Glosar privind bateriile cu ioni de sodiu

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

Detto anche: 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. Approfondisci.

Baterie cu sare

Detto anche: baterii cu sare, salt battery

Denumire comună folosită în Italia pentru a desemna bateriile cu ioni de sodiu, deoarece sodiul provine din clorura de sodiu, adică sarea de bucătărie. Termenul este utilizat și pentru alte tehnologii, cum ar fi bateriile cu sodiu-nichel-clorură (ZEBRA) și cele cu apă sărată: Heiwit produce exclusiv baterii cu ioni de sodiu. Approfondisci.

NFPP

Detto anche: 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, cu 9.000 de cicluri de viață; sistemele 2025-2026 utilizează celule cu oxizi stratificați. Approfondisci.

Oxizi stratificați

Detto anche: 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

Detto anche: 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

Detto anche: 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

Detto anche: 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

Detto anche: 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

Detto anche: 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)

Detto anche: 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. Approfondisci.

SoH (starea de sănătate)

Detto anche: 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)

Detto anche: 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 80 % DoD nu sunt comparabile cu cicluri măsurate la 50 %.

Ciclu de încărcare și descărcare

Detto anche: 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

Detto anche: 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. Approfondisci.

Rata C

Detto anche: 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

Detto anche: 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. Approfondisci.

Densitatea energetică

Detto anche: 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. Approfondisci.

Accelerare termică necontrolată

Detto anche: accelerare termică necontrolată

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. Approfondisci.

Invertor hibrid

Detto anche: 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. Approfondisci.

MPPT

Detto anche: 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)

Detto anche: 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

Detto anche: 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

Detto anche: 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. Approfondisci.

Grad de protecție IP

Detto anche: 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

Detto anche: 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). Approfondisci.

Derating

Detto anche: 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

Detto anche: 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. Approfondisci.

NMC

Detto anche: 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

Detto anche: 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

Detto anche: 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

Detto anche: module în paralel, extinderea stocării

Conectarea mai multor module de baterie la același invertor pentru a le însuma capacitatea la aceeași tensiune. Invertoarele Heiwit acceptă până la 3 module de 10 kWh, pentru un total de 30 kWh.

LCOS

Detto anche: 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. Approfondisci.

Reducerea vârfurilor de consum

Detto anche: 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

Detto anche: 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. Approfondisci.