Tesla Powerwall, la révolution de la batterie domestique

Si Elon Musk est la patron fondateur de Tesla Motors, il possède aussi la compagnie Solar City, qui fabrique et vend des panneaux de cellules photovoltaïques. Sa nouvelle invention, le Powerwall (mur de puissance) fait la liaison entre les 2 sociétés. C'est une batterie domestique. Parce que s'il y a un nombre croissant de particuliers à être équipés de panneaux solaires, l'usage de l'électricité récoltée ainsi est rarement optimale : les gens la revendent à leur fournisseur d'énergie. Il est vrai que c'est financièrement la chose la plus intéressante à faire (en France), mais ce n'est assurément pas la plus maline. Tesla propose plutôt de conserver l'électricité solaire, de la stocker à la maison (pour s'en servir la nuit, voire pour lisser sa consommation). C'est ce que proposent de faire les smart grids (réseaux intelligents), un bon exemple étant Nice Grid. A cette fin, le Powerwall est un élégant tableau qui cache plusieurs centaines de petites cellules cylindriques. Haut de 1,30 m, il fait 86 cm de large pour une épaisseur de 18 cm. Vendu à l'unité, il peut être arrangé en rack jusqu'à 9, à la seule condition de ne pas les mélanger, parce que le Powerwall est livrable en 2 versions.

Comme pour tout accumulateur électrique, la caractéristique essentielle est liée au cyclage. Un premier Powerwall est destiné à être chargé puis déchargé tous les jours, sa capacité est de 7 kWh, le second est prévu pour un cycle hebdomadaire. Sa capacité est de 10 kWh. Elon Musk n'a pas précisé le nombre de cellules de ces appareils, mais nous ne serions pas surpris d'apprendre qu'il soit identique. L'un comme l'autre sont prévus pour une utilisation de –20 à 43°, avec un rendement de 92 %. On comprend donc que si on reçoit 5 kWh d'énergie solaire le jour, on ne pourra récupérer que 4,6 kWh la nuit. Et ceci en DC/DC. Si on veut se servir de l'électricité stockée à la maison, où il y a du courant alternatif, il faudra déduire du rendement global la consommation (3/4 %) du convertisseur DC/AC. De même si on veut pouvoir recharger le Powerwall à partir du secteur (au lieu de panneaux solaires, pour récupérer le jour de l'électricité du tarif nuit), il faudra ajouter la consommation d'un autre convertisseur, AC/DC cette fois.

Le Powerwall étant prévu pour être fixé à un mur, il ne prendra aucune place, et la meilleure nouvelle est dans le prix, puisque le Powerwall 7 kWh quotidien est affiché à 3000 $, tandis que le 10 kWh hebdomadaire est à 3500 $. Pour du lithium-ion sans entretien, garanti 10 ans, ce n'est pas cher ! Elon Musk casse les prix ! Des batteries plomb seraient à peine moins chères, avec des contraintes d'entretien mensuelles, un volume bien plus important qui requiert de la surface au sol, le besoin d'une température régulée, et une durabilité très inférieure. Et le malicieux Elon Musk de voir déjà plus loin. On a l'habitude de dire qu'on ne sait pas stocker l'électricité. Et c'est vrai qu'il n'y a pas de solution toute prête, si on veut stocker la même quantité d'électricité qu'il y a dans les 30 000 litres de carburant des cuves d'une station service moyenne. Et on ne le peut toujours pas, mais Elon Musk fait comme si on le pouvait, en présentant son Powerpack.

Ce Powerpack est le grand frère du Powerwall, c'est un appareil d'environ 3 m3 qui stocke 100 kWh d'électricité (soit l'équivalent énergétique d'à peine 10 litres de gazole). Il coûte 25 000 $, et à la différence de son petit frère qu'on ne peut assembler que jusqu'à 9, Elon Musk envisage déjà des parcs de plusieurs centaines, voire de plusieurs milliers de Powerpack. On a alors l'équivalent des cuves d'une station service, même si c'est moins pratique. Il a déjà calculé combien il en faudrait pour répondre aux besoins de toute l'Amérique, et même du monde entier. Tout ceci va un peu loin, on verra sa conférence dans cette vidéo, car on précise de suite qu'à ce jour, les Powerpacks sont fabriqués à la main dans l'usine de Fremont. Les premières livraisons ne sont pas attendus avant le milieu de l'été, et ce n'est que l'année prochaine, lorsque la Gigafactory sera opérationnelle, que les Powerwall et Powerpack seront en production régulière. A priori, mieux vaut ne pas prévoir de les trouver en Europe avant 2017.
Il reste que les promesses de ces Powerwall et Powerpack sont fantastiques. C'est la pierre angulaire dont on avait besoin pour construire des smart grids. Cela marche ! Lors de sa conférence de presse, Elon Musk s'est offert le plaisir de suprendre son auditoire en annonçant que le building qui abritait ce show nocture était intégralement électrifié par de l'énergie solaire stockée un peu plus tôt. Tout ceci requiert cependant de très gros moyens, et pour le particulier qui roule électrique, il y aura probablement toujours besoin d'un fournisseur d'énergie extérieur. Mais pour toutes les maisons, partout en Europe comme dans le monde, il serait avantageux de lisser la consommation d'énergie afin d'éviter les pics parfois difficiles à gérer en hiver.

Il y a tout de même une mauvaise nouvelle, elle est pour les petits fabricants de batterie européens, qui seront totalement incapables de concurrencer cette première offre de Tesla Energy (et non plus de Tesla Motors). Le bon côté est cependant que toute la technologie autour de ces accumulateurs stationnaires est accessible sans brevet. Comme pour les autos, Elon Musk l'a bien redit. On peut commencer à construire une Gigafactory en France, en Espagne ou en Grèce demain matin, si on le veut. L'investissement étant de plusieurs milliards, il faudra plus qu'une campagne de crowdfunding pour démarrer, mais entre suivre le mouvement, ou se faire renverser par lui, il faut choisir.

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