Przesłanka

Integracja systemu magazynowania energii elektrochemicznej z instalacją fotowoltaiczną
domestico ma ma ma ma ma ma
nadwyżka w stosunku do godzin zużycia niepokrytych bezpośrednio produkcją
solare. Najbardziej reprezentatywną metryką tego transferu jest
l’autonomia energetyczna w języku angielskim wskaźnik samowystarczalności),
zdefiniowana jako udział zużycia domowego pokryty przez instalację, obliczony jako:

autonomia (%) = (całkowite zużycie − pobór z sieci) / całkowite zużycie × 100

W literaturze, włoskie wartości autonomii mieszkaniowej z magazynowaniem energii
Zazwyczaj mieszczą się one w przedziale od 60% do 80%
(por. studia RSE 2022; Quoilin i inni., 2016). Niniejsza nota przedstawia
wyniki wewnętrznego monitoringu na próbce instalacji mieszkalnych
z baterią sodową Heiwit, pokazując rozkład skoncentrowany na
wyższe wartości i omówienie czynników technologicznych, które to umożliwiają.

Metodologia

Dane pochodzą z platformy monitorującej Heiwit, która pozyskuje
z kadencją minuta po minucie wielkości elektryczne podłączonych instalacji.
Do niniejszego badania zagregowano, z godziny na godzinę, następujące
Skumulowane wartości liczników falownika na ruchomym oknie
na 60 dni

• energia wytworzona przez generator fotowoltaiczny;
• energia przekazana do sieci;
• energia pobrana z sieci (wejście);
• energia przesyłana podczas ładowania i rozładowywania akumulatora.

Wykluczono obiekty bez kompletnej serii czasowej
okres (instalacje wykonane mniej niż 30 dni temu lub z przerwami
komunikacyjne przekraczające 15% czasu). Ponadto wyodrębniono
instalacje działające w trybie “Zero Export”, których produkcja PV może
pozostać niedocenionym z powodu ograniczenie narzucony przez falownik
w oczekiwaniu na autoryzację połączenia sieciowego: dla tych systemów
niezależność jest jednak możliwa do obliczenia, ale z uwzględnieniem, że jest to
z szacunku konserwatywnego w odniesieniu do ostatecznego reżimu operacyjnego.

Wszystkie instalacje tego modelu są wyposażone w magazyny energii jonowo-sodowej.
Heiwit (konfiguracja 16S, ~48 V nominalnie) z własnym BMS i
nieprzerwane monitorowanie kluczowych parametrów stanu baterii
(SoH, ładowanie, temperatura ogniwa).

Wyniki

Dystrybucja autonomii energetycznej

Średnia autonomia energetyczna badanej próby wyniosła
82%, w przedziale od 23% do 98%. Rozkład
jest wyraźnie przesunięta w kierunku wysokich wartości, z dużą większością
instalacje o numerach od 80% do 95%.

Najbardziej uderzający jest fakt, że ponad
68% z parku powyżej 80% poziom autonomii
generalnie kojarzony w literaturze z nagromadzonymi konfiguracjami
nadwymiarowe lub o bardzo regularnych profilach zużycia. Stwierdzenie
że próbka operacyjna jest niejednorodna (różne obciążenia, różne ekspozycje,
sezonalności) osiągnął takie poziomy przy wymiarach
standard zasługuje na szczegółowe omówienie mechanizmów, które go umożliwiają.

Krzywa odpływu i zastosowana głębokość

Baterie sodowo-jonowe z katodami warstwowymi lub polianionowymi
(NFPP) przedstawiają krzywą napięcia rozładowania
w zasadzie płaski w szerokim zakresie stanu naładowania
(SoC) — zazwyczaj od 5% do 95% — w odróżnieniu od litowo-żelazowego
fosforan litowo-żelazowy (LFP), który ma szeroki płaskowyż, ale zamyka użyteczne okno
kilka punktów procentowych wcześniej na dwóch skrajnościach. W praktyce oznacza to
moc dostarczana przez baterię sodową pozostaje nominalna do
bardzo niskie stany naładowania, bez obniżenia mocy lub odcięcia przez BMS
ceny rozładunku.

Operacyjnie przekłada się to na użyteczną głębokość rozładowania (DoD)
faktycznie wykorzystana o kilka punktów procentowych wyższa niż
akumulator litowo-jonowy o tej samej nominalnej pojemności. W dziennym cyklu
di carico residenziale tipico, questi punti aggiuntivi spostano il
przejście z trybu “rozładunek kontrolowany” do trybu “sieć wspomagająca”
od 30 do 50 minut, przyczyniając się bezpośrednio do poprawy autonomii
zarejestrowana.

Zachowanie termiczne

Druga cecha chemii sodu obserwowana w danych z
monitorowanie to Stabilność wydajności w zależności od temperatury
ćwiczenia. Podczas gdy w przypadku chemii litowej dostępna moc
spada sensibilnie poniżej +5°C i podczas ładowania działa
zazwyczaj ograniczona poniżej 0°C, w przypadku badanych paczek Na-ion
moc znamionowa rozładunku była stała również w zbiorach danych
pozyskane w północno-włoskich instalacjach w miesiącach zimowych, z
temperatura otoczenia pomieszczeń mierzona w zakresie −5°C / +35°C.

Ta płaskość Termika ma znaczący wpływ praktyczny
na temat autonomii: we wczesnych godzinach porannych, kiedy zużycie jest
zazwyczaj skoncentrowany (gorąca woda, gotowanie, ogrzewanie elektryczne
(pomocniczy), a produkcja PV jest nadal minimalna, bateria jest w stanie
przepuścić moc wymaganą przez obciążenie, nawet jeśli komora techniczna
nie jest klimatyzowany, unikając tranzytu kwoty poboru z
sieć, która z innymi chemikaliami byłaby nieunikniona.

Dyskusja

Głównym czynnikiem wyjaśniającym zaobserwowaną wysoką autonomię w badanej próbie
analizzując, jest to połączenie trzech elementów typowych dla technologii sodowej:

1. Rozszerzone okno użytkowe SoCpłaska krzywa napięć
   pozwala na pracę w rozładowaniu do bardzo niskich stanów bez obniżania parametrów,
   zwiększając rzeczywiście wykorzystywane DoD w codziennym cyklowaniu.
2. Niezależność od temperaturymoc znamionowa
   jest dostępny również w warunkach pracy nieklimatyzowanych,
   eliminując typowe obniżenia wydajności chemii litowych w zimnych miesiącach
   i wspierając szczytowe obciążenia poranne.
3. Dynamiczna odpowiedź pakietów i BMSopóźnienie
   w przejściu z ładowania do rozładowania (i odwrotnie) jest niższa niż w sekundę
   w systemach monitorowanych, warunek minimalizujący ułamek zużycia
   pokryta siecią w stanie przejściowym.

Do tych czynników wewnętrznych dochodzi czynnik systemowy:
możliwość doprowadzenia baterii do bardzo niskich stanów naładowania bez
przyspieszające efekty na degradację kalendarzową i cykliczną. Dowody
eksperymenty opublikowane na katodach NFPP i katodach typu pruskiego
Biały (por. Hwang i inni., Chem. Soc. Rev. 2017;
Tapia-Ruiz i inni., Fizyka Energii 2021) wskazują na
szerokie okno odporności chemicznej, co jest zgodne z tym, że w naszych
dane, instalacje działające od ponad 12 miesięcy nie wykazują odchyleń
systematyki SoH w porównaniu do nowszych.

Ograniczenia badania

Przedstawione wyniki wskazują na osiedle mieszkaniowe
włoski i nie należy ich generalizować do innych profili konsumpcyjnych (komercyjne,
przemysł lekki, off-grid). 60-dniowe okno obserwacyjne
obejmuje ograniczoną sezonowość; analiza 12-miesięczna skonsoliduje
szacunek medianowej autonomii i pozwoli na odrębną ocenę dla
semestr letni i zimowy, gdzie spodziewamy się skurczu
kontrola metryki w chłodniejszych miesiącach (ze względu na mniejsze nasłonecznienie,
(nie z powodu ograniczeń technologicznych baterii).

Należy również zauważyć, że niemała część analizowanego parku
jest w trybie “Zero eksportu”, oczekując na autoryzację przyłącza
definitywna, stan, w którym falownik ogranicza produkcję PV. W przypadku
te impianti, metryka zasięgu jest niedoszacowana w porównaniu do
nominalny tryb pracy: oczekuje się dalszego przesunięcia
dystrybucji w kierunku wyższych wartości po zakończeniu procedury
autoryzacyjny.

Wnioski

Analiza polowa potwierdza, że na włoskim osiedlu mieszkaniowym
eterogeniczny, wyposażony w akumulator sodowo-jonowy Heiwit, jest
możliwe do osiągnięcia średnie poziomy autonomii energetycznej
wyższe niż 80%, z ponad jedną dziesiątą parku do
końce skali (≥ 95%). Cechy charakterystyczne tej
technologia sodowa - płaska krzywa rozładowania, niezależność od
temperatura robocza, szerokie okno użyteczne SoC — przyczyniają się do
wyjaśnić te wartości bez uciekania się do nadmiarowości
akcumulacji.

W ciągu najbliższych miesięcy opublikujemy aktualizację obejmującą
pełny rok kalendarzowy i odrębna analiza dystrybucji
autonomii według przedziałów czasowych i sezonu, w tym
Ilościowe porównanie krzywej rozładowania dla Na-jonów i LFP.
su pacchi di pari taglia in laboratorio.