Sind Natriumionenbatterien der nächste große Schritt in der Solarspeicherung?

Batterien werden immer mehr zu einem unverzichtbaren Bestandteil von Solaranlagen für Privathaushalte. Sie benötigen eine Batterie, wenn Sie Energie speichern möchten, um sie zu nutzen, wenn die Sonne nicht scheint oder bei Stromausfällen. Wenn Sie eine Bei einer netzunabhängigen Solaranlage ist Ihre Batterie buchstäblich die Lebensader Ihres Hauses.

Lithium-Ionen-Akkus (Li-Ion) sind derzeit die erste Wahl für Solarbatterien, da dieser Typ sehr zuverlässig ist und in führenden Batteriespeicherprodukten, einschließlich der folgenden, zum Einsatz kommt: Tesla Powerwall, Generac PWRcell und LG Chem.

Jedoch, Natriumionenbatterien sind eine vielversprechende Technologie, da sie sicherer in der Anwendung und theoretisch kostengünstiger in der Herstellung sind. Allerdings hat sich die Technologie in den letzten Jahren trotz jüngster Berichte über … nicht wesentlich weiterentwickelt. Durchbrüche.

Was ist eine Natriumionenbatterie?

Eine Natriumionenbatterie nutzt Natrium als Ladungsträger. innere Struktur Die Funktionsweise von Natriumionen-Akkus ähnelt der von Lithiumionen-Akkus, weshalb sie oft miteinander verglichen werden. Natriumionen-Akkus sind, genau wie Lithiumionen-, Blei-Säure- und AGM-Akkus (Absorbent Glass Mat), wiederaufladbar.

Mehr erfahren:

• Sind Lithium-Ionen-Solarbatterien die beste Energiespeicheroption?

• Sollten Sie sich für eine Blei-Säure-Batterie zur Solarspeicherung entscheiden?

• Alles über AGM-Batterien

Die Entwicklung von Natriumionenbatterien begann in den 1980er Jahren und nahm in jüngster Zeit aufgrund von Herausforderungen bei der Skalierung von Lithiumionenbatterien, wie steigenden Materialkosten und der Notwendigkeit, große Mengen Lithium zu beschaffen, um die Batterieproduktion und die Nachfrage aufrechtzuerhalten, Fahrt auf.

Es wurden umfangreiche Forschungen zur Optimierung von Natriumionen-Batteriezellen durchgeführt, insbesondere im Zusammenhang mit der Verwendung von Preußischblau Natriumionen-Akkus können als Kathodenmaterial verwendet werden und sind in verschiedenen Formen erhältlich, von herkömmlichen zylindrischen Akkus bis hin zu rechteckigen Pouch-Zellen. Diese Formvielfalt ist ideal für die Kommerzialisierung und ermöglicht den Einsatz dieses Akkutyps in Energiespeichern, Elektrofahrzeugen und tragbaren Geräten.

Natriumionen-Batterie vs. Lithiumionen-Batterietechnologien

Vergleichen wir Natriumionenbatterien mit zwei gängige Arten von Lithium-Ionen-Batterien – Nickel-Mangan-Kobalt (NMC) und Lithium-Eisenphosphat (LFP).

Diese Lithium-Ionen-Batterien sind die am häufigsten verwendeten Solarenergieprodukte in Photovoltaik-Anlagen für Privathaushalte.

Energiedichte und Effizienz

Natriumionen-Batterien weisen die geringste Energiedichte auf, wodurch sie mehr Platz benötigen als Lithiumionen-Batterien. NMC-Batterien besitzen die höchste Energiedichte.

Eine 10-Kilowattstunden-Lithium-Ionen-Batterie (kWh) benötigt in Ihrem Zuhause weniger Platz als eine 10-kWh-Natrium-Ionen-Batterie, obwohl beide die gleiche Kapazität haben. Dies könnte problematisch sein, wenn Sie nur wenig Platz auf Ihrem Grundstück haben. Da Natrium-Ionen-Batterien jedoch noch in der Entwicklung sind, könnte sich dies in Zukunft ändern.

Alle drei Batterietechnologien bieten einen Wirkungsgrad von über 90 %. Das bedeutet, dass die Batterien Energieverluste effektiv minimieren und somit mehr der von Ihren Solarmodulen erzeugten Energie gespeichert werden kann, anstatt während des Speichervorgangs verloren zu gehen.

Batterien mit hohem Wirkungsgrad können Geräte und Anlagen über lange Zeiträume zuverlässig mit Strom versorgen. LFP-Batterien weisen einen etwas höheren Wirkungsgrad auf als NMC- und Natriumionen-Batterien. Die Unterschiede sind jedoch sehr gering und nur bei großen Solaranlagen bemerkbar.

Sicherheit 

Festkörper-Natriumionenbatterien sind sicherer als Lithiumionenbatterien, weil sie nicht entflammbar Lithiumbatterien funktionieren zuverlässig in einem breiten Temperaturbereich. Obwohl sie stabil sind, können sie bei unsachgemäßer Verwendung, Ladung oder Lagerung entzündlich sein.

Kürzlich warnte die Feuerwehr von New York City (FDNY) vor den Brandgefahren von Lithium-Ionen-Batterien aufgrund mehrerer Vorfälle mit diesen Batterien. Sie können Feuer fangen. Solche Vorfälle sind jedoch selten und sollten Sie nicht davon abhalten, Lithium-Ionen-Batterien für die Speicherung von Solarenergie zu Hause zu kaufen.

LFP ist im Vergleich zu NMC sicherer, da es höheren Betriebstemperaturen standhält und gleichzeitig mehr Leistung verarbeiten kann. Lithium-Ionen-Batterien sind im Vergleich zu Natrium-Ionen-Batterien umfassend getestet und haben sich in der Solarindustrie bewährt.

Kosten 

Die Kosten sind ein wichtiger Faktor bei der Einführung von Batterietechnologie; sie erhöhen die Kosten einer Solaranlageninstallation um mehrere tausend Dollar.

Natriumionenbatterien werden voraussichtlich kostengünstiger sein als Lithiumionenbatterien, da sie aus günstigeren Materialien bestehen. Lithiumionenbatterien für die Solarenergiespeicherung kosten typischerweise zwischen 10.000 US-Dollar und 18.000 US-Dollar vor dem Die staatliche Förderung für Solaranlagen hängt von Art und Kapazität ab. Eine der beliebtesten Lithium-Ionen-Batterien ist die Tesla Powerwall. Powerwall-Kosten ca. 15.500 US-Dollar inklusive Installation.

Lithium-Ionen-Batterien benötigen in der Herstellung große Mengen Lithium und Kobalt. Die Kosten für Lithium sind Die Nachfrage steigt, angetrieben durch die Inflation sowie die hohe Nachfrage nach Elektrofahrzeugen und Heimspeichern. Die plötzliche Nachfrage nach dem Metall hat zu einem Engpass geführt, der voraussichtlich anhalten wird. in den kommenden Jahren. Natriumionenbatterien verwenden kein Lithium, Kobalt oder Nickel.

Tatsächlich treiben die Schwierigkeiten bei der Lithiumgewinnung die Entwicklung von Natriumionenbatterien voran. Viele sind der Ansicht, dass ein neuer Batterietyp auf den Markt gebracht werden muss, um die Nachfrage nach Energiespeichern zu decken.

Verfügbarkeit

Es gibt zwar einige Natriumionen-Akkus zu kaufen, die meisten befinden sich jedoch noch im Prototypen- oder Demonstrationsstadium. Der Online-Kauf von Natriumionen-Akkus ist nicht unkompliziert und erfordert eine formelle Anfrage an den Hersteller.

Andererseits werden Lithium-Ionen-Batterien für Solarenergiespeichersysteme von zahlreichen Batterieherstellern weltweit angeboten. Diese Produkte sind derzeit die bevorzugte Batterietechnologie sowohl für Verbraucher als auch für führende Marken und Händler. Sie können sie problemlos online oder im Fachhandel erwerben. lokaler Solaranlageninstallateur.

Unternehmen, die Natriumionenbatterien entwickeln

Mehrere Unternehmen arbeiten an der Entwicklung und Markteinführung von Natriumionenbatterien. Viele dieser Firmen verfügen bereits über Prototypen und stehen kurz davor, Natriumionenbatterien für Endverbraucher anzubieten.

Blueti

Blueti stellt Solarmodule sowie LFP-Batterien für den mobilen Einsatz und als Notstromversorgung für Privathaushalte her.

Das in Nevada ansässige Unternehmen kündigte Anfang 2022 einen Natriumionen-Solargenerator an, der jedoch noch nicht im Handel erhältlich ist. Das Produkt verfügt über eine Kapazität von 3.000 Wattstunden (Wh) und ist für höhere Leistungsanforderungen erweiterbar. Bluetti kann auf eine erfolgreiche Bilanz im Bereich der Solargeneratoren zurückblicken, und wenn es dem Unternehmen gelingt, eine Natriumbatterie für den Privatkundenmarkt attraktiv zu gestalten, könnte dies einen bedeutenden Durchbruch bedeuten. Man sollte dieses Unternehmen im Hinblick auf zukünftige führende Natriumionen-Solarbatterielösungen im Auge behalten.

Contemporary Amperex Technology (CATL)

CATL ist ein globaler Batteriehersteller und hält einen Marktanteil von über 30 % bei Lithium-Ionen-Batterien, die in Elektrofahrzeugen verwendet werden.

Das in China ansässige Unternehmen entwickelt derzeit seine erste Generation von Natriumionen-Batterien. Der Fokus liegt dabei auf der Steigerung der Energiedichte der Batterie, um die Anwendungsmöglichkeiten des Produkts zu erweitern.

CATL ist ein bedeutender Akteur im noch jungen Markt für Natriumionenbatterien, da das Unternehmen dank seiner großen Betriebskapazität, die aus mehr als 33.000 Mitarbeitern (Stand 2020) besteht, die Produktion schnell ausweiten kann.

Natronenergie

Natronenergie bietet eine kompakte Natriumionenbatterie für sehr spezifische Anwendungen an, darunter Rechenzentren, Telekommunikation und Rackmount-Anwendungen.

Dieses Produkt erfüllt die Sicherheitsstandards von Underwriters Laboratories (UL), was eine der Herausforderungen für die Markteinführung der Batterie darstellt. Die Natrium-Ionen-Batterie zeichnet sich durch eine lange Lebensdauer aus und liefert mehr Leistung als Blei-Säure-Batterien.

Obwohl die Schnellladebatterie käuflich erworben werden kann, ist sie für Solaranlagen im Hausgebrauch unzureichend.

AMTE Power 

AMTE Power Das Unternehmen entwickelt und produziert Batterien für den kommerziellen Einsatz. Es plant die Markteinführung einer Natriumionenbatterie für die elektrochemische Energiespeicherung und den Energietransport im dritten Quartal 2022. Zur Stärkung seiner Produktions- und Vertriebsaktivitäten arbeitet es mit Faradion, einem Hersteller von Natriumionenbatterien, zusammen.

Die Natriumionenbatterie des Unternehmens ist sehr flach und hat die Form eines quadratischen Beutels. Die Batterie hat eine geringe Leistung und ist daher für die Installation von Solaranlagen im Privathaushalt noch nicht wirklich geeignet.

Natriumbatterien: vielversprechende Lösung, die sich noch in der Entwicklung befindet

Natriumionenbatterien sind Lösungen der nächsten Generation für die wachsende Solarenergiebranche im Wohnbereich.

Viele sehen darin eine Möglichkeit, die Energiespeicherung zu skalieren, da Natriumionen-Batterien im Vergleich zur Lithium-Ionen-Technologie auf weit verbreiteten und nachhaltigen Materialien basieren. Die niedrigen Produktionskosten könnten die Markteinführung zusätzlich beschleunigen. Allerdings befindet sich dieser Batterietyp noch in einem frühen Entwicklungs- und Produktionsstadium.

Natriumionenbatterien auf PapierSie bieten zahlreiche Vorteile gegenüber herkömmlichen Lithium-Ionen- und Bleiakkumulatoren – insbesondere im Hinblick auf Nachhaltigkeit. Diese konventionellen Akkumulatoren sind jedoch erprobt und haben sich über lange Zeit in realen Anwendungen als zuverlässig erwiesen. Unserer Ansicht nach ist dies der entscheidende Punkt und genau das, was bei Natriumionenbatterien stark fehlt.

Sollten sich Natriumionen-Batterien langfristig als praktikable Alternative zu herkömmlichen Solarbatterien erweisen, wären sie leichter für private Solaranlagen zu empfehlen – doch das wird die Zeit zeigen. Woran erkennt man also, dass Natriumionen-Batterien zuverlässig genug für Solaranlagen sind? Der richtige Zeitpunkt für den Kauf ist gekommen, wenn:

• Lokale Solarinstallationsfirmen beginnen damit, sie anzubieten oder zu empfehlen.

• Sie können die Produkte ganz einfach online kaufen.

Natriumionenbatterien scheinen bisher auf dem richtigen Weg zu sein, um in Zukunft als Alternative zu herkömmlichen Batterien zu dienen, aber im Moment spricht nichts dagegen, sich für die aktuell verfügbaren Lithiumionenbatterien für Ihre Solaranlage zu entscheiden.