Premisa

La integración de un sistema de almacenamiento electroquímico en una planta fotovoltaica
doméstico tiene como objetivo principal trasladar en el tiempo la producción fotovoltaica a
exceso hacia las horas de consumo no cubiertas directamente por la generación
solare. La métrica más representativa de esta transferencia es
el’autonomía energética en inglés relación de autosuficiencia),
definita como la fracción del consumo doméstico cubierta por el sistema, calculada como:

autonomía (%) = (consumo total − consumo de la red) / consumo total × 100

En literatura, valores de autonomía residencial italiana con acumulación dimensionada
Normalmente, se sitúan entre el 60% y el 80%
(cfr. estudios RSE 2022; Quoilin y otros., 2016). Esta nota presenta
los resultados de un monitoreo interno en una muestra de instalaciones residenciales
con batería de sodio Heiwit, mostrando una distribución concentrada en
valores más altos y discuti los factores tecnológicos que lo hacen posible.

Metodología

Los datos provienen de la plataforma de monitoreo Heiwit, que adquiere
con cadenza minuto-per-minuto le grandezze elettriche degli impianti connessi.
Para el presente estudio se han agregado, hora por hora, las siguientes
grandezas acumuladas dos contadores internos do inversor em uma janela móvel
sesenta días:

• energía producida por el generador fotovoltaico;
• energía cedida a la red (salida);
• energía extraída de la red (entrada);
• energía transferida en carga y descarga de la batería.

Se excluyeron las instalaciones que carecían de una serie temporal completa
durante el período (instalaciones instaladas hace menos de 30 días o con interrupciones
de comunicación superiores a 15% del tiempo). Además, se han segregado
los sistemas que operan en modo “Exportación Cero”, cuya producción fotovoltaica puede
resultar subestimada debido a reducción inversor
en espera de autorización para conectarse a la red: para estos sistemas
la autonomía es, en cualquier caso, calculable, pero con la conciencia de que se trata
hacer una estimación conservadora con respecto al régimen operativo definitivo.

Todas las instalaciones de la muestra están equipadas con almacenamiento de iones de sodio
Heiwit (configuración 16S, ~48 V nominales) con BMS propietario y
monitorización continua de los principales parámetros de salud de la batería
(SoH, ciclaje, temperatura de celda).

Resultados

Distribución de la autonomía energética

La autonomía energética media de la muestra resultó ser de
82%, con un rango observado entre 23% y 98%. La distribución
está marcadamente sesgada hacia valores altos, con la gran mayoría de los
instalaciones comprendidas entre el 80% y el 95%.

El dato que emerge con mayor evidencia es la concentración de más del
68% del parque, situado por encima del 80% decir autonomía, un nivel
generalmente asociado en literatura a configuraciones acumuladas
sovradimensionadas o con perfiles de consumo muy regulares. La constatación
un campione operativo eterogeneo (cargas diversas, exposiciones diversas,
estacionalidades diferentes) alcancen estos niveles con dimensionamientos
standard merece una profundización en los mecanismos que lo hacen posible.

Curva de descarga y profundidad utilizada

Baterías de iones de sodio con cátodos de capa o polianiones
(NFPP) presentan una curva de tensión de descarga
sustancialmente plato en un amplio rango de estado de carga
(SoC) —normalmente entre el 5% y el 95%— a diferencia del litio-hierro
fosfato (LFP), que también tiene una meseta amplia pero cierra la ventana útil
unos pocos puntos porcentuales primero en los dos extremos. En la práctica significa
que la potencia que puede entregar la batería de sodio permanece nominal hasta
estados de carga muy bajos, sin que el BMS imponga limitación de potencia o corte
Precoz de descarga.

Operativamente esto se traduce en una profundidad de descarga útil (DoD)
efectivamente explotada superior en algunos puntos porcentuales en comparación con
a una batería de litio de capacidad nominal equivalente. En una serie diaria
de carga residencial típica, estos puntos adicionales mueven el
cambio del régimen de “descarga controlada” a “red de respaldo”
de 30 a 50 minutos, contribuyendo directamente a mejorar la autonomía
registrado.

Comportamiento térmico

Una segunda característica de la química del sodio observada en los datos de
seguimiento es la estabilidad del rendimiento en función de la temperatura
di esercizio. Mientras para las químicas de litio la potencia disponible en
baja sensiblemente por debajo de los +5 °C y en carga se encuentra
típicamente limitada por debajo de 0 °C, en las baterías de aniones de sodio de la muestra
la potencia nominal de descarga se mantuvo constante también en los conjuntos de datos
adquiridos en instalaciones del norte de Italia durante los meses de invierno, con
temperatura ambiente local medida en el rango −5 °C / +35 °C.

Este planitud térmica tiene un efecto práctico significativo
sobre la autonomía: en las primeras horas de la mañana, cuando el consumo es
típicamente concentrado (agua caliente, cocción, calefacción eléctrica)
(auxiliar) y la producción fotovoltaica aún es mínima, la batería es capaz
para entregar la potencia requerida por la carga incluso si la sala técnica
no está climatizado, evitando el tránsito de una cuota de extracción de
una red que con otros químicos sería inevitable.

Conversación

El factor principal que explica la alta autonomía observada, en la muestra
analizado, es la combinación de tres elementos típicos de la tecnología de sodio:

1. Finestra utile estesa del SoCla curva de tensión plana
   permite operar en descarga hasta estados muy bajos sin degradación,
   aumentando la Profundidad de Descarga efectivamente utilizada en el ciclo diario.
2. Independencia de la temperaturala potencia nominal
   está disponible también en condiciones de operación no climatizadas,
   eliminando los desclasificaciones típicas de las químicas de litio en los meses fríos
   y soportar los picos de carga de la mañana.
3. Respuesta dinámica de los paquetes y del BMSla latencia
   en el paso de carga a descarga (y viceversa) es inferior al segundo
   en los sistemas monitorizados, condición que minimiza la fracción de consumo
   cubierta por la red en tránsito.

A estos factores intrínsecos se suma un factor sistémico: la
posibilidad de llevar la batería a estados de carga muy bajos sin
efectos aceleratorios en la degradación calendario y cíclica. La evidencia
experimentales publicadas sobre cátodos de NFPP y sobre cátodos de tipo Prusiano
Blanco (cfr. Hwang y otros., Chem. Soc. Rev. 2017;
Tapia-Ruiz y otros., Física de la Energía 2021) indican una
ventana de estrés químico amplio, coherente con el hecho de que, en nuestros
Dati, gli impianti operativi da oltre 12 mesi non mostrano deviazioni
sistemáticas de SoH en comparación con las más recientes.

Limitaciones del estudio

Los resultados aquí presentados son indicativos de un parque residencial
italiano y no deben generalizarse a perfiles de consumo diferentes (comercial,
industriale ligero, autónomo). La ventana de observación de 60 días
cubre una estacionalidad limitada; un análisis de 12 meses consolidará la
estimación de la autonomía mediana y permitirá una evaluación separada para
semestre de verano e invierno, donde esperamos una contracción
control de la métrica en los meses fríos (debido a la menor radiación,
(no por limitaciones tecnológicas de la batería).

Se observa además que una cuota no despreciable del parque analizado
está en régimen “Cero Exportación” en espera de autorización de conexión
definitiva, condición en la que el inversor limita la producción fotovoltaica. Para
Estos sistemas la métrica de autonomía es una subestimación en comparación con
régimen de ejercicio nominal: se espera un traslado adicional
de la distribución hacia valores más altos una vez completado el proceso
autorizatorio.

Conclusiones

El análisis de campo confirma que, en un parque residencial italiano
heterogéneo equipado con acumulación de iones de sodio Heiwit, está
Es posible alcanzar niveles de autonomía energética, de media,
superiores a 80%, con más de una décima parte del parque en los
extremos de la escala (≥ 95%). Las características distintivas de la
tecnología de sodio — curva de descarga plana, independencia de
temperatura operativa, ventana útil de SoC amplia — contribuyen a
explicar estos valores sin recurrir a sobredimensionamientos
del acumulador.

Publicaremos en los próximos meses una actualización con la cobertura de
un año solar completo y un análisis separado de la distribución
de la autonomía por franja horaria y por estación, incluyendo un
Comparación cuantitativa de la curva de descarga entre Na-ion y LFP medida
en paquetes del mismo tamaño en el laboratorio.