobidder平台的雙向控制

目前,特斯拉的AutoBidder基本上已經處于商業驗證階段,已有若幹落地場景,比如集中式風光 集中儲、單用戶光儲充、多用戶光儲充等。

2.儲能三劍客

曾全面負責特斯拉能源業務的Mateo Jaramillo早在2009年就被招入特斯拉,作為儲能界的專家,他主導了特斯拉早期Powertrain和超級充電站的業務孵化和發展。也就是說,特斯拉儲能業務早在低調醞釀。

2015年3月推出特斯拉儲能設備,相繼發布戶用儲能産品Powerwall和工商業及公用事業儲能方案Powerpack和Megapack。

特斯拉電氣架構介紹(特斯拉的能源版圖)7

今年第三季度,特斯拉儲能電池裝機總量為1295MWh,同比增長71%,2021前三季度總儲能裝機量3.014GW,同比增長109.6%。

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2017-2021前三季度儲能裝機量(MWh)

數據來源:insideevs

Megapack成績優秀。

2019年7月,特斯拉推出Megapack儲能系統,規格1.5MW/3MWh,主要面向公用事業級的儲能市場,為傳統燃氣調峰電站提供可持續替代能源。同時将多組Megapack串聯可産生儲能量超1GWh的超級儲能設備,可為電網系統提供穩定的可再生能源供應、延長輸配電投資壽命、提供電壓與容量支持、參與電力市場調節、構建微電網等。

2020年以來,特斯拉已在全球接連拿下多項Megapack儲能訂單,近期與美國可再生能源公司Arevon更是簽署了高達2GW/6GWh的供應協議。

特斯拉電氣架構介紹(特斯拉的能源版圖)9

除了為客戶提供Megapack,特斯拉還以Megapack自建儲能電站開展售電。

11月,美國得克薩斯州公用事業委員會公布一份文件顯示,特斯拉子公司“特斯拉能源風險投資公司(Tesla Energy Ventures)售電申請正式獲批,可直接向客戶及當地電網提供零售電力服務,範圍幾乎覆蓋整個得州。數據顯示,得州個人光伏闆安裝量已超過1000MW。

同時,特斯拉向得州電網運營商透露,計劃興建兩座大型電池廠以提供服務,其中一座為超級工廠,位于奧斯汀附近,儲電容量250MW;另一座則靠近休斯頓,容量為100MW。

這也是特斯拉首次利用儲能系統實現電力零售。

3.磷酸鐵锂的進擊

在2020“電池日”上,馬斯克提到“降低電池制造成本”的重要性。之後特斯拉就開始踐行馬斯克的思想,将原有裝配價格更高的三元锂電池車型改款,推出裝配價格更低磷酸鐵锂電池的車型,以降低整車的成本。

2020年初,特斯拉也開始嘗試磷酸鐵锂,同樣450Kg的電池包,三元電池可以配備約76KWh(續航約670Km),磷酸鐵锂可以配備約55KWh(續航約468Km)。實際上,磷酸鐵锂續航468Km,已經可以滿足目标用戶的需求,具備市場生存能力,最終也确實得到了市場驗證。

磷酸鐵锂電池依托成熟的技術,在成本、安全性及循環次數上具有相對優勢,能量密度和低溫性能通過成組技術也在不斷改進,在儲能、商用車、工程機械等領域都具有傳統優勢。

2021年8月澳大利亞Megapack儲能電站起火事故進一步加快行業對更加安全儲能系統的選擇。

特斯拉電氣架構介紹(特斯拉的能源版圖)10

9月,特斯拉宣布加州拉斯羅普超級工廠動工用于生産Megapack,預計産能40GWh,并首次在儲能系統采用甯德時代磷酸鐵锂電池。

10月,特斯拉宣布将全球範圍内将所有标準續航版電動車都改用磷酸鐵锂電池,磷酸鐵锂全球化趨勢凸顯;儲能業務方面,特斯拉與日本電力公司Global Engineering合作的6.1GWh锂電池儲能項目将采用特斯拉Megapack巨型電池技術,電芯由甯德時代供應,根據馬斯克表述,未來特斯拉儲能系統有望全部采用磷酸鐵锂電池,重塑價格與安全性優勢

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特斯拉内華達工廠準備交付的157台Megapack

03

結尾

今年6月,特斯拉宣布在中國推出能源部門“特斯拉能源”,面向國内市場銷售太陽能屋頂系統和Powerwall家用電池。

在國内實現雙碳目标、構建新型電力系統的大背景下,特斯拉能源在中國的拓展計劃或遠不止戶用市場,Megapack的大型儲能項目經驗在中國複制也不是沒有可能。

截至2020年底,全球累計電化學儲能規模達14.2GW,同比增長49.6%%,其中2020年新增4.7GW,同比增長63.8%%,大型項目助推儲能高速發展。預計2025年全球電化學儲能需求量達315GWh,五年複合增速達61.69%,“十四五”期間需求量達810GWh,其中發電側與用戶側将為儲能需求貢獻主要增量。

在全球雙碳目标下,特斯拉能源确實比特斯拉汽車有更大的想象空間。

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