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

Také označováno jako: 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. Více informací.

Solná baterie

Také označováno jako: solné baterie, salt battery

Výraz používaný pro různé technologie: sodíkovo-iontové baterie, sodík-nikl-chloridové baterie (ZEBRA) a baterie na slanou vodu. Společnost Heiwit se zabývá výhradně sodíkovo-iontovými bateriemi. Více informací.

NFPP

Také označováno jako: 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 (NA-48V170Ah) s 9 000 cykly při DoD 95 % se zbytkovou kapacitou 70 %; systémy 2025–2026 používají články s vrstevnatými oxidy. Více informací.

Vrstvené oxidy

Také označováno jako: 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

Také označováno jako: 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

Také označováno jako: 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

Také označováno jako: current collector

Kovový plech, na kterém je nanesena aktivní látka jednotlivých elektrod. V sodíkových článcích mohou být oba kolektory z hliníku, zatímco u lithiových článků je na anodě nutné použít měď: právě to umožňuje skladování při napětí nulovém.

Skladování při 0 V

Také označováno jako: 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

Také označováno jako: 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)

Také označováno jako: 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. Více informací.

SoH (stav zdraví)

Také označováno jako: 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)

Také označováno jako: 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 90 % DoD není srovnatelných s cykly měřenými při 50 %.

Cyklus nabití a vybití

Také označováno jako: cyklus, cycle

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

Cyklická životnost

Také označováno jako: 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. Více informací.

C-rate

Také označováno jako: 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

Také označováno jako: 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. Více informací.

Energetická hustota

Také označováno jako: 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. Více informací.

Tepelný únik

Také označováno jako: 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. Více informací.

Hybridní střídač

Také označováno jako: 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. Více informací.

MPPT

Také označováno jako: 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)

Také označováno jako: 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

Také označováno jako: 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

Také označováno jako: 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. Více informací.

Stupeň ochrany IP

Také označováno jako: 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

Také označováno jako: 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). Více informací.

Derating

Také označováno jako: 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

Také označováno jako: 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. Více informací.

NMC

Také označováno jako: 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

Také označováno jako: 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

Také označováno jako: 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

Také označováno jako: moduly zapojené paralelně, rozšíření úložiště

Zapojení více bateriových modulů ke stejnému střídači za účelem součtu jejich kapacity při stejném napětí. Jednofázový Virgo přijímá až 3 moduly po 10 kWh (30 kWh), třífázový Lybra až 6 (60 kWh).

LCOS

Také označováno jako: 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. Více informací.

Vyrovnávání špiček

Také označováno jako: 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

Také označováno jako: 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. Více informací.