Powerpack

Le Tesla Powerpack a été la première batterie de Tesla conçue pour les fournisseurs d’électricité et les grandes entreprises : une armoire étanche de la taille d’un réfrigérateur, remplie de cellules lithium-ion refroidies par liquide, faite pour être assemblée par dizaines ou par centaines en stockage à l’échelle du réseau. Tesla l’a présentée le 30 avril 2015, avec la batterie domestique Powerwall, lors du lancement de « Tesla Energy » à Hawthorne, en Californie. Une Powerwall alimente une maison, alors qu’un Powerpack peut alimenter une usine, un poste électrique ou le réseau d’une île entière.

Qu’est-ce que le Powerpack ?

Chaque Powerpack est une armoire autonome de modules de batterie qui, dans la première génération, stockait 100 kilowattheures (kWh), à peu près ce qu’un foyer américain moyen consomme en trois jours. Tesla a conçu le système pour passer d’une unité de 100 kWh à bien plus de 100 mégawattheures en alignant les armoires côte à côte, le logiciel pilotant l’ensemble comme une seule grande batterie. Elon Musk le disait « infiniment évolutif ». C’était le grand cousin professionnel de la Powerwall, fait pour les fournisseurs d’électricité plutôt que pour les garages.

Pourquoi le Powerpack existe

Le solaire et l’éolien ne produisent que lorsque le soleil brille et que le vent souffle, pas forcément quand on a le plus besoin d’électricité. Un Powerpack stocke ce surplus d’énergie et le restitue à la demande. Tesla le présentait comme un moyen pour les entreprises et les fournisseurs d’électricité de déplacer leur consommation hors des heures de pointe coûteuses, de garder une alimentation de secours prête en cas de coupure et de stabiliser le réseau en maintenant sa fréquence. Ce type de stockage était la moitié manquante d’un réseau propre : la pièce qui permet de produire l’électricité à un moment et de l’utiliser à un autre.

Comment ça fonctionne

Chaque unité associe ses modules de batterie à un onduleur de 50 kilowatts (à partir de la deuxième génération), qui convertit le courant continu en courant alternatif utilisé par le réseau, et inversement, le tout piloté par le logiciel de contrôle de Tesla. Le matériel a progressé rapidement.

La première unité, en 2015, stockait 100 kWh. Le Powerpack 2, dont la production a monté en puissance fin 2016 quand la Gigafactory Nevada a commencé à fabriquer des cellules, a à peu près doublé ce chiffre, à environ 210 kWh dans la même armoire, et la dernière version a atteint 232 kWh. Doubler l’énergie dans la même armoire signifie plus d’énergie stockée par armoire, par onduleur et par mètre carré de dalle, ce qui a aidé le stockage réseau à devenir une vraie activité.

L’économie du Powerpack

Un Powerpack était rentable de deux façons : par la quantité d’énergie qu’il stockait et par la vitesse à laquelle il pouvait la restituer. Parmi tous les projets de Tesla, l’un dépassait de loin tous les autres.

Kauai (52 MWh) et Mira Loma (80 MWh) étaient des installations importantes, mais la Hornsdale Power Reserve, en Australie-Méridionale, les dépassait largement toutes les deux avant même son agrandissement. Le même écart apparaît dans la puissance, c’est-à-dire la vitesse à laquelle une batterie peut fournir de l’électricité.

Les 100 MW de Hornsdale, puis 150 MW, écrasaient les 13 MW de Kauai et les 20 MW de Mira Loma. Cette puissance lui permettait de réagir en quelques millisecondes à une baisse de la fréquence du réseau, et ce service de réponse rapide a généré l’essentiel des 29 millions de dollars australiens (A$) de chiffre d’affaires de la batterie en 2018, sa première année complète.

Où en est le Powerpack

Le plus grand moment du Powerpack a été un pari. Le 9 mars 2017, Elon Musk a promis que Tesla construirait et mettrait en service une batterie de 100 MW en Australie-Méridionale dans les 100 jours suivant la signature du contrat, faute de quoi elle serait gratuite. Tesla a construit la Hornsdale Power Reserve (100 MW / 129 MWh) en environ 60 jours : le chantier s’est terminé en novembre 2017, et la batterie a commencé à alimenter le réseau le 1er décembre 2017, alors la plus grande batterie lithium-ion du monde. Un agrandissement en 2020 l’a portée à 150 MW / 193,5 MWh et a ajouté des onduleurs qui permettent à la batterie de se comporter comme la rotation régulière d’un générateur classique, ce qui aide à stabiliser le réseau. Tesla a cessé de vendre le Powerpack vers le 22 juillet 2022, car le Megapack faisait le même travail avec beaucoup moins d’intervention sur site. Les Powerpack déjà raccordés au réseau continuent de fonctionner et reçoivent toujours les mises à jour logicielles de Tesla.

Le bilan

Le Powerpack a montré qu’une batterie de réseau pouvait se commander sur catalogue et se rembourser grâce aux services rendus au réseau. Son successeur, le Megapack, porte aujourd’hui cette activité à une bien plus grande échelle.