パワーパック

テスラのパワーパックは、電力会社や大企業向けにテスラが初めてつくった蓄電池である。冷蔵庫ほどの大きさで耐候性のあるキャビネットに液冷式のリチウムイオン電池を収め、数十台から数百台を並べて系統規模の蓄電設備にする。テスラは2015年4月30日、カリフォルニア州ホーソーンで開いた「テスラ・エナジー」の発表会で、家庭用のパワーウォールとともに公開した。パワーウォールが動かすのは家1軒分だが、パワーパックは工場、変電所、あるいは島全体の電力網を動かせる。

パワーパックとは

パワーパックは、電池モジュールを収めた独立型のキャビネットである。第1世代の容量は100キロワット時（kWh）で、米国の平均的な家庭の約3日分の電力量にあたる。テスラは、キャビネットを横に並べることで、100kWhのユニット1台から100メガワット時をはるかに超える規模まで広げられるように設計した。ソフトウェアが全体を一つの大きな電池として動かす。イーロン・マスクはこれを「無限に拡張できる」と表現した。パワーウォールの事業用の兄弟分で、車庫ではなく電力会社のためにつくられた。

パワーパックが生まれた背景

太陽光と風力は、日が照り風が吹くときにしか発電できず、人が最も電力を必要とする時間と一致するとは限らない。パワーパックは余った電力を蓄え、指示に応じて送り返す。テスラはこれを、企業や電力会社が電力使用を料金の高いピーク時間帯からずらし、停電に備えて予備電力を確保し、電力網のリズムを保って安定させる手段として売り込んだ。こうした蓄電は、クリーンな電力網に欠けていた半分であり、ある時間につくった電力を別の時間に使えるようにする部品である。

仕組み

各ユニットは電池モジュールと、第2世代からは50キロワットのインバーターを組み合わせる。インバーターは直流を電力網が使う交流に変え、その逆も行う。全体はテスラの制御ソフトウェアが動かす。ハードウェアは速いペースで進化した。

2015年の最初のユニットの容量は100kWhだった。ネバダ・ギガファクトリーがセルの生産を始めた2016年末に量産が始まったパワーパック2は、同じキャビネットで容量を約2倍の約210kWhにし、最終型は232kWhに達した。同じ箱でエネルギーが2倍になれば、キャビネット1台、インバーター1台、コンクリートの土台1区画あたりに蓄えられる電力が増える。これが系統用の蓄電を本格的な事業に変える助けになった。

パワーパックの経済学

パワーパックの稼ぎ方は2つあった。どれだけ電力を蓄えられるかと、その電力をどれだけ速く送り出せるかである。テスラの全プロジェクトの中で、一つが群を抜いていた。

カウアイ（52MWh）とミラ・ローマ（80MWh）も本格的な設備だったが、南オーストラリア州のホーンズデール・パワー・リザーブは、拡張前の時点ですでに両方をはるかに上回っていた。同じ差は、電池がどれだけ速く電気を送り出せるかを示す出力にも表れる。

ホーンズデールの出力は100MW、のちに150MWで、カウアイの13MW、ミラ・ローマの20MWを大きく上回った。この出力のおかげで、電力網の周波数の低下に数ミリ秒で対応できた。この高速応答の仕事が、初めて丸1年稼働した2018年の収入2900万豪ドルの大半を稼いだ。

パワーパックの現状

パワーパックの最大の見せ場は、ある賭けだった。イーロン・マスクは2017年3月9日、契約から100日以内に南オーストラリア州で100MWの蓄電池を建設して稼働させる、できなければ無料にすると約束した。テスラはホーンズデール・パワー・リザーブ（100MW、129MWh）を約60日で完成させた。建設は2017年11月に終わり、蓄電池は2017年12月1日に電力網への供給を始めた。当時、世界最大のリチウムイオン電池だった。2020年の拡張で150MW、193.5MWhになり、従来の発電機の安定した回転のように振る舞えるインバーターも加わって、電力網の安定に役立っている。テスラは2022年7月22日ごろにパワーパックの販売を終えた。メガパックなら、現場での作業をはるかに少なくして同じ役割を果たせたからである。すでに電力網につながっているパワーパックは稼働を続け、テスラのソフトウェア更新も受けている。

まとめ

パワーパックは、系統用蓄電池を価格表から注文でき、電力網へのサービスで投資を回収できることを示した。後継のメガパックが、いまその事業をはるかに大きな規模で担っている。