Slovníček pojmů o sodíkovo-iontových bateriích

Tento slovníček vysvětluje v jedné nebo dvou větách pojmy, které se objevují, když se mluví o sodíkovo-iontových bateriích, fotovoltaickém ukládání energie a hybridních střídačích. Definice jsou obecné; tam, kde se pojem přímo týká produktů Heiwit, je uveden konkrétní údaj s odkazem na stránku s podrobnějšími informacemi.

Sodíkové baterie

Detto anche: sodium-ion battery, Na-ion, sodíková baterie

Dobíjecí akumulátor, v němž je nositelem náboje sodíkový iont (Na⁺) namísto lithiového iontu. Princip funkce je stejný jako u lithiových baterií; liší se materiály elektrod, které neobsahují lithium. Články Heiwit neobsahují ani kobalt. Approfondisci.

Solná baterie

Detto anche: solné baterie, salt battery

Běžný název, kterým se v Itálii označují sodíkovo-iontové baterie, protože sodík pochází z chloridu sodného, tedy z kuchyňské soli. Tento termín se používá i pro jiné technologie, jako jsou sodík-nikl-chloridové baterie (ZEBRA) a baterie na slanou vodu: společnost Heiwit vyrábí výhradně sodíkovo-iontové baterie. Approfondisci.

NFPP

Detto anche: Na4Fe3(PO4)2P2O7, fosfát-pyrofosfát sodíku a železa, polyaniontové články

Polyaniontový katodový materiál na bázi sodíku, železa a fosfátových a pyrofosfátových skupin. Sodík se pohybuje v tuhé trojrozměrné mříži, což zajišťuje stabilitu v čase i při extrémních teplotách, ovšem za cenu nižší energetické hustoty než u vrstevnatých oxidů. Jde o chemii článků verze 2027 systémů Heiwit s životností 9 000 cyklů; systémy 2025–2026 používají články s vrstevnatými oxidy. Approfondisci.

Vrstvené oxidy

Detto anche: layered oxide, NaxTMO2

Skupina katodových materiálů pro sodíkovo-iontové baterie, v nichž se ionty vkládají mezi vrstvy oxidů přechodných kovů. Nabízejí více energie na kilogram než polyaniontové materiály, avšak vrstvy se při každém cyklu roztahují a smršťují.

Katoda

Detto anche: kladná elektroda

Kladná elektroda článku: při vybíjení přijímá sodíkové ionty přicházející z anody. Materiál katody (NFPP, vrstevnaté oxidy, LFP v lithiových bateriích) do značné míry určuje výkon a životnost baterie.

Anoda

Detto anche: záporná elektroda, hard carbon

Záporná elektroda článku, která při nabíjení přijímá sodíkové ionty. V sodíkovo-iontových bateriích se obvykle používá tvrdý uhlík (hard carbon), protože grafit používaný v lithiových článcích sodík dobře neváže.

Elektrolyt

Látka, ať už kapalná nebo pevná, která odděluje anodu od katody a propouští ionty, ale ne elektrony. Elektrony proudí vnějším obvodem: právě tento proud napájí spotřebiče.

Proudový kolektor

Detto anche: current collector

Kovový plech, na kterém je nanesena aktivní hmota jednotlivých elektrod. V sodíkovo-iontových článcích mohou být oba kolektory z hliníku, zatímco u lithiových je na anodě nutná měď: právě to umožňuje skladování při nulovém napětí.

Skladování při 0 V

Detto anche: zero-volt storage, přeprava při 0 V

Možnost zcela vybít sodíkovo-iontový článek a skladovat i přepravovat jej bez zbytkové energie, a to díky hliníkovým kolektorům. Lithiové články nulové napětí nesnášejí, protože se měděný kolektor degraduje.

BMS

Detto anche: Battery Management System, systém řízení baterie

Elektronika, která monitoruje napětí, proud a teplotu každého článku, vyvažuje bateriový blok, vypočítává stav nabití a technický stav a přerušuje nabíjení i vybíjení v případě překročení bezpečnostních limitů. V bateriích Heiwit je tato elektronika integrována a komunikuje se střídačem přes sběrnici CAN.

SoC (stav nabití)

Detto anche: State of Charge, stav nabití

Procento energie dostupné v baterii vzhledem k plné kapacitě. Jde o odhad vypočítaný BMS, nikoli o přímé měření: proto se může po rekalibraci skokově opravit. Approfondisci.

SoH (stav zdraví)

Detto anche: State of Health

Poměr mezi aktuální kapacitou baterie a kapacitou původní, vyjádřený v procentech. Popisuje stárnutí: baterie se SoH 90 % uchová 90 % energie, kterou uchovávala jako nová.

DoD (hloubka vybití)

Detto anche: Depth of Discharge, hloubka vybití

Podíl kapacity skutečně odebrané v jednom cyklu. Uváděné počty cyklů je vždy třeba číst společně s testovacím DoD: 6 500 cyklů při 80 % DoD není srovnatelných s cykly měřenými při 50 %.

Cyklus nabití a vybití

Detto anche: cyklus, cycle

Úplné nabití následované úplným vybitím, případně ekvivalent získaný součtem částečných cyklů. Je to jednotka, kterou se měří životnost baterie.

Cyklická životnost

Detto anche: cycle life, počet cyklů

Počet cyklů, které článek vydrží, než jeho kapacita klesne pod určitou hranici, obvykle 80 % kapacity původní, za uvedených testovacích podmínek. Nejde o životnost v letech: závisí na teplotě, průměrném stavu nabití a skutečné hloubce vybíjení. Approfondisci.

C-rate

Detto anche: rychlost nabíjení, C-faktor

Poměr mezi proudem a jmenovitou kapacitou: 1C nabije nebo vybije baterii za hodinu, 0,5C za dvě hodiny. Nižší C-rate prodlužuje životnost článku.

Samovybíjení

Detto anche: self-discharge

Ztráta náboje baterie ponechané v klidu, bez připojené zátěže. U několika baterií Heiwit bylo naměřeno 0,35 % za měsíc, což odpovídá 6 % za 539 dní, při pokojové teplotě a na zeměpisné šířce Milána. Approfondisci.

Energetická hustota

Detto anche: Wh/kg, Wh/l, energy density

Energie uložená na jednotku hmotnosti (Wh/kg) nebo objemu (Wh/l). Sodíkovo-iontové články jí mají méně než lithiové: hraje roli v mobilitě, mnohem méně u stacionárního ukládání energie, kde hmotnost a objem rozhodují jen v den instalace. Approfondisci.

Tepelný únik

Detto anche: thermal runaway

Řetězová reakce, při níž teplo vytvořené článkem zrychluje reakce, které produkují další teplo, až po vznik požáru. Stabilita polyaniontových materiálů snižuje náchylnost článků NFPP k jejímu spuštění; bezpečnost však zůstává vlastností celého systému, nikoli pouze článku. Approfondisci.

Hybridní střídač

Detto anche: hybrid inverter, střídač s bateriovým úložištěm

Střídač, který společně řídí fotovoltaiku, baterii, síť a spotřebiče a rozhoduje, kdy nabíjet, vybíjet, dodávat do sítě nebo z ní odebírat. Střídače Heiwit Virgo (jednofázový) a Lybra (třífázový) jsou navrženy pro sodíkovo-iontové baterie na 48 V. Approfondisci.

MPPT

Detto anche: Maximum Power Point Tracking, sledování bodu maximálního výkonu

Obvod střídače, který reguluje napětí a proud fotovoltaických stringů tak, aby z nich získal maximální výkon při měnícím se osvitu a teplotě. Více MPPT umožňuje stringy s různou orientací.

Funkce UPS (záložní napájení)

Detto anche: EPS, záložní napájení, čas přepnutí

Schopnost hybridního střídače napájet spotřebiče z baterie při výpadku sítě. Čas přepnutí je interval mezi odpojením sítě a obnovením napájení: 10 ms u Virgo, méně než 10 ms u Lybra.

Stacionární ukládání energie

Detto anche: stacionární úložiště, BESS

Bateriové úložiště instalované na pevném místě, například v domě, firmě nebo v trafostanici, na rozdíl od baterií pro mobilitu. Zde jsou důležitější životnost, bezpečnost, tepelné chování a cena za cyklovanou kWh než energetická hustota.

Retrofit bateriového úložiště

Detto anche: revamping, doplnění baterie do existující elektrárny

Doplnění baterie do již provozované fotovoltaické elektrárny. U baterií Heiwit se instaluje hybridní střídač Heiwit, jednofázový Virgo nebo třífázový Lybra, zapojený na linku AC: existující fotovoltaický střídač zůstává. Střídače jiných výrobců nepodporují napěťový rozsah sodíkových baterií. Approfondisci.

Stupeň ochrany IP

Detto anche: IP65, IP66, Ingress Protection

Dvoumístný kód podle normy IEC 60529, který udává ochranu proti prachu (první číslice) a vodě (druhá). IP66 znamená úplnou ochranu proti prachu a proti silným proudům vody; IP65 proti proudům vody.

CEI 0-21

Detto anche: norma CEI 0-21, technické pravidlo pro připojení do NN

Italské technické pravidlo pro připojení aktivních a pasivních uživatelů k sítím nízkého napětí. Střídače s bateriovým úložištěm jej musí splňovat, aby mohly být připojeny k síti: střídače Virgo a Lybra od Heiwit mají certifikaci CEI 0-21. U Virgo s baterií 48210 je certifikát vydán společností TÜV SÜD na základě typových zkoušek. U Lybra s baterií HEIWIT-NA-48V210Ah je certifikát vydán společností TÜV Rheinland (certifikát č. A3 50741827 0001). Approfondisci.

Derating

Detto anche: snížení výkonu

Automatické snížení dodávaného výkonu, když teplota, výška nad mořem nebo jiné podmínky překročí danou hranici, aby byla ochráněna elektronika. Virgo snižuje výkon nad 40 °C, Lybra nad 45 °C.

LFP

Detto anche: lithium-železo-fosfát, LiFePO4

Lithiová chemie s katodou z fosforečnanu železa a lithia, dnes referenční technologie v domácím ukládání energie díky stabilitě a životnosti. Je to správné srovnávací měřítko pro sodíkovo-iontové baterie ve stacionárních aplikacích. Approfondisci.

NMC

Detto anche: nikl-mangan-kobalt, lithium NMC

Lithiová chemie s katodou na bázi niklu, manganu a kobaltu, s vysokou energetickou hustotou, používaná především v elektromobilech. Obsahuje kobalt a nikl. Sodíkovo-iontové články Heiwit kobalt neobsahují. Verze 2027 s polyaniontovou katodou NFPP neobsahuje ani nikl.

kWh a kW

Detto anche: kilowatthodina, kilowatt, kapacita a výkon

kWh měří uloženou energii (kapacitu baterie), kW výkon, jímž je energie dodávána nebo přijímána. Baterie o kapacitě 10 kWh s jmenovitým výkonem 5 kW může napájet zátěž 5 kW přibližně dvě hodiny.

Účinnost nabíjecího a vybíjecího cyklu

Detto anche: round-trip efficiency, účinnost cyklu

Poměr mezi energií vrácenou baterií a energií vynaloženou na její nabití, včetně ztrát střídače a BMS. Čím je vyšší, tím méně energie se při průchodu úložištěm ztratí.

Baterie zapojené paralelně

Detto anche: moduly zapojené paralelně, rozšíření úložiště

Zapojení více bateriových modulů ke stejnému střídači za účelem součtu jejich kapacity při stejném napětí. Střídače Heiwit přijímají až 3 moduly po 10 kWh, tedy celkem 30 kWh.

LCOS

Detto anche: Levelized Cost of Storage, nivelizovaná cena ukládání energie

Náklad na každou kWh, která projde baterií během její životnosti, vypočítaný vydělením celkových nákladů systému celkovou cyklovanou energií. Je to číslo, které rozhoduje při porovnávání technologií, a neodpovídá katalogové ceně. Approfondisci.

Vyrovnávání špiček

Detto anche: snižování špiček

Využití baterie k pokrytí špiček odběru ze sítě, čímž se snižuje rezervovaný výkon a související náklady. Typické využití komerčního a průmyslového ukládání energie.

Vlastní spotřeba

Detto anche: fotovoltaická vlastní spotřeba, podíl vlastní spotřeby

Podíl energie vyrobené fotovoltaickou elektrárnou, který je spotřebován přímo v odběrném místě, místo aby byl dodán do sítě. Baterie jej zvyšuje tím, že přesouvá energii vyrobenou během dne do večerních hodin. Approfondisci.