Prämisse

Die Integration eines elektrochemischen Speichersystems in eine Photovoltaikanlage
domestico hat das Hauptziel, die PV-Produktion im Laufe der Zeit zu übertragen
Überschuss in Bezug auf die Verbrauchszeiten, die nicht direkt durch die Erzeugung abgedeckt sind
solare. Die aussagekräftigste Metrik für diesen Transfer ist
l’Energieautonomie (auf Englisch Selbstversorgungsgrad),
definiert als der Anteil des Haushaltsverbrauchs, der durch die Anlage gedeckt wird, berechnet als:

Reichweite (%) = (Gesamtverbrauch − Netzbezug) / Gesamtverbrauch × 100

In der Literatur, italienische Autonomiewerte für Wohngebäude mit dimensioniertem Speicher
Liegen sie korrekt, liegen sie typischerweise zwischen 60% und 80%
(vgl. RSE-Studien 2022; Quoilin u. a., 2016). Diese Notiz präsentiert
die Ergebnisse einer internen Überwachung einer Stichprobe von Wohnanlagen
mit Natriumbatterie Heiwit, wobei eine konzentrierte Verteilung auf
höheren Werte und Erörterung der technologischen Faktoren, die dies ermöglichen.

Methodik

Die Daten stammen von der Überwachungsplattform Heiwit, die erfasst
mit Minutengenauer Kadenz die elektrischen Größen der angeschlossenen Anlagen.
Für die vorliegende Studie wurden stundenweise die folgenden
Kumulative Größen der internen Inverter-Zähler auf einem beweglichen Fenster
60 Tage:

• Energie, die vom Photovoltaikgenerator erzeugt wird;
• an das Netz abgegebene Energie;
• Energie aus dem Netz bezogen (Eingang);
• übertragene Energie beim Laden und Entladen des Akkus.

Anlagen ohne eine vollständige Zeitreihe wurden ausgeschlossen.
auf den Zeitraum (weniger als 30 Tage installierte Anlagen oder mit Unterbrechungen
mit einer Kommunikationsrate von mehr als 15% der Zeit). Außerdem wurden folgende Daten getrennt
die Anlagen, die im “Null-Export”-Modus betrieben werden und deren PV-Erzeugung
unterschätzt werden aufgrund des Kürzung vom Wechselrichter erzwungen
In Erwartung der Netzverbindungsfreigabe: für diese Systeme
Die Autonomie ist dennoch berechenbar, allerdings mit dem Bewusstsein, dass es sich handelt
einer konservativen Schätzung im Vergleich zum endgültigen Betriebsregime.

Alle Anlagen des Mustergeräts sind mit Natrium-Ionen-Speichern ausgestattet
Heiwit (16S-Konfiguration, ~48 V Nennspannung) mit eigenentwickeltem BMS und
kontinuierliche Überwachung der wichtigsten Batteriegesundheitsparameter
(SoH, Zyklus, Zelltemperatur).

Ergebnisse

Verteilung der Energieautonomie

Die durchschnittliche Energieautonomie der Stichprobe betrug
82%, mit einer beobachteten Spanne von 23% bis 98%. Die Verteilung
ist stark zu hohen Werten hin verzerrt, wobei die große Mehrheit der
Anlagen im Bereich zwischen 80% und 95%.

Die am deutlichsten hervortretende Tatsache ist die Konzentration von über
68% des Parks oberhalb des 80% von Autonomie, ein Niveau
generell in der Literatur mit akkumulierten Konfigurationen assoziiert
übergroßen oder mit sehr regelmäßigen Verbrauchsprofilen. Die Feststellung
dass eine heterogene operative Stichprobe (unterschiedliche Lasten, unterschiedliche Exponierungen,
unterschiedliche Saisonalität) diese Niveaus mit Dimensionierungen erreicht
Standard verdient eine genauere Betrachtung der Mechanismen, die es ermöglichen.

Entlastungskurve und verwendete Tiefe

Natrium-Ionen-Batterien basierend auf geschichteten oder polyanionischen Kathoden
(NFPPs) weisen eine Entladespannungskurve auf
im Wesentlichen Teller in einem weiten Ladezustandsbereich
(SoC) — typischerweise zwischen 5% und 95% — im Gegensatz zu Lithium-Eisen
Phosphat (LFP), das zwar ein breites Plateau hat, aber das nutzbare Fenster schließt
einige Prozentpunkte, zuerst an den beiden Extremen. Das bedeutet praktisch
dass die von der Natriumbatterie abgegebene Leistung nominal bleibt bis
sehr niedrige Ladezustände, ohne dass das BMS ein Leistungs- oder Abschaltlimit auferlegt
Entlade-Vorkehrungen.

Operativ bedeutet dies eine nutzbare Entladetiefe (DoD)
effektiv einige Prozentpunkte besser ausgenutzt als
einer Lithiumbatterie mit gleicher Nennkapazität. Auf einer Tagesreihe
bei typischer Wohnlast verschieben diese zusätzlichen Punkte
Umstellung vom “kontrollierten Entlastungsmodus” auf den “flexiblen Netzmodus”
30–50 Minuten, was direkt zur Verbesserung der Autonomie beiträgt
registriert.

Thermisches Verhalten

Ein zweites Merkmal der Natriumchemie, das in den Daten beobachtet wurde
Überwachung ist die Leistungsstabilität in Abhängigkeit von der Temperatur
Übung. Während für Lithiumchemikalien die verfügbare Leistung in
sinkt spürbar unter +5 °C und im Ladebetrieb wird
typischerweise unter 0 °C begrenzt, bei den Na-Ionen-Paketen der Probe
Nenndauerleistung blieb auch auf den Datensätzen konstant
erworben in norditalienischen Installationen während der Wintermonate, mit
Umgebungstemperatur der Räume gemessen im Bereich von −5 °C / +35 °C.

Diese Flachheit thermisch hat eine signifikante praktische Auswirkung
zur Autonomie: in den frühen Morgenstunden, wenn der Verbrauch
typischerweise konzentriert (Warmwasser, Kochen, Elektroheizung
(Hilfsaggregat) und die PV-Produktion ist noch gering, die Batterie ist in der Lage
um die vom Verbraucher geforderte Leistung zu liefern, auch wenn der Technikraum
Es ist nicht klimatisiert und vermeidet den Durchgang eines Entnahmebetrags von
Netzwerk, das mit anderen Chemikalien unvermeidlich wäre.

Diskussion

Der Hauptfaktor, der die beobachtete hohe Autonomie in der Stichprobe erklärt
analysiert, ist es die Kombination aus drei Elementen, die für die Natriumtechnologie typisch sind:

1. Erweiterbares SoC-Fensterdie flache Spannungsgrenze
   ermöglicht den Entladebetrieb bis zu sehr niedrigen Zuständen ohne Leistungsreduzierung,
   erhöhung des tatsächlich genutzten DoD im täglichen Zyklus.
2. Temperaturunabhängigkeitdie Nennleistung
   ist auch unter nicht klimatisierten Betriebsbedingungen erhältlich,
   typische Leistungsreduzierungen von Lithiumchemikalien in den kalten Monaten zu eliminieren
   und die morgendlichen Spitzenlasten zu bewältigen.
3. Dynamische Antwort von Paketen und BMS: die Latenz
   ist beim Übergang von Laden zu Entladen (und umgekehrt) geringer als die Sekunde
   auf den überwachten Systemen, eine Bedingung, die den Verbrauchsanteil minimiert
   im Netz im Übergang abgedeckt.

Zu diesen intrinsischen Faktoren kommt ein systemischer Faktor hinzu: die
Möglichkeit, den Akku auf sehr niedrige Ladezustände zu bringen, ohne
beschleunigende Effekte auf Kalender- und zyklischen Abbau. Die Beweise
experimentelle Veröffentlichungen auf NFPP-Kathoden und auf Kaliumhexacyanoferrat(II)-Kathoden
Weiß (vgl. Hwang u. a., Chem. Soc. Rev. 2017;
Tapia-Ruiz u. a., J. Phys. Energy 2021) deuten darauf hin
breiten chemischen Spannungsfenster, was damit übereinstimmt, dass in unseren
Dati: Die seit über 12 Monaten betriebenen Anlagen zeigen keine Abweichungen.
systematic approaches of SoH compared to more recent ones.

Studi Limiti

Die hier dargestellten Ergebnisse sind beispielhaft für eine Wohnanlage
italienisch und nicht auf unterschiedliche Verbraucherprofile (gewerblich,
leichte Industrie, netzunabhängig). Das 60-tägige Beobachtungsfenster
deckt eine begrenzte Saisonalität ab; eine 12-monatige Analyse wird konsolidieren
Schätzung der medianaeigenständigkeit und wird eine separate Bewertung für
Sommer- und Wintersemester, wo wir mit einem Rückgang rechnen
Kontrolle der Metrik in den kalten Monaten (wegen geringerer Einstrahlung,
nicht wegen technischer Einschränkungen der Batterie).

Es wurde auch beobachtet, dass ein nicht unerheblicher Teil des analysierten Bestands
befindet sich im “Zero Export”-Regime und wartet auf die Anschlussgenehmigung
endgültige Situation, in der der Wechselrichter die PV-Produktion begrenzt. Für
Diese Anlagen schätzen die Reichweitenmetrik, die unterschätzt wird im Vergleich zu
Regime di esercizio nominale: es wird eine weitere Verschiebung erwartet
der Verteilung zu höheren Werten, sobald der Vorgang abgeschlossen ist
genehmigend.

Schlussfolgerungen

Die Feldanalyse bestätigt, dass auf einem italienischen Wohngelände
heterogen, ausgestattet mit einem Natrium-Ionen-Speicher von Heiwit, ist
möglicherweise imstande, durchschnittliche Energieselbstversorgung zu erreichen
über 80%, mit über einem Zehntel des Parks bei
obere Ende der Skala (≥ 95%). Die charakteristischen Merkmale der
Natriumtechnologie – flache Entladekurve, Unabhängigkeit von
Betriebstemperatur, breites nützliches SoC-Fenster — tragen dazu bei
diese Werte erklären, ohne Überdimensionierungen anzuwenden
des Zinseszinses.

Wir werden in den kommenden Monaten ein Update mit der Abdeckung von
ein volles Sonnenjahr und eine separate Analyse der Verteilung
der zeitlichen und saisonalen Autonomie, einschließlich einer
Quantitativer Vergleich der Entladekurve von Na-Ionen und LFP (Lithium-Eisenphosphat) – gemessen
auf gleich großen Paketen im Labor.