Voorafgaande opmerking

De integratie van een elektrochemisch opslagsysteem op een fotovoltaïsche installatie
Huishoudelijk heeft als hoofddoel het transporteren van PV-productie in de tijd
overmatige consumptie rond de uren die niet direct gedekt worden door de opwekking
zonne-energie. De meest representatieve metriek van deze overdracht is
het’energieautonomie in het Engels zelfvoorzieningsgraad),
gedefinieerd als het deel van het huishoudelijk verbruik dat door het systeem wordt gedekt, berekend als:

autonomie (%) = (totaal verbruik − afname uit het net) / totaal verbruik × 100

In de literatuur, Italiaanse residentiële autonomiewaarden met gedimensioneerde opslag
liggen doorgaans tussen 60% en 80%
(vgl. RSE-studie 2022; Quoilin en anderen., 2016). Deze notitie presenteert
de resultaten van een interne monitoring op een steekproef van residentiële installaties
met natrium-ionbatterij Heiwit, met een gedistribueerde verdeling op
hogere waarden en de technologische factoren bespreken die dit mogelijk maken.

Methodologie

De gegevens komen van het monitoringplatform Heiwit, dat verzamelt
met minuut-voor-minuut cadans de elektrische groottes van de aangesloten installaties.
Voor de huidige studie zijn de volgende per uur samengevoegd
cumulatieve groottes van de interne tellers van de omvormer op een mobiel venster
van 60 dagen:

• energie opgewekt door de fotovoltaïsche generator;
• energie afgegeven aan het net (uitvoer);
• energie afgenomen van het net (invoer);
• energie overgedragen in laden en ontladen van de batterij.

Installaties zonder een volledige tijdreeks werden uitgesloten
op de periode (installaties minder dan 30 dagen geleden geïnstalleerd of met onderbrekingen
communicatie die hoger ligt dan 15% van de tijd). Daarnaast zijn er ook gescheiden
de installaties die in de “Zero Export”-modus werken, waarvan de PV-productie kan
ondergewaardeerd blijken door beknotting opgelegd door de omvormer
in afwachting van netwerkverbindingstoestemming: voor deze systemen
De autonomie is hoe dan ook berekenbaar, maar met de wetenschap dat het gaat
van een conservatieve schatting ten opzichte van het definitieve operationele regime.

Alle systemen van het monster zijn uitgerust met natrium-ionenopslag.
Eiwit (configuratie 16S, ~48 V nominaal) met eigen BMS en
continue monitoring van de belangrijkste gezondheidsparameters van de batterij
(SoH, celcycli, cel temperatuur).

Resultaten

Distributie van energieautonomie

De gemiddelde energie-autonomie van het monster bleek gelijk aan
82%, met een waargenomen bereik van 23% tot 98%. De verdeling
is sterk scheef naar hoge waarden, met de overgrote meerderheid van
installaties met een nummer tussen 80% en 95%.

Het meest duidelijke gegeven is de concentratie van meer dan
68% van het park boven de 80% van autonomie, een niveau
over het algemeen geassocieerd in literatuur met geaccumuleerde configuraties
overgedimensioneerd of met zeer regelmatige verbruiksprofielen. De constatering
dat een heterogene operationele steekproef (verschillende ladingen, verschillende blootstellingen,
seizoensgebondenheid bereikt deze niveaus met afmetingen
standaard verdient een verdieping van de mechanismen die het mogelijk maken.

Afvoerbocht en gebruikte diepte

Natrium-ionbatterijen gebaseerd op laag- of polyanionkathodes
(NFPP) presenteren een ontladingsspanningscurve
in wezen plat in een breed bereik van laadstatus
(SoC) — doorgaans tussen 5% en 95% — in tegenstelling tot lithium-ijzer
fosfaat (LFP), die ook een breed plateau heeft, maar het bruikbare venster sluit
een paar procentpunten eerder op de twee uitersten. In de praktijk betekent dit
De door de natrium-ionbatterij te leveren vermogen blijft nominaal tot
zeer lage laadstatussen, zonder dat het BMS derating of afsnijding oplegt
Ontladingsvoortekenen.

Operationeel vertaalt dit zich naar een bruikbare ontladingsdiepte (DoD)
werkelijk benut benuttigd enkele procentpunten meer dan
een lithiumbatterij met dezelfde nominale capaciteit. Op een dagelijkse reeks
van typische woonlasten, verplaatsen deze extra punten de
overgang van het “gecontroleerde aflaatschema” naar het “suppletieve netwerkschema”
di 30–50 minuten, direct bijdragend aan de verbetering van de autonomie
geregistreerd.

Thermisch gedrag

Een tweede kenmerk van de chemie van natrium waargenomen in de gegevens van
monitoring is de stabiliteit van prestaties in functie van de temperatuur
van oefening. Terwijl voor lithiumchemicaliën het beschikbare vermogen in
download daalt merkbaar onder de +5 °C en laadt op wordt
typisch beperkt onder 0 °C, op de Na-ionpakketten van het monster de
nominaal ontladingsvermogen bleef constant, zelfs op de datasets
Verworven in Noord-Italiaanse installaties gedurende de wintermaanden, met
omgevingstemperaturen van lokalen gemeten in het bereik -5 °C / +35 °C.

Deze vlakheid thermiek heeft een significant praktisch effect
over autonomie: in de vroege ochtenduren, wanneer het verbruik
typisch geconcentreerd (heet water, koken, elektrische verwarming
(hulp) en de PV-productie is nog minimaal, de batterij is in staat
om te leveren aan het vermogen dat door de belasting wordt vereist, zelfs als de technische ruimte
het is niet geklimatiseerd, waardoor een opnamepercentage wordt vermeden van
net die met andere chemicaliën onvermijdelijk zou zijn.

Discussie

De belangrijkste factor die de geobserveerde hoge autonomie verklaart, in de steekproef
geanalyseerd, is het de combinatie van drie typische elementen van natriumtechnologie:

1. Vergroot nuttig venster van SoCde vlakke spanningscurve
   staat bedrijf toe om bij zeer lage voltages zonder vermindering te opereren,
   het vergroten van de effectief benutte DoD in dagelijkse cycli.
2. Temperatuuronafhankelijkheid: het nominale vermogen
   is ook beschikbaar in niet-geconditioneerde operationele omstandigheden,
   het elimineren van de typische derating van lithiumchemie in de koude maanden
   en het ondersteunen van de ochtendpiekbelastingen.
3. Dynamische reactie van pakketten en BMS: de latentie
   tussen het schakelen van laden naar ontladen (en vice versa) is lager dan de seconde
   door de gemonitorde systemen, deze voorwaarde minimaliseert het verbruikspercentage
   gedekt door het netwerk in transit.

Aan deze intrinsieke factoren wordt een systemische factor toegevoegd: de
mogelijkheid om de batterij tot zeer lage laadniveaus te brengen zonder
versnellende effecten op de kalender- en cyclische degradatie. Het bewijs
gepubliceerd experimenteel op NFPP-kathodes en op Pruisische kathodes
Wit (vgl. Hwang en anderen., Chem. Soc. Rev. 2017;
Tapia-Ruiz en anderen., J. Fys. Energie 2021) geven aan een
chemische stressvenster breed, in overeenstemming met het feit dat, in onze
gegeven, de operationele installaties van meer dan 12 maanden tonen geen afwijkingen
systematieken van SoH in vergelijking met de recentere.

Beperkingen van de studie

De hier gepresenteerde resultaten zijn indicatief voor een woonpark
Italiaans en ze mogen niet worden gegeneraliseerd naar verschillende consumentenprofielen (commercieel,
industriële leggero, off-grid). Het observatievenster van 60 dagen
dekt een beperkte seizoensgebondenheid; een analyse van 12 maanden zal de consolidatie van
schatting van de mediane autonomie en zal een afzonderlijke beoordeling mogelijk maken voor
zomer- en wintersemester, waar we een krimp verwachten
gecontroleerd van de metriek in de koude maanden (vanwege de lagere bestraling,
niet vanwege technologische beperkingen van de batterij).

Het is ook opgemerkt dat een niet-verwaarloosbaar deel van het geanalyseerde park
is in “Nul Export” modus in afwachting van verbindingsautorisatie
definitieve, toestand waarin de omvormer de PV-productie beperkt. Voor
Deze installaties, de autonomiemeting is een onderschatting ten opzichte van de
standaard trainingsregime: verdere verschuiving wordt verwacht
van de verdeling naar hogere waarden zodra de procedure is voltooid
machtigend.

Conclusies

De veldanalyse bevestigt dat, op een Italiaans woonpark
heterogeen uitgerust met natrium-ionenopslag Heiwit, is
mogelijk om gemiddeld energieniveauautonomie te bereiken
hoger dan 80%, met meer dan een tiende van het park aan
bovenste treden van de ladder (≥ 95%). De kenmerkende eigenschappen van de
natriumtechnologie — vlak ontlaadcurve, onafhankelijkheid van
werktemperatuur, breed SoC-venster — dragen bij aan
deze waarden uitleggen zonder gebruik te maken van overmaat
van de accumulatie.

We zullen de komende maanden een update publiceren met dekking van
een volledig kalenderjaar en een afzonderlijke analyse van de distributie
van de autonomie per tijdsband en per seizoen, inclusief een
kwantitatieve vergelijking van de ontlaadcurve tussen Na-ion en LFP gemeten
op verpakkingen van dezelfde grootte in het laboratorium.