Woordenlijst over natrium-ionenbatterijen

Deze woordenlijst legt in een of twee zinnen de termen uit die terugkomen wanneer het gaat over natrium-ionbatterijen, pv-opslag en hybride omvormers. De definities zijn algemeen; waar de term direct de producten van Heiwit betreft, wordt het specifieke gegeven vermeld met een link naar de pagina met meer informatie.

Natrium-ionbatterij

Detto anche: sodium-ion battery, Na-ion, natriumbatterij

Oplaadbare accu waarin natriumionen (Na⁺) de ladingdragers zijn in plaats van lithiumionen. Het werkingsprincipe is hetzelfde als bij lithiumbatterijen; wat verandert zijn de materialen van de elektroden, die geen lithium bevatten. De cellen van Heiwit bevatten ook geen kobalt. Approfondisci.

Zoutbatterij

Detto anche: zoutbatterijen, salt battery

Algemene benaming waarmee in Italië natrium-ionbatterijen worden aangeduid, omdat het natrium afkomstig is van natriumchloride, oftewel keukenzout. De term wordt ook gebruikt voor andere technologieën, zoals natrium-nikkel-chloridebatterijen (ZEBRA) en zoutwaterbatterijen: Heiwit produceert uitsluitend natrium-ionbatterijen. Approfondisci.

NFPP

Detto anche: Na4Fe3(PO4)2P2O7, natrium-ijzerfosfaat-pyrofosfaat, polyanionische cellen

Polyanionisch kathodemateriaal op basis van natrium, ijzer en fosfaat- en pyrofosfaatgroepen. Het natrium beweegt zich in een stijf driedimensionaal rooster, wat stabiliteit op lange termijn en bij extreme temperaturen geeft, ten koste van een lagere energiedichtheid dan gelaagde oxiden. Dit is de celchemie van de versie 2027 van de Heiwit-systemen, met 9.000 laadcycli; de systemen 2025-2026 gebruiken cellen met gelaagde oxiden. Approfondisci.

Gelaagde oxiden

Detto anche: layered oxide, NaxTMO2

Een groep kathodematerialen voor natrium-ionenbatterijen waarin ionen zich tussen lagen van overgangsmetaaloxide nestelen. Ze leveren meer energie per kilogram dan poly-anionische materialen, maar de lagen zetten uit en krimpen bij elke cyclus.

Kathode

Detto anche: positieve elektrode

Positieve elektrode van de cel: tijdens het ontladen neemt deze de natriumionen op die vanuit de anode komen. Het materiaal van de kathode (NFPP, gelaagde oxiden, LFP in lithium) bepaalt voor een groot deel de prestaties en de levensduur van de batterij.

Anode

Detto anche: negatieve elektrode, hard carbon

De negatieve elektrode van de cel, die tijdens het opladen natriumionen opneemt. In natrium-ionenbatterijen wordt doorgaans harde koolstof (hard carbon) gebruikt, omdat het grafiet in lithiumcellen natrium niet goed vasthoudt.

Elektrolyt

Een medium, vloeibaar of vast, dat de anode en de kathode van elkaar scheidt en ionen doorlaat, maar geen elektronen. De elektronen stromen door het externe circuit: die stroom voedt de verbruikers.

Stroomafnemer

Detto anche: current collector

Een metalen plaat waarop het actieve materiaal van elke elektrode is aangebracht. In natrium-ionencellen kunnen beide collectoren van aluminium zijn, terwijl voor lithium koper nodig is aan de anode: dit maakt opslag bij nul volt mogelijk.

Opslag bij 0 V

Detto anche: zero-volt storage, transport bij 0 V

Dankzij de aluminium collectoren is het mogelijk om een natrium-ioncel volledig te ontladen, zodat deze zonder restenergie kan worden opgeslagen en vervoerd. Lithiumcellen verdragen geen nulvolt, omdat de koperen collector dan wordt aangetast.

BMS

Detto anche: Battery Management System, batterijbeheersysteem

Elektronica die de spanning, stroom en temperatuur van elke cel controleert, het batterijpakket in evenwicht houdt, de laadstatus en de conditie berekent en het laden en ontladen onderbreekt wanneer de veiligheidsgrenzen worden overschreden. In de Heiwit-batterijen is deze elektronica geïntegreerd en communiceert deze via de CAN-bus met de omvormer.

SoC (laadstatus)

Detto anche: State of Charge, laadstatus

Percentage beschikbare energie in de batterij ten opzichte van de volledige capaciteit. Dit is een schatting die door de BMS wordt berekend, geen directe meting: daarom kan de waarde na een herkalibratie met sprongen veranderen. Approfondisci.

SoH (gezondheidstoestand)

Detto anche: State of Health

Verhouding tussen de huidige capaciteit van de batterij en de oorspronkelijke capaciteit, uitgedrukt in procenten. Het beschrijft de veroudering: een batterij met een SoH van 90% slaat 90% op van de energie die zij in nieuwstaat opsloeg.

DoD (ontlaaddiepte)

Detto anche: Depth of Discharge, ontlaaddiepte

Deel van de capaciteit dat in één cyclus daadwerkelijk wordt onttrokken. De opgegeven cycli moeten altijd samen met de DoD van de test worden gelezen: 6.500 cycli bij 80% DoD zijn niet vergelijkbaar met cycli gemeten bij 50%.

Laad- en ontlaadcyclus

Detto anche: cyclus, cycle

Een volledige lading gevolgd door een volledige ontlading, of het equivalent daarvan door gedeeltelijke cycli bij elkaar op te tellen. Het is de eenheid waarmee de levensduur van een batterij wordt gemeten.

Cyclische levensduur

Detto anche: cycle life, aantal cycli

Aantal cycli dat een cel doorstaat voordat de capaciteit onder een bepaalde grens zakt, meestal 80% van de oorspronkelijke capaciteit, onder de aangegeven testomstandigheden. Het is geen levensduur in jaren: die hangt af van de temperatuur, de gemiddelde laadtoestand en de werkelijke ontlaaddiepte. Approfondisci.

C-rate

Detto anche: laadsnelheid, C-waarde

Verhouding tussen stroom en nominale capaciteit: bij 1C wordt de batterij in één uur geladen of ontladen, bij 0,5C in twee uur. Een lagere C-rate verlengt de levensduur van de cel.

Zelfontlading

Detto anche: self-discharge

Ladingverlies van een batterij die in rust wordt gelaten, zonder aangesloten verbruikers. Bij verschillende Heiwit-batterijen is dit gemeten op 0,35% per maand, oftewel 6% in 539 dagen, bij omgevingstemperatuur en op de breedtegraad van Milaan. Approfondisci.

Energiedichtheid

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

Opgeslagen energie per eenheid massa (Wh/kg) of volume (Wh/l). Natrium-ioncellen hebben hiervan minder dan lithiumcellen: dat telt in de mobiliteit, veel minder bij stationaire opslag, waar gewicht en volume alleen op de dag van de installatie een rol spelen. Approfondisci.

Thermische runaway

Detto anche: thermal runaway

Kettingreactie waarbij de warmte die door een cel wordt gegenereerd reacties versnelt die nog meer warmte produceren, tot aan brand toe. De stabiliteit van de polyanionische materialen verkleint de neiging van NFPP-cellen om dit in werking te zetten; veiligheid blijft echter een eigenschap van het complete systeem, niet van de cel alleen. Approfondisci.

Hybride omvormer

Detto anche: hybrid inverter, omvormer met opslag

Omvormer die pv, batterij, net en verbruikers samen beheert en bepaalt wanneer er wordt geladen, ontladen, ingevoed of afgenomen. De omvormers Heiwit Virgo (eenfase) en Lybra (driefase) zijn ontworpen voor natrium-ionbatterijen van 48 V. Approfondisci.

MPPT

Detto anche: Maximum Power Point Tracking, volger van het maximale vermogenspunt

Circuit van de omvormer dat spanning en stroom van de pv-strings regelt om er het maximale vermogen uit te halen bij veranderende instraling en temperatuur. Meerdere MPPT's maken strings met verschillende oriëntaties mogelijk.

UPS-functie (back-up)

Detto anche: EPS, noodvoeding, omschakeltijd

Het vermogen van de hybride omvormer om de verbruikers vanuit de batterij te voeden wanneer het net wegvalt. De omschakeltijd is het interval tussen het wegvallen van het net en het herstel van de voeding: 10 ms bij de Virgo, minder dan 10 ms bij de Lybra.

Stationaire opslag

Detto anche: stationaire opslag, BESS

Energieopslagsysteem dat op een vaste plaats wordt geïnstalleerd, zoals een woning, een bedrijf of een verdeelstation, in tegenstelling tot batterijen voor mobiliteit. Hier zijn levensduur, veiligheid, thermisch gedrag en kosten per gecycleerde kWh belangrijker dan energiedichtheid.

Retrofit van opslag

Detto anche: revamping, batterij toevoegen aan een bestaande installatie

Een batterij toevoegen aan een al in bedrijf zijnde zonnepaneleninstallatie. Bij de batterijen van Heiwit wordt een hybride omvormer van Heiwit geïnstalleerd, de Virgo eenfase of de Lybra driefase, aangesloten op de AC-lijn: de bestaande pv-omvormer blijft behouden. Omvormers van andere merken ondersteunen het spanningsbereik van natriumbatterijen niet. Approfondisci.

IP-beschermingsgraad

Detto anche: IP65, IP66, Ingress Protection

Code van twee cijfers uit de norm IEC 60529 die de bescherming tegen stof (eerste cijfer) en water (tweede cijfer) aangeeft. IP66 betekent volledig beschermd tegen stof en tegen krachtige waterstralen; IP65 tegen waterstralen.

CEI 0-21

Detto anche: norm CEI 0-21, technische aansluitregel LS

Italiaanse technische regel voor de aansluiting van actieve en passieve gebruikers op laagspanningsnetten. Omvormers met opslag moeten hieraan voldoen om op het net te mogen worden aangesloten: de omvormers Virgo en Lybra van Heiwit hebben de certificering CEI 0-21. Voor de Virgo met de batterij 48210 is de certificering afgegeven door TÜV SÜD op basis van de typeproeven. Voor de Lybra met de batterij HEIWIT-NA-48V210Ah is de certificering afgegeven door TÜV Rheinland (certificaat nr. A3 50741827 0001). Approfondisci.

Derating

Detto anche: vermogensreductie

Automatische verlaging van het afgegeven vermogen wanneer de temperatuur, de hoogte of andere omstandigheden een grenswaarde overschrijden, om de elektronica te beschermen. De Virgo verlaagt het vermogen boven 40 °C, de Lybra boven 45 °C.

LFP

Detto anche: lithium-ijzerfosfaat, LiFePO4

Lithiumchemie met een kathode van lithium-ijzerfosfaat, vandaag de dag de referentie in residentiële opslag vanwege stabiliteit en levensduur. Het is de juiste vergelijkingsmaatstaf voor natrium-ionbatterijen in stationaire toepassingen. Approfondisci.

NMC

Detto anche: nikkel-mangaan-kobalt, lithium NMC

Lithiumchemie met een kathode op basis van nikkel, mangaan en kobalt, met hoge energiedichtheid, vooral gebruikt in elektrische voertuigen. Bevat kobalt en nikkel. De natrium-ioncellen van Heiwit bevatten geen kobalt. De versie 2027, met polyanionische NFPP-kathode, bevat ook geen nikkel.

kWh en kW

Detto anche: kilowattuur, kilowatt, capaciteit en vermogen

De kWh meet de opgeslagen energie (de capaciteit van de batterij), de kW het vermogen waarmee die wordt afgegeven of opgenomen. Een batterij van 10 kWh met 5 kW nominaal vermogen kan een verbruiker van 5 kW ongeveer twee uur voeden.

Retourrendement

Detto anche: round-trip efficiency, cyclusrendement

Verhouding tussen de energie die de batterij teruggeeft en de energie die nodig was om hem te laden, inclusief de verliezen van omvormer en BMS. Hoe hoger deze is, hoe minder energie verloren gaat bij de gang door de opslag.

Batterijen in parallel

Detto anche: modules in parallel, uitbreiding van de opslag

Het aansluiten van meerdere batterijmodules op dezelfde omvormer om de capaciteit bij gelijke spanning bij elkaar op te tellen. De omvormers van Heiwit accepteren tot 3 modules van 10 kWh, voor in totaal 30 kWh.

LCOS

Detto anche: Levelized Cost of Storage, genivelleerde opslagkosten

De kosten van elke kWh die tijdens de levensduur door de batterij gaat, berekend door de totale kosten van het systeem te delen door de in totaal gecycleerde energie. Dit is het getal dat telt om technologieën te vergelijken, en het is niet hetzelfde als de catalogusprijs. Approfondisci.

Peak shaving

Detto anche: pieken afvlakken

Gebruik van de batterij om pieken in de afname van het net op te vangen, waardoor het gecontracteerde vermogen en de bijbehorende kosten dalen. Typische toepassing van commerciële en industriële opslag.

Zelfverbruik

Detto anche: pv-zelfverbruik, aandeel zelfverbruik

Het deel van de door de pv-installatie geproduceerde energie dat direct door de verbruiker wordt gebruikt in plaats van op het net te worden ingevoed. Een batterij verhoogt dit aandeel door de overdag geproduceerde energie naar de avonduren te verschuiven. Approfondisci.