Akumulatory sodowo-jonowe

Baterie w jony sodu stanowią nową technologię w dziedzinie magazynowania energii, zaprojektowaną w celu zaoferowania zrównoważonej i tańszej alternatywy dla tradycyjnych baterii litowo-jonowych. Jak sama nazwa wskazuje, baterie te wykorzystują sód, obfity i łatwo dostępny pierwiastek, zamiast litu, który jest rzadszy i droższy.

Jedną z głównych innowacji w projekcie HEIWIT jest zastosowanie akumulatorów sodowo-jonowych, dostępnych w modułach o pojemności 10 kWh, co pozwala na skalowanie pojemności magazynowej w zależności od potrzeb instalacji. Akumulatory te oferują szereg korzyści środowiskowych i eksploatacyjnych w porównaniu z ich litowymi odpowiednikami.

Korzyści dla środowiska

1. Dość dostępneSód jest jednym z najobficiej występujących pierwiastków na Ziemi, w przeciwieństwie do litu, którego zasoby są ograniczone i często wydobywane w sposób powodujący znaczne szkody dla środowiska. Wydobycie sodu ma znacznie mniejszy wpływ na środowisko niż wydobycie litu.
2. Zrównoważony rozwójBaterie sodowo-jonowe nie wymagają kobaltu ani niklu, metali często kojarzonych z nieetycznymi i szkodliwymi dla środowiska praktykami wydobywczymi. Dzięki temu baterie HEIWIT są bardziej przyjazne dla środowiska i odpowiedzialne społecznie.
3. Możliwość recyklinguBaterie sodowo-jonowe są łatwiejsze do recyklingu niż baterie litowe, co dodatkowo zmniejsza wpływ na środowisko po zakończeniu ich cyklu życia.
4. BezpieczeństwoAkumulatory sodowo-jonowe są z natury bezpieczniejsze, ponieważ są mniej podatne na przegrzanie i zapalenie, co zmniejsza ryzyko związane z ich użytkowaniem i utylizacją.

Innowacyjność HEIWIT

HEIWIT oferuje rozwiązania w zakresie magazynowania energii, które wykorzystują zalety akumulatorów sodowo-jonowych, zapewniając modułową pojemność już od 10 kWh, dostosowaną do mocy instalacji. Rozwiązania te idealnie nadają się do zastosowań przemysłowych, komercyjnych i mieszkaniowych, umożliwiając bardziej zrównoważone i ekonomiczne zarządzanie energią. Dzięki HEIWIT kontynuujemy rewolucję energetyczną, która nie tylko poprawia wydajność, ale także chroni naszą planetę, zapewniając bardziej ekologiczną i bezpieczną przyszłość energetyczną.

Odkryj zalety akumulatorów sodowo-jonowych Heiwit

Akumulatory sodowo-jonowe stanowią jedną z najbardziej obiecujących innowacji w sektorze magazynowania energii, wyróżniając się unikalnym połączeniem zrównoważonego rozwoju, bezpieczeństwa i długowieczności. W tym artykule przedstawiamy kluczowe cechy akumulatorów sodowo-jonowych Heiwit i korzyści, które sprawiają, że są one doskonałym wyborem dla osób poszukujących niezawodnego i przyjaznego dla środowiska rozwiązania do magazynowania energii.

Bezpieczeństwo przede wszystkim

Jednym z najważniejszych aspektów każdej technologii magazynowania energii jest bezpieczeństwo. W przeciwieństwie do baterii litowych, które znane są z wysokiej reaktywności i ryzyka pożaru lub wybuchu w przypadku przegrzania, baterie sodowo-jonowe oferują znacznie większą stabilność chemiczną. Stabilność ta wynika z mniej reaktywnego charakteru sodu w porównaniu do litu, co sprawia, że baterie te są bezpieczniejsze nawet w ekstremalnych warunkach pracy. W przypadku wysokich temperatur lub wypadków, akumulatory sodowo-jonowe są zaprojektowane tak, aby utrzymać kontrolę termiczną, znacznie zmniejszając ryzyko dla bezpieczeństwa.

Akumulatory sodowo-jonowe Heiwit są zatem idealne do zastosowań domowych i komercyjnych, w których bezpieczeństwo jest priorytetem. Dzięki wewnętrznej konstrukcji, która minimalizuje możliwość zwarcia i zaawansowanemu systemowi zarządzania baterią (BMS), baterie te są idealne dla tych, którzy chcą mieć system magazynowania, na którym mogą polegać nawet w przypadku nieoczekiwanych warunków.

Pełny recykling dla zrównoważonej przyszłości

Jedną z charakterystycznych zalet akumulatorów sodowo-jonowych Heiwit jest możliwość ich recyklingu. Coraz większy nacisk na wpływ materiałów technologicznych na środowisko uwypuklił znaczenie wyboru rozwiązań do przechowywania, które nie wytwarzają odpadów trudnych do usunięcia. Akumulatory sodowo-jonowe Heiwit są zaprojektowane tak, aby w pełni nadawały się do recyklingu, co oznacza, że po zakończeniu cyklu życia można je zdemontować i ponownie wykorzystać bez szkodliwego wpływu na środowisko.

Ta ekologiczna zaleta jest szczególnie istotna w kontekście baterii, gdzie utylizacja materiałów stanowi poważne wyzwanie. W przeciwieństwie do litu, który wymaga bardziej złożonych i często zanieczyszczających procesów wydobycia i utylizacji, sód jest pierwiastkiem występującym w dużych ilościach i łatwo poddającym się recyklingowi. Baterie sodowo-jonowe Heiwit są zatem świadomym wyborem dla tych, którzy chcą zmniejszyć wpływ zużycia energii na środowisko, przyczyniając się do bardziej zrównoważonej gospodarki o obiegu zamkniętym.

Trwałość i żywotność: ponad 6500 cykli

Inwestując w system magazynowania energii, należy wziąć pod uwagę trwałość produktu. Akumulatory sodowo-jonowe Heiwit wyróżniają się również pod tym względem, zapewniając dłuższą żywotność niż większość akumulatorów litowo-jonowych. Dzięki możliwości wykonania ponad 6500 cykli ładowania i rozładowania, akumulatory te oferują niezwykle długą żywotność, utrzymując wysoki poziom wydajności w czasie.

Ta niezwykła trwałość przekłada się na znaczne oszczędności: bateria, która działa dłużej, oznacza mniej wymian i inwestycję, która zwraca się szybciej. W szczególności dla firm może to być znaczna korzyść ekonomiczna, ponieważ zmniejsza koszty operacyjne związane z konserwacją i wymianą baterii. Również dla klientów indywidualnych długowieczność akumulatorów Heiwit przekłada się na większą niezawodność i spokój ducha, wiedząc, że ich system magazynowania będzie działał przez wiele lat.

Przystępność: przystępna i zrównoważona inwestycja

Innym kluczowym aspektem baterii sodowo-jonowych Heiwit jest ich stosunkowo niski koszt. Sód jest pierwiastkiem występującym w znacznie większej ilości niż lit, w związku z czym wydobycie i produkcja baterii sodowo-jonowych jest tańsza. Sprawia to, że baterie Heiwit są bardzo opłacalną opcją zarówno dla firm, jak i osób prywatnych, oferując niedrogie i zrównoważone rozwiązanie do przechowywania energii.

W przeciwieństwie do innych baterii, które wymagają rzadkich lub drogich materiałów, baterie sodowo-jonowe wykorzystują powszechnie dostępne zasoby, zmniejszając koszty produkcji, a w konsekwencji cenę dla konsumenta końcowego. Ta opłacalność nie odbywa się kosztem wydajności, ponieważ baterie Heiwit zachowują wyjątkową pojemność i trwałość. Konkurencyjne cenowo, baterie te oferują wyjątkową możliwość udostępnienia zrównoważonego magazynowania energii coraz większej liczbie użytkowników.

Zdalne monitorowanie za pomocą aplikacji Heiwit Advanced

Dodatkową zaletą akumulatorów sodowo-jonowych Heiwit jest możliwość monitorowania wydajności baterii w czasie rzeczywistym za pośrednictwem dedykowanej aplikacji. Funkcja ta zapewnia użytkownikom pełną kontrolę nad systemem przechowywania, umożliwiając im przeglądanie danych, takich jak stan naładowania, wydajność i ogólna wydajność baterii bezpośrednio ze smartfona lub tabletu.

Zdalne monitorowanie optymalizuje wykorzystanie baterii, zmniejszając straty energii i maksymalizując wydajność. Dla firm funkcja ta jest ogromną zaletą w zakresie zarządzania energią, ponieważ pozwala im monitorować zużycie i w razie potrzeby szybko interweniować. Dla klientów indywidualnych aplikacja monitorująca Heiwit oferuje również wygodę posiadania wszystkich informacji o energii na wyciągnięcie ręki, pomagając im w bardziej świadomym i wydajnym korzystaniu z energii.

Jak działają baterie sodowo-jonowe?

Z technicznego punktu widzenia akumulatory sodowo-jonowe działają podobnie do akumulatorów litowo-jonowych, ale wykorzystują reakcję jonów sodu zamiast litu. Podczas procesu ładowania jony sodu przemieszczają się z anody do katody, magazynując energię. Podczas rozładowywania proces ten ulega odwróceniu, umożliwiając uwolnienie zmagazynowanej energii.

Ta innowacyjna technologia oferuje wysoką wydajność i minimalną degradację wydajności w czasie, dzięki mniej reaktywnym i bardziej stabilnym chemicznie materiałom. Zastosowanie sodu zamiast litu umożliwia bezpieczniejsze zarządzanie temperaturą i eliminację krytycznych materiałów, takich jak kobalt, co dodatkowo zmniejsza wpływ produkcji na środowisko.

Wszechstronność zastosowania baterii Heiwit

Baterie sodowo-jonowe Heiwit są niezwykle wszechstronne i mogą być wykorzystywane w szerokim zakresie zastosowań, zarówno domowych, jak i komercyjnych. Idealnie nadają się do integracji z systemami fotowoltaicznymi, umożliwiając magazynowanie energii wyprodukowanej w ciągu dnia, a następnie wykorzystanie jej wieczorem lub w nocy. Ponadto akumulatory Heiwit doskonale nadają się do systemów rezerwowych, zapewniając ciągłość zasilania nawet w przypadku awarii zasilania lub przerw w sieci.

Zastosowania przemysłowe są równie korzystne: dzięki możliwości magazynowania dużych ilości energii i trwałości, baterie Heiwit oferują znaczną przewagę pod względem oszczędności energii i optymalizacji zasobów. Firmy stosujące te baterie nie tylko korzystają z obniżonych kosztów energii, ale mogą również poprawić swój wizerunek środowiskowy poprzez przyjęcie zrównoważonej technologii.

Wnioski: Dlaczego warto wybrać baterie solne Heiwit?

Podsumowując, akumulatory sodowo-jonowe Heiwit to nowoczesne, bezpieczne i przyjazne dla środowiska rozwiązanie do magazynowania energii dla osób poszukujących niezawodnego, długoterminowego systemu. Dzięki bezpieczeństwu, możliwości całkowitego recyklingu, wyjątkowej trwałości ponad 6500 cykli, niskim kosztom i wygodzie zdalnego monitorowania, baterie te są jedną z najbardziej obiecujących opcji na rynku magazynowania energii.

Niezależnie od tego, czy jesteś klientem biznesowym czy indywidualnym, wybór bateria solna Heiwit oznacza wybór zrównoważonego, najnowocześniejszego rozwiązania energetycznego, które sprosta wyzwaniom przyszłości energetycznej.

Technologia sodowo-jonowa w szczegółach

Baterie sodowo-jonowe nie są uniwersalnym zamiennikiem litu i przedstawianie ich w ten sposób byłoby niepoprawne. To technologia chemiczna o innym profilu kompromisów, który w jednych zastosowaniach liczy się bardziej niż w innych: w magazynowaniu stacjonarnym powiązanym z fotowoltaiką – gdzie system pozostaje w miejscu instalacji i musi działać przez dwadzieścia lat w pomieszczeniu, którego nikt nie ogrzewa – ten profil jest szczególnie korzystny.

Sekcje poniżej wyjaśniają dlaczego, podając dane i odnośniki do szczegółów technicznych.

Jak działa akumulator sodowo-jonowy

Zasada jest taka sama jak w baterii litowej. Są dwie elektrody — katoda, elektroda dodatnia, a anoda, minus — oddzielone od siebie elektrolit który pozwala na przepływ jonów, ale nie elektronów.

Podczas ładowania jony sodu opuszczają katodę, przechodzą przez elektrolit i wnikają w anodę, podczas gdy elektrony wędrują przez obwód zewnętrzny. Podczas rozładowania ta droga się odwraca, a ten przepływ elektronów jest energią zasilającą dom. Sód zastępuje lit w roli nośnika ładunku: jest większy i cięższy, co kosztuje gęstość energetyczną, ale jest wszędzie — w oceanach, minerałach, soli kuchennej.

Jedna techniczna konsekwencja tej zamiany zasługuje na uwagę: w ogniwach sodowych oba kolektory prądu mogą być wykonane z aluminium, podczas gdy lit wymaga miedzi na anodzie. To właśnie pozwala na rozładowanie ogniwa do zera w celu jego bezpiecznego magazynowania i transportu.

Pełne wyjaśnienie, obejmujące chemię elektrod oraz rolę BMS, znajduje się w przewodnik techniczny po bateriach sodowo-jonowych.

Główne chemie ogniw sodowo-jonowych

Pod nazwą “akumulator sodowo-jonowy” kryją się rodziny katod o bardzo zróżnicowanych właściwościach. Dwie z nich, które mają znaczenie dla magazynowania stacjonarnego, to:

• Tlenki warstwowe Na_xTMO₂jony poruszają się między ułożonymi w stosy warstwami tlenku. Struktura wydajna pod względem zmagazynowanej energii na jednostkę masy, ale warstwy rozszerzają się i kurczą podczas każdego cyklu.
• polianionowe, w tym’NFPP (pirofosforan sodowo-żelazowy): sód porusza się w sztywnej sieci trójwymiarowej, utrzymywanej razem przez grupy fosforanowe związane z żelazem. Mniejsza energia na kilogram, znacznie większa stabilność w czasie i w ekstremalnych temperaturach.

W systemach HEIWIT drugiej generacji zastosowano ogniwa polianionowe. Pełne porównanie obu rodzin produktów wraz z danymi kwalifikacyjnymi znajduje się w artykule poświęconym komórki polianionowe NFPP.

Sodowo-jonowe kontra litowo-żelazowo-fosforanowe (LFP)

Akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe (LFP) są obecnie wiodącą technologią chemiczną w magazynowaniu energii w sektorze mieszkaniowym i stanowią właściwy punkt odniesienia – a nie NMC, które obsługuje inne rynki. Uczciwe porównanie wygląda następująco:

Wskazane przedziały są typowe dla rynku i nie opisują pojedynczego ogniwa. W ramach każdej rodziny chemicznej różnice między produktami są duże: szczegółowe dane wraz z odpowiednimi warunkami testowymi podano na dedykowanych stronach szczegółowych.

Dlaczego jest interesujący w magazynowaniu stacjonarnym

Gęstość energetyczna jest najczęściej wymienianym parametrem w porównaniach akumulatorów i to z konkretnego powodu: akumulatory rozwijały się przede wszystkim do rzeczy, które się poruszają. W samochodzie każdy kilogram to masa, którą trzeba przyspieszać i hamować przez cały okres eksploatacji pojazdu.

Z kolei domowy lub komercyjny system magazynowania energii, jest podnoszony tylko raz: w dniu instalacji. Od tego momentu waga i objętość nie mają już żadnego znaczenia — ani dla wydajności, ani dla rachunku, ani dla trwałości. Liczy się natomiast:

• w czas trwania, ponieważ koszt ten zwraca się dzięki energii, którą system jest w stanie przepuścić przed końcem okresu eksploatacji;
• w bezpieczeństwo, ponieważ system znajduje się w pomieszczeniu technicznym, często wewnątrz domu;
• w właściwości termiczne, ponieważ w tym lokalu zimą jest zimno, a latem gorąco;
• w całkowity koszt za kWh w cyklu, który jest liczbą, która się liczy i nie pokrywa się z ceną katalogową;
• w konserwacja, czyli ile razy ktoś musi wracać do instalacji.

Pełne uzasadnienie wraz z metodą obliczeniową znajduje się w artykule szczegółowym na stronie gęstość energetyczna a żywotność w magazynowaniu stacjonarnym.

Systemy HEIWIT

Gama opiera się na moduł akumulatorowy o pojemności 10 kWh i napięciu 48 V, dostępny również w wersji umożliwiającej układanie w stosy, w połączeniu z falownikami hybrydowymi serii HEIWIT. Większe pojemności uzyskuje się dzięki budowie modułowej: do trzech akumulatorów połączonych równolegle na jeden falownik, a także większej liczbie systemów w konfiguracjach komercyjnych i przemysłowych.

Aplikacje

Ten sam moduł sprawdza się w bardzo różnych sytuacjach:

• Budownictwo mieszkaniowe — połączenie z domowa instalacja fotowoltaiczna, aby zwiększyć udział zużycia własnego z poziomów typowych wyłącznie dla instalacji fotowoltaicznych do znacznie wyższych wartości procentowych.
• Modernizacja i przebudowa — dodanie systemu magazynowania energii do już istniejącej instalacji, z wymianą falownika lub bez: poszczególne przypadki opisano w artykule na temat bateria zamontowana w ramach modernizacji.
• Handlowe i przemysłowe — różne konfiguracje w przypadku odbiorników trójfazowych, gdzie pomieszczenie techniczne często nie jest klimatyzowane, a wydajność przy rzeczywistych temperaturach ma duże znaczenie.
• BESS — systemy wyższej klasy do zastosowań przemysłowych, o których wspominaliśmy podczas prezentacji BESS – akumulator sodowo-jonowy o pojemności 1 MWh.

Bezpieczeństwo i badania kwalifikacyjne

Ogniwa są poddawane testom przewidzianym dla magazynów stacjonarnych: przebiciu gwoździem, przeładowaniu, zwarciu, zgnieceniu, próbie piecowej i kontroli termicznej do 300 °C. Pełne protokoły wraz z kryteriami akceptacji i różnicą między kwalifikacją ogniwa a kwalifikacją systemu znajdują się w pogłębionej analizie na bezpieczeństwo ogniw sodowo-jonowych.

Zachowanie w niskich temperaturach

Jest to różnica najłatwiejsza do zweryfikowania w praktyce i ta, która ma największe znaczenie w miesiącach, w których instalacje fotowoltaiczne wytwarzają mniej energii. W testach kwalifikacyjnych ogniwo polianionowe zachowuje ponad 90% pojemności w temperaturze −20 °C, podczas gdy ogniwa LFP, które posłużyły za punkt odniesienia, osiągają znacznie niższe wartości. Dane, protokół i wyjaśnienie elektrochemiczne znajdują się w artykule na temat ogniwa sodowo-jonowe w niskich temperaturach.

Często zadawane pytania

Jak długo trwa bateria sodowo-jonowa?

Żywotność mierzy się w cyklach ładowania i rozładowania, a podaną liczbę należy zawsze interpretować w połączeniu z warunkami testowymi: głębokością rozładowania, temperaturą i prądem. Wartości ogniw stosowanych w systemach HEIWIT wraz z odpowiednimi warunkami podano na stronach produktu oraz w materiałach technicznych. Liczba cykli nie stanowi jednak prognozy żywotności wyrażonej w latach: zależy ona również od temperatury pracy i średniego stanu naładowania.

Czy jest bezpieczniejsza od baterii litowej?

Charakteryzuje się korzystnymi parametrami bezpieczeństwa w trybie magazynowania stacjonarnego — dobrą stabilnością termiczną, odpornością na głębokie rozładowanie, możliwością przechowywania przy napięciu zerowym — jednak bezpieczeństwo jest właściwością całego systemu, a nie tylko samej ogniwa. Znaczenie mają zarówno ogniwo, pakiet ogniw, model BMS, elektronika, jak i jakość montażu.

Czy działa w niskich temperaturach?

Tak, i to jedna z mocnych stron tej mieszanki. W testach kwalifikacyjnych wydajność przy temperaturze −20 °C utrzymuje się powyżej 90%.

Czy nadaje się do instalacji fotowoltaicznej?

Jest to zastosowanie, do którego te systemy są zaprojektowane: jeden cykl dziennie, napełnianie w ciągu dnia i opróżnianie wieczorem, przez wiele kolejnych lat.

Ile to zajmuje miejsca?

Przy tej samej pojemności system sodowy jest bardziej gabarytowy niż litowo-żelazowo-fosforanowy ze względu na mniejszą gęstość energetyczną. W przypadku instalacji podłogowej w pomieszczeniu technicznym różnica ta nie ma praktycznych konsekwencji; należy ją jednak zweryfikować podczas wizji lokalnej, gdy dostępna przestrzeń jest ograniczona.

Jaka jest różnica między sodowo-jonowymi a LiFePO4?

Przenoszą inne ładunki – jony sodu zamiast litu – i to zmienia kompromis: litowo-żelazowo-fosforanowy magazynuje więcej energii na kilogram, sodowo-jonowy radzi sobie lepiej w zimnie, toleruje głębokie rozładowanie i nie używa ani litu, ani kobaltu. Powyższa tabela porównawcza podsumowuje główne parametry.

Czy firma HEIWIT produkuje również ogniwa?

Nie, a to rozróżnienie jest istotne. Firma HEIWIT opracowuje i produkuje system magazynowania energii — pakiet akumulatorów, BMS, układ sterowania, falownik i integracja — oraz dokonuje wyboru i kwalifikacji ogniw sodowo-jonowych stosowanych w swoich produktach. Jest to takie samo rozróżnienie, jakie istnieje w branży litowej między producentami ogniw a producentami domowych systemów magazynowania energii.

Jakie falowniki są kompatybilne?

Systemy te są zaprojektowane do współpracy z falownikami hybrydowymi HEIWIT, jednofazowymi VIRGO oraz trójfazowymi LYBRA, które komunikują się bezpośrednio z modułem BMS akumulatora. Pełen zakres zastosowań, w tym konfiguracje modernizacyjne w instalacjach z falownikami innych marek, opisano w artykule na temat inwertery kompatybilne z akumulatorem HEIWIT.

Zgodność z normami i certyfikaty systemu magazynowania energii

System magazynowania energii Heiwit — falownik Virgo wraz z akumulatorem sodowo-jonowym o napięciu 48 V — posiada oznaczenie CE i przeszedł pomyślnie testy przeprowadzone przez TÜV SÜD dotyczące całego zestawu, a nie tylko poszczególnych komponentów.

Zainstalować w innym kraju europejskim

Oznakowanie CE, dyrektywa niskonapięciowa oraz dyrektywa EMC obowiązują w całym Europejskim Obszarze Gospodarczym: z tego punktu widzenia system można wprowadzić do obrotu w całej Unii. zasady przyłączenia do sieci pozostają natomiast krajoweCEI 0-21 we Włoszech, VDE-AR-N 4105 w Niemczech i w Austrii, G98 i G99 w Wielkiej Brytanii, wymagania lokalnego operatora sieci w Szwajcarii, norma NF C 15-100 z procedurą Consuel we Francji. Przed instalacją poza Włochami prosimy o kontakt w celu uzyskania zaświadczenia ważnego dla Państwa kraju, pisząc na adres [email protected]Vi informiamo con quali certificati il sistema è già coperto e quali sono in corso.

Szczegóły testów wraz z dokumentami TÜV SÜD znajdują się w artykule akumulator sodowo-jonowy z certyfikatem CE do Włoch i Europy.