Glosar baterii cu ioni de sodiu: 35 de termeni explicați

Acest glosar explică în una sau două fraze termenii care apar frecvent când se vorbește despre baterii cu ioni de sodiu, stocare fotovoltaică și invertoare hibride. Definițiile sunt generale; acolo unde termenul privește direct produsele Heiwit, este indicată valoarea specifică, cu link către pagina de aprofundare.

Baterie cu ioni de sodiu

Cunoscut și ca: sodium-ion battery, Na-ion, baterie cu sodiu

Acumulator reîncărcabil în care purtătorul de sarcină este ionul de sodiu (Na⁺) în locul ionului de litiu. Principiul de funcționare este același ca la bateriile cu litiu; se schimbă materialele electrozilor, care nu conțin litiu. Celulele Heiwit nu conțin nici cobalt. Aflați mai multe.

Baterie cu sare

Cunoscut și ca: baterii cu sare, salt battery

Expresie folosită pentru tehnologii diferite: bateriile cu ioni de sodiu, bateriile cu sodiu-nichel-clorură (ZEBRA) și cele cu apă sărată. Heiwit se ocupă exclusiv de baterii cu ioni de sodiu. Aflați mai multe.

NFPP

Cunoscut și ca: Na4Fe3(PO4)2P2O7, fosfat-pirofosfat de sodiu și fier, celule polianionice

Material catodic polianionic pe bază de sodiu, fier și grupări fosfat și pirofosfat. Sodiul se deplasează într-o rețea tridimensională rigidă, ceea ce asigură stabilitate în timp și la temperaturi extreme, în schimbul unei densități energetice inferioare celei a oxizilor stratificați. Este chimia celulelor din versiunea 2027 a sistemelor Heiwit (NA-48V170Ah), cu 9.000 de cicluri la DoD 95% cu capacitate reziduală de 70%; sistemele 2025-2026 utilizează celule cu oxizi stratificați. Aflați mai multe.

Oxizi stratificați

Cunoscut și ca: layered oxide, NaxTMO2

Familie de materiale catodice pentru bateriile cu ioni de sodiu, în care ionii se inserează între straturile de oxid de metale de tranziție. Acestea oferă mai multă energie pe kilogram decât cele polianionice, dar straturile se dilată și se contractă la fiecare ciclu.

Catod

Cunoscut și ca: electrod pozitiv

Electrodul pozitiv al celulei: în timpul descărcării, acesta primește ionii de sodiu proveniți de la anod. Materialul catodului (NFPP, oxizi stratificați, LFP în bateriile cu litiu) determină în mare parte performanțele și durata de viață a bateriei.

Anod

Cunoscut și ca: electrod negativ, hard carbon

Electrodul negativ al celulei, care, în timpul încărcării, reține ionii de sodiu. În bateriile cu ioni de sodiu se utilizează de obicei carbon dur (hard carbon), deoarece grafitul din celulele cu litiu nu reține bine sodiul.

Electrolit

Substanță, lichidă sau solidă, care separă anodul de catod și permite trecerea ionilor, dar nu și a electronilor. Electronii circulă prin circuitul extern: acest flux este cel care alimentează consumatorii.

Colector de curent

Cunoscut și ca: current collector

Foaie metalică pe care este depus materialul activ al fiecărui electrod. În celulele cu ioni de sodiu, ambii colectori pot fi din aluminiu, în timp ce litiul necesită cupru la anod: aceasta este ceea ce permite stocarea la zero volți.

Stocare la 0 V

Cunoscut și ca: zero-volt storage, transport la 0 V

Posibilitatea de a descărca complet o celulă cu ioni de sodiu pentru a o depozita și transporta fără energie reziduală, datorită colectorilor din aluminiu. Celulele cu litiu nu suportă tensiunea zero, deoarece colectorul din cupru se deteriorează.

BMS

Cunoscut și ca: Battery Management System, sistem de gestionare a bateriei

Sistem electronic care controlează tensiunea, curentul și temperatura fiecărei celule, echilibrează pachetul de baterii, calculează starea de încărcare și starea de sănătate a bateriei și întrerupe încărcarea și descărcarea în cazul depășirii limitelor de siguranță. În bateriile Heiwit, acest sistem este integrat și comunică cu invertorul prin intermediul busului CAN.

SoC (starea de încărcare)

Cunoscut și ca: State of Charge, starea de încărcare

Procentul de energie disponibilă în baterie raportat la capacitatea maximă. Este o estimare calculată de BMS, nu o măsurătoare directă: de aceea, valoarea poate varia brusc după o recalibrare. Aflați mai multe.

SoH (starea de sănătate)

Cunoscut și ca: State of Health

Raportul dintre capacitatea actuală a bateriei și cea inițială, exprimat în procente. Descrie îmbătrânirea: o baterie cu SoH de 90 % stochează 90 % din energia pe care o stoca atunci când era nouă.

DoD (adâncimea de descărcare)

Cunoscut și ca: Depth of Discharge, adâncimea de descărcare

Partea din capacitate efectiv utilizată într-un ciclu. Ciclurile declarate trebuie citite întotdeauna împreună cu DoD-ul de testare: 6.500 de cicluri la 90 % DoD nu sunt comparabile cu cicluri măsurate la 50 %.

Ciclu de încărcare și descărcare

Cunoscut și ca: ciclu, cycle

O încărcare completă urmată de o descărcare completă sau echivalentul acestora prin însumarea ciclurilor parțiale. Este unitatea cu care se măsoară durata de viață utilă a unei baterii.

Durata de viață ciclică

Cunoscut și ca: cycle life, număr de cicluri

Numărul de cicluri pe care o celulă îl suportă înainte ca capacitatea să scadă sub un anumit prag, de obicei 80 % din cea inițială, în condițiile de testare indicate. Nu este o durată exprimată în ani: depinde de temperatură, de starea medie de încărcare și de adâncimea reală de descărcare. Aflați mai multe.

Rata C

Cunoscut și ca: viteză de încărcare, rată C

Raportul dintre curent și capacitatea nominală: 1C încarcă sau descarcă bateria într-o oră, 0,5C în două ore. O rată C mai mică prelungește durata de viață a celulei.

Autodescărcare

Cunoscut și ca: self-discharge

Pierderea de încărcare a unei baterii lăsate în repaus, fără sarcini conectate. La mai multe baterii Heiwit a fost măsurată la 0,35 % pe lună, adică 6 % în 539 de zile, la temperatura ambientală și la latitudinea Milanului. Aflați mai multe.

Densitatea energetică

Cunoscut și ca: Wh/kg, Wh/l, energy density

Energia stocată pe unitate de masă (Wh/kg) sau de volum (Wh/l). Celulele cu ioni de sodiu au o valoare mai mică decât celulele cu litiu: acest lucru contează în mobilitate, mult mai puțin în stocarea staționară, unde greutatea și volumul au importanță doar în ziua instalării. Aflați mai multe.

Accelerare termică necontrolată

Cunoscut și ca: thermal runaway

Reacție în lanț în care căldura generată de o celulă accelerează reacții care produc și mai multă căldură, până la incendiu. Stabilitatea materialelor polianionice reduce predispoziția celulelor NFPP de a o declanșa; siguranța rămâne însă o proprietate a sistemului complet, nu doar a celulei. Aflați mai multe.

Invertor hibrid

Cunoscut și ca: hybrid inverter, invertor cu stocare

Invertor care gestionează împreună sistemul fotovoltaic, bateria, rețeaua și consumatorii, decizând când să încarce, să descarce, să injecteze sau să preia energie. Invertoarele Heiwit Virgo (monofazat) și Lybra (trifazat) sunt proiectate pentru bateriile cu ioni de sodiu la 48 V. Aflați mai multe.

MPPT

Cunoscut și ca: Maximum Power Point Tracking, urmărirea punctului de putere maximă

Circuitul invertorului care reglează tensiunea și curentul stringurilor fotovoltaice pentru a extrage puterea maximă la variația iradierii și a temperaturii. Mai multe MPPT permit stringuri cu orientări diferite.

Funcția UPS (backup)

Cunoscut și ca: EPS, alimentare de urgență, timp de comutare

Capacitatea invertorului hibrid de a alimenta consumatorii din baterie atunci când lipsește rețeaua. Timpul de comutare este intervalul dintre deconectarea rețelei și reluarea alimentării: 10 ms la Virgo, sub 10 ms la Lybra.

Stocare staționară

Cunoscut și ca: stocare staționară, BESS

Sistem de stocare a energiei instalat într-un loc fix, cum ar fi o casă, o firmă sau o cabină, spre deosebire de bateriile pentru mobilitate. Aici contează durata, siguranța, comportamentul termic și costul pe kWh ciclat mai mult decât densitatea energetică.

Retrofit de stocare

Cunoscut și ca: revamping, adăugarea unei baterii la un sistem existent

Adăugarea unei baterii la un sistem fotovoltaic aflat deja în funcțiune. Cu bateriile Heiwit se instalează un invertor hibrid Heiwit, Virgo monofazat sau Lybra trifazat, conectat pe linia AC: invertorul fotovoltaic existent rămâne. Invertoarele altor mărci nu acceptă intervalul de tensiune al bateriilor cu sodiu. Aflați mai multe.

Grad de protecție IP

Cunoscut și ca: IP65, IP66, Ingress Protection

Cod din două cifre, conform standardului IEC 60529, care indică protecția împotriva prafului (prima cifră) și a apei (a doua). IP66 înseamnă complet protejat împotriva prafului și a jeturilor puternice de apă; IP65 împotriva jeturilor de apă.

CEI 0-21

Cunoscut și ca: norma CEI 0-21, regulă tehnică de conectare JT

Regulă tehnică italiană pentru conectarea utilizatorilor activi și pasivi la rețelele de joasă tensiune. Invertoarele cu stocare trebuie să o respecte pentru a fi conectate la rețea: invertoarele Virgo și Lybra de la Heiwit au certificarea CEI 0-21. Pentru Virgo cu bateria 48210, certificarea este emisă de TÜV SÜD pe baza încercărilor de tip. Pentru Lybra cu bateria HEIWIT-NA-48V210Ah, certificarea este emisă de TÜV Rheinland (certificat nr. A3 50741827 0001). Aflați mai multe.

Derating

Cunoscut și ca: reducerea puterii

Reducerea automată a puterii furnizate atunci când temperatura, altitudinea sau alte condiții depășesc un prag, pentru a proteja componentele electronice. Virgo reduce puterea peste 40 °C, Lybra peste 45 °C.

LFP

Cunoscut și ca: litiu fier fosfat, LiFePO4

Chimie cu litiu având catod din fosfat de fier și litiu, astăzi reper în stocarea rezidențială datorită stabilității și duratei de viață. Este termenul de comparație corect pentru bateriile cu ioni de sodiu în aplicațiile staționare. Aflați mai multe.

NMC

Cunoscut și ca: nichel mangan cobalt, litiu NMC

Chimie cu litiu având catod pe bază de nichel, mangan și cobalt, cu densitate energetică ridicată, utilizată mai ales în vehiculele electrice. Conține cobalt și nichel. Celulele cu ioni de sodiu de la Heiwit nu conțin cobalt. Versiunea 2027, cu catod polianionic NFPP, nu conține nici nichel.

kWh și kW

Cunoscut și ca: kilowatt-oră, kilowatt, capacitate și putere

kWh măsoară energia stocată (capacitatea bateriei), iar kW puterea cu care aceasta este furnizată sau absorbită. O baterie de 10 kWh cu 5 kW putere nominală poate alimenta o sarcină de 5 kW timp de aproximativ două ore.

Eficiența dus-întors

Cunoscut și ca: round-trip efficiency, eficiența ciclului

Raportul dintre energia restituită de baterie și cea consumată pentru încărcarea ei, inclusiv pierderile invertorului și ale BMS. Cu cât este mai mare, cu atât se pierde mai puțină energie la trecerea prin sistemul de stocare.

Baterii conectate în paralel

Cunoscut și ca: module în paralel, extinderea stocării

Conectarea mai multor module de baterie la același invertor pentru a le însuma capacitatea la aceeași tensiune. Virgo monofazat acceptă până la 3 module de 10 kWh (30 kWh), Lybra trifazat până la 6 (60 kWh).

LCOS

Cunoscut și ca: Levelized Cost of Storage, costul nivelat al stocării

Costul fiecărui kWh care trece prin baterie pe parcursul vieții acesteia, calculat prin împărțirea costului total al sistemului la energia ciclată în total. Este cifra care contează pentru a compara tehnologiile și nu coincide cu prețul de listă. Aflați mai multe.

Reducerea vârfurilor de consum

Cunoscut și ca: reducerea vârfurilor

Utilizarea bateriei pentru a acoperi vârfurile de consum din rețea, reducând puterea contractată și costurile aferente. Aplicație tipică a stocării comerciale și industriale.

Autoconsumul

Cunoscut și ca: autoconsum fotovoltaic, cota de autoconsum

Cota de energie produsă de sistemul fotovoltaic și consumată direct de utilizator, în loc să fie injectată în rețea. O baterie o mărește, mutând energia produsă ziua către orele serii. Aflați mai multe.