Glossario delle batterie agli ioni di sodio

Questo glossario spiega in una o due frasi i termini che ricorrono quando si parla di batterie agli ioni di sodio, accumulo fotovoltaico e inverter ibridi. Le definizioni sono generali; dove il termine riguarda direttamente i prodotti Heiwit è indicato il dato specifico con il link alla pagina di approfondimento.

Batteria agli ioni di sodio

Detto anche: sodium-ion battery, Na-ion, batteria al sodio

Accumulatore ricaricabile in cui il portatore di carica è lo ione sodio (Na⁺) invece dello ione litio. Il principio di funzionamento è lo stesso delle batterie al litio; cambiano i materiali degli elettrodi, che non contengono litio. Le celle di Heiwit non contengono nemmeno cobalto. Approfondisci.

Batteria al sale

Detto anche: batterie al sale, salt battery

Nome comune con cui in Italia si indicano le batterie agli ioni di sodio, perché il sodio deriva dal cloruro di sodio, il sale da cucina. Il termine viene usato anche per tecnologie diverse, come le batterie sodio-nichel-cloruro (ZEBRA) e quelle ad acqua salata: Heiwit produce esclusivamente batterie agli ioni di sodio. Approfondisci.

NFPP

Detto anche: Na4Fe3(PO4)2P2O7, fosfato-pirofosfato di sodio e ferro, celle polianioniche

Materiale catodico polianionico a base di sodio, ferro e gruppi fosfato e pirofosfato. Il sodio si muove in un reticolo tridimensionale rigido, il che dà stabilità nel tempo e alle temperature estreme a fronte di una densità energetica inferiore agli ossidi stratificati. È la chimica delle celle della versione 2027 dei sistemi Heiwit, con 9.000 cicli di vita; i sistemi 2025-2026 usano celle a ossidi stratificati. Approfondisci.

Ossidi stratificati

Detto anche: layered oxide, NaxTMO2

Famiglia di materiali catodici per batterie agli ioni di sodio in cui gli ioni si inseriscono fra piani di ossido di metalli di transizione. Offrono più energia per chilogrammo dei polianionici, ma i piani si dilatano e si contraggono a ogni ciclo.

Catodo

Detto anche: elettrodo positivo

Elettrodo positivo della cella: in scarica riceve gli ioni di sodio che arrivano dall'anodo. Il materiale del catodo (NFPP, ossidi stratificati, LFP nel litio) determina gran parte delle prestazioni e della durata della batteria.

Anodo

Detto anche: elettrodo negativo, hard carbon

Elettrodo negativo della cella, che in carica accoglie gli ioni di sodio. Nelle batterie agli ioni di sodio si usa tipicamente carbonio duro (hard carbon), perché la grafite delle celle al litio non ospita bene il sodio.

Elettrolita

Mezzo, liquido o solido, che separa anodo e catodo e lascia passare gli ioni ma non gli elettroni. Gli elettroni percorrono il circuito esterno: è quel flusso che alimenta l'utenza.

Collettore di corrente

Detto anche: current collector

Foglio metallico su cui è depositato il materiale attivo di ciascun elettrodo. Nelle celle agli ioni di sodio entrambi i collettori possono essere in alluminio, mentre il litio richiede rame all'anodo: è ciò che permette lo stoccaggio a zero volt.

Stoccaggio a 0 V

Detto anche: zero-volt storage, trasporto a 0 V

Possibilità di scaricare completamente una cella agli ioni di sodio per immagazzinarla e trasportarla senza energia residua, grazie ai collettori in alluminio. Le celle al litio non tollerano lo zero volt perché il collettore in rame si degrada.

BMS

Detto anche: Battery Management System, sistema di gestione della batteria

Elettronica che controlla tensione, corrente e temperatura di ogni cella, bilancia il pacco, calcola stato di carica e stato di salute e interrompe carica e scarica fuori dai limiti di sicurezza. Nelle batterie Heiwit è integrato e comunica con l'inverter via CAN Bus.

SoC (stato di carica)

Detto anche: State of Charge, stato di carica

Percentuale di energia disponibile nella batteria rispetto alla capacità piena. È una stima calcolata dal BMS, non una misura diretta: per questo può correggersi a scatti dopo una ricalibrazione. Approfondisci.

SoH (stato di salute)

Detto anche: State of Health

Rapporto fra la capacità attuale della batteria e quella iniziale, espresso in percentuale. Descrive l'invecchiamento: una batteria con SoH 90 per cento immagazzina il 90 per cento dell'energia che immagazzinava da nuova.

DoD (profondità di scarica)

Detto anche: Depth of Discharge, profondità di scarica

Quota della capacità effettivamente prelevata in un ciclo. I cicli dichiarati vanno sempre letti insieme al DoD di prova: 6.500 cicli all'80 per cento di DoD non sono confrontabili con cicli misurati al 50 per cento.

Ciclo di carica e scarica

Detto anche: ciclo, cycle

Una carica completa seguita da una scarica completa, oppure l'equivalente sommando cicli parziali. È l'unità con cui si misura la vita utile di una batteria.

Vita ciclica

Detto anche: cycle life, numero di cicli

Numero di cicli che una cella sostiene prima che la capacità scenda sotto una soglia, di solito l'80 per cento di quella iniziale, nelle condizioni di prova indicate. Non è una durata in anni: dipende da temperatura, stato di carica medio e profondità di scarica reale. Approfondisci.

C-rate

Detto anche: velocità di carica, tasso C

Rapporto fra corrente e capacità nominale: 1C carica o scarica la batteria in un'ora, 0,5C in due ore. Un C-rate più basso allunga la vita della cella.

Autoscarica

Detto anche: self-discharge

Perdita di carica di una batteria lasciata a riposo, senza carichi collegati. Su diverse batterie Heiwit è stata misurata allo 0,35 per cento al mese, pari al 6 per cento in 539 giorni, a temperatura ambiente e alla latitudine di Milano. Approfondisci.

Densità energetica

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

Energia immagazzinata per unità di massa (Wh/kg) o di volume (Wh/l). Le celle agli ioni di sodio ne hanno meno delle celle al litio: conta nella mobilità, molto meno nell'accumulo stazionario, dove peso e volume incidono solo il giorno dell'installazione. Approfondisci.

Fuga termica

Detto anche: thermal runaway

Reazione a catena in cui il calore generato da una cella accelera reazioni che producono altro calore, fino all'incendio. La stabilità dei materiali polianionici riduce la propensione delle celle NFPP a innescarla; la sicurezza resta comunque una proprietà del sistema completo, non della sola cella. Approfondisci.

Inverter ibrido

Detto anche: hybrid inverter, inverter con accumulo

Inverter che gestisce insieme fotovoltaico, batteria, rete e utenze, decidendo quando caricare, scaricare, immettere o prelevare. Gli inverter Heiwit Virgo (monofase) e Lybra (trifase) sono progettati per le batterie agli ioni di sodio a 48 V. Approfondisci.

MPPT

Detto anche: Maximum Power Point Tracking, inseguitore del punto di massima potenza

Circuito dell'inverter che regola tensione e corrente delle stringhe fotovoltaiche per estrarne la massima potenza al variare di irraggiamento e temperatura. Più MPPT permettono stringhe con orientamenti diversi.

Funzione UPS (backup)

Detto anche: EPS, alimentazione di emergenza, tempo di commutazione

Capacità dell'inverter ibrido di alimentare le utenze da batteria quando manca la rete. Il tempo di commutazione è l'intervallo fra il distacco della rete e la ripresa dell'alimentazione: 10 ms sul Virgo, meno di 10 ms sul Lybra.

Accumulo stazionario

Detto anche: storage stazionario, BESS

Sistema di accumulo installato in un luogo fisso, come una casa, un'azienda o una cabina, in contrapposizione alle batterie per la mobilità. Qui contano durata, sicurezza, comportamento termico e costo per kWh ciclato più della densità energetica.

Retrofit di accumulo

Detto anche: revamping, aggiunta batteria a impianto esistente

Aggiunta di una batteria a un impianto fotovoltaico già in esercizio. Con le batterie Heiwit si installa un inverter ibrido Heiwit, il Virgo monofase o il Lybra trifase, collegato sulla linea AC: l'inverter fotovoltaico esistente resta. Gli inverter di altre marche non supportano l'intervallo di tensione delle batterie al sodio. Approfondisci.

Grado di protezione IP

Detto anche: IP65, IP66, Ingress Protection

Codice a due cifre della norma IEC 60529 che indica la protezione contro polvere (prima cifra) e acqua (seconda). IP66 significa totalmente protetto dalla polvere e da getti d'acqua potenti; IP65 da getti d'acqua.

CEI 0-21

Detto anche: norma CEI 0-21, regola tecnica di connessione BT

Regola tecnica italiana per la connessione degli utenti attivi e passivi alle reti in bassa tensione. Gli inverter con accumulo devono rispettarla per essere collegati alla rete: gli inverter Virgo e Lybra di Heiwit hanno la certificazione CEI 0-21. Per il Virgo con la batteria 48210 la certificazione è rilasciata da TÜV SÜD sulla base delle prove di tipo. Per il Lybra con la batteria HEIWIT-NA-48V210Ah la certificazione è rilasciata da TÜV Rheinland (certificato n. A3 50741827 0001). Approfondisci.

Derating

Detto anche: riduzione di potenza

Riduzione automatica della potenza erogata quando la temperatura, l'altitudine o altre condizioni superano una soglia, per proteggere l'elettronica. Il Virgo riduce la potenza sopra i 40 °C, il Lybra sopra i 45 °C.

LFP

Detto anche: litio ferro fosfato, LiFePO4

Chimica al litio con catodo in fosfato di ferro e litio, oggi di riferimento nell'accumulo residenziale per stabilità e durata. È il termine di paragone corretto per le batterie agli ioni di sodio nello stazionario. Approfondisci.

NMC

Detto anche: nichel manganese cobalto, litio NMC

Chimica al litio con catodo a base di nichel, manganese e cobalto, ad alta densità energetica, usata soprattutto nei veicoli elettrici. Contiene cobalto e nichel. Le celle agli ioni di sodio di Heiwit non contengono cobalto. La versione 2027, con catodo polianionico NFPP, non contiene nemmeno nichel.

kWh e kW

Detto anche: chilowattora, chilowatt, capacità e potenza

Il kWh misura l'energia immagazzinata (la capacità della batteria), il kW la potenza con cui viene erogata o assorbita. Una batteria da 10 kWh con 5 kW di potenza nominale può alimentare un carico da 5 kW per circa due ore.

Efficienza di andata e ritorno

Detto anche: round-trip efficiency, efficienza di ciclo

Rapporto fra l'energia restituita dalla batteria e quella spesa per caricarla, comprese le perdite di inverter e BMS. Più è alta, meno energia si perde nel passaggio per l'accumulo.

Batterie in parallelo

Detto anche: moduli in parallelo, espansione dell'accumulo

Collegamento di più moduli batteria allo stesso inverter per sommarne la capacità a parità di tensione. Gli inverter Heiwit accettano fino a 3 moduli da 10 kWh, per 30 kWh complessivi.

LCOS

Detto anche: Levelized Cost of Storage, costo livellato dell'accumulo

Costo di ogni kWh che transita dalla batteria nel corso della sua vita, calcolato dividendo il costo totale del sistema per l'energia complessivamente ciclata. È il numero che conta per confrontare tecnologie, e non coincide con il prezzo di listino. Approfondisci.

Peak shaving

Detto anche: taglio dei picchi

Uso della batteria per coprire i picchi di prelievo dalla rete, riducendo la potenza impegnata e i relativi costi. Applicazione tipica dell'accumulo commerciale e industriale.

Autoconsumo

Detto anche: autoconsumo fotovoltaico, quota di autoconsumo

Quota dell'energia prodotta dall'impianto fotovoltaico consumata direttamente dall'utenza invece di essere immessa in rete. Una batteria la aumenta spostando l'energia prodotta di giorno alle ore serali. Approfondisci.