¿Serán las baterías de iones de sodio la próxima gran novedad en el almacenamiento de energía solar?

Las baterías se están convirtiendo en un elemento básico de las instalaciones solares residenciales. Necesitará una si desea almacenar energía para usarla cuando no haya sol, así como durante los cortes de energía. Si tiene una En una instalación solar aislada de la red eléctrica, la batería es literalmente el elemento vital de su hogar.

En este momento, el ion de litio (Li-ion) es la mejor opción para baterías solares, ya que este tipo es muy confiable y se puede encontrar en los principales productos de almacenamiento de baterías, incluyendo el Tesla Powerwall, Celda de potencia Generac y LG Química.

Sin embargo, Las baterías de iones de sodio son una tecnología prometedora, ya que serán más seguras de usar y, en teoría, más baratas de producir. Dicho esto, la tecnología no ha avanzado mucho en los últimos años, a pesar de las recientes noticias sobre avances.

¿Qué es una batería de iones de sodio?

Una batería de iones de sodio utiliza sodio como portador de carga. estructura interna Las baterías de iones de sodio son similares a las de iones de litio, por lo que a menudo se las compara. Las baterías de iones de sodio son recargables, al igual que las de iones de litio, plomo-ácido y las de fibra de vidrio absorbente (AGM).

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El desarrollo de las baterías de iones de sodio se remonta a la década de 1980 y recientemente ha comenzado a repuntar debido a los desafíos que plantea la producción a gran escala de las baterías de iones de litio, incluidos el aumento de los costos de los materiales y la necesidad de adquirir grandes cantidades de litio para mantener la producción y la demanda de baterías.

Se han realizado extensas investigaciones relacionadas con la optimización de las celdas de baterías de iones de sodio, específicamente en relación con el uso de azul de Prusia Como material de cátodo, la batería de iones de sodio puede adoptar diversas formas, desde baterías cilíndricas tradicionales hasta bolsas rectangulares. Estos diferentes formatos son ideales para su comercialización, permitiendo su uso en el almacenamiento de energía, vehículos eléctricos y dispositivos portátiles.

Tecnologías de baterías de iones de sodio frente a baterías de iones de litio

Comparemos las baterías de iones de sodio con dos tipos populares de baterías de iones de litio – níquel manganeso cobalto (NMC) y fosfato de hierro y litio (LFP).

Estas baterías de iones de litio son el tipo más común de productos de energía solar utilizados en sistemas solares fotovoltaicos (FV) residenciales.

Densidad energética y eficiencia

Las baterías de iones de sodio tienen la menor densidad de energía del grupo, lo que significa que ocupan más espacio que las de iones de litio. Las baterías NMC tienen la mayor densidad de energía.

Una batería de iones de litio de 10 kilovatios-hora (kWh) ocupará menos espacio en su hogar que una batería de iones de sodio de la misma capacidad. Esto podría ser un problema si dispone de espacio limitado en su propiedad, pero dado que las baterías de iones de sodio aún están en desarrollo, esta situación podría cambiar en el futuro.

Las tres tecnologías de baterías ofrecen una eficiencia de carga y descarga superior al 90 %. Esto significa que las baterías son eficaces para minimizar las pérdidas de energía, lo que permite almacenar una mayor cantidad de la energía generada por los paneles solares, en lugar de perderla durante el proceso de almacenamiento.

Las baterías con alta eficiencia de ciclo completo pueden alimentar electrodomésticos y dispositivos de forma continua durante largos periodos de tiempo. Las baterías LFP tienen una eficiencia de ciclo completo ligeramente superior a las baterías NMC y de iones de sodio. Sin embargo, las diferencias son mínimas y solo se aprecian en instalaciones solares a gran escala.

Seguridad 

Las baterías de iones de sodio de estado sólido son más seguras que las baterías de iones de litio porque son... ininflamable y pueden funcionar eficazmente en un amplio rango de temperaturas. Si bien son estables, las baterías de litio pueden incendiarse si se usan, cargan o almacenan incorrectamente.

Recientemente, el Departamento de Bomberos de la Ciudad de Nueva York (FDNY) emitió una advertencia sobre los riesgos de incendio de las baterías de iones de litio debido a varios incidentes relacionados con baterías de iones de litio. que se incendien. Sin embargo, estos sucesos son raros y no deberían impedirle comprar baterías de iones de litio para el almacenamiento de energía solar en el hogar.

Dicho esto, las baterías LFP son más seguras que las NMC porque soportan temperaturas de funcionamiento más elevadas y, además, manejan mayor potencia. En comparación con las baterías de iones de sodio, las baterías de iones de litio han sido sometidas a pruebas exhaustivas y cuentan con una trayectoria fiable en la industria solar.

Costo 

El coste es un factor importante en la adopción de la tecnología de baterías; añaden varios miles de dólares a la instalación de un sistema solar.

Se prevé que las baterías de iones de sodio tengan costos más bajos que las baterías de iones de litio porque utilizan materiales más baratos. Las baterías de iones de litio para el almacenamiento de energía solar suelen costar entre $10,000 y $18,000 antes del Crédito fiscal federal para energía solar, dependiendo del tipo y la capacidad. Una de las baterías de iones de litio más populares es Tesla Powerwall. Costos de Powerwall Aproximadamente 15.500 dólares con instalación incluida.

Las baterías de iones de litio utilizan en gran medida litio y cobalto en el proceso de fabricación. El costo del litio es en aumento, impulsado por la inflación, así como por la alta demanda de vehículos eléctricos y almacenamiento de energía doméstica. La repentina demanda de este metal ha provocado una escasez y probablemente persistirá. En los próximos años, las baterías de iones de sodio no utilizan litio, cobalto ni níquel.

De hecho, las dificultades para obtener litio están impulsando el desarrollo de baterías de iones de sodio. Muchos creen que debería lanzarse un nuevo tipo de batería para satisfacer la demanda de almacenamiento de energía.

Disponibilidad

Existen algunas baterías de iones de sodio disponibles para la venta, aunque la mayoría se encuentran en fase de prototipo o demostración. Comprar baterías de iones de sodio en línea no es sencillo, ya que requiere realizar una solicitud formal al fabricante.

Por otro lado, las baterías de iones de litio para sistemas de almacenamiento de energía solar están siendo vendidas por numerosos fabricantes de baterías en todo el mundo. Estos productos son actualmente la tecnología de baterías preferida tanto por los consumidores como por las principales marcas o vendedores. Puede comprarlas fácilmente en línea o en una Instalador local de paneles solares.

Empresas que desarrollan baterías de iones de sodio

Varias empresas están trabajando en el desarrollo y lanzamiento de baterías de iones de sodio. Muchas de ellas ya cuentan con prototipos y están cerca de ofrecer baterías de iones de sodio al público general.

Bluetti

Bluetti Fabrica paneles solares, así como baterías LFP para uso portátil y sistemas de respaldo de energía para el hogar.

Con sede en Nevada, la empresa anunció un generador solar de iones de sodio a principios de 2022, pero aún no está a la venta. El producto tiene una capacidad de 3000 vatios-hora (Wh) y es ampliable para necesidades de mayor capacidad. Bluetti cuenta con una sólida trayectoria en el sector de los generadores solares, y si logran que una batería de sodio resulte atractiva para el mercado residencial, podría ser un gran éxito. Esté atento a esta empresa, ya que en el futuro podría ser líder en soluciones de baterías solares de iones de sodio.

Tecnología Amperex Contemporánea (CATL)

CATL Es un fabricante mundial de baterías y posee más del 30% de la cuota de mercado de las baterías de iones de litio utilizadas en vehículos eléctricos.

Con sede en China, la empresa está desarrollando su primera generación de baterías de iones de sodio. Está centrando sus esfuerzos en aumentar la densidad energética de la batería, lo que podría ampliar las aplicaciones del producto.

CATL es un actor importante en el incipiente sector de las baterías de iones de sodio porque tiene la capacidad de aumentar rápidamente la producción gracias a su gran capacidad operativa, que consta de más de 33.000 empleados (a fecha de 2020).

Energía Natron

Energía Natron Ofrece una batería compacta de iones de sodio para usos muy específicos, incluidos centros de datos, telecomunicaciones y aplicaciones de montaje en rack.

Este producto cumple con los estándares de seguridad de Underwriters Laboratories (UL), lo cual representa uno de los desafíos para su comercialización masiva. La batería de iones de sodio ofrece una larga vida útil y es capaz de proporcionar más energía que las baterías de plomo-ácido.

Aunque está disponible para su compra, la batería de carga rápida no es suficiente para las instalaciones de paneles solares en el hogar.

Energía AMTE

Energía AMTE La empresa desarrolla y fabrica baterías para uso comercial. Está en proceso de lanzar una batería de iones de sodio para el almacenamiento y transporte de energía electroquímica en el tercer trimestre de 2022. Colabora con Faradion, fabricante de baterías de iones de sodio, para impulsar sus esfuerzos de fabricación y ventas.

La batería de iones de sodio de la compañía es muy delgada, con forma de bolsa cuadrada. Es de baja potencia y aún no es adecuada para instalaciones solares domésticas.

Baterías de sodio: una solución prometedora que aún está en desarrollo.

Las baterías de iones de sodio son soluciones de última generación para la creciente industria solar residencial.

Muchos lo consideran una forma de ampliar el almacenamiento de energía, ya que, en comparación con la tecnología de iones de litio, utiliza materiales abundantes y sostenibles. Los bajos costos de producción de las baterías de iones de sodio también podrían impulsar su adopción. Sin embargo, este tipo de batería aún se encuentra en las primeras etapas de desarrollo y producción.

baterías de iones de sodio, en papelLas baterías convencionales ofrecen numerosas ventajas sobre las baterías de iones de litio y de plomo-ácido existentes, especialmente en lo que respecta a la sostenibilidad. Sin embargo, estas baterías convencionales están ampliamente probadas y cuentan con una larga trayectoria de rendimiento fiable en aplicaciones reales. En nuestra opinión, esto es lo que importa y lo que falta notablemente en las baterías de iones de sodio.

Si las baterías de iones de sodio demuestran ser una opción viable a largo plazo para reemplazar las baterías solares tradicionales, será más fácil recomendarlas para instalaciones de paneles solares domésticos; pero solo el tiempo lo dirá. Entonces, ¿cómo saber cuándo las baterías de iones de sodio son lo suficientemente fiables para paneles solares? Sabrás que es el momento adecuado para comprarlas cuando:

• Las empresas locales de instalación de energía solar comienzan a ofrecerlas o recomendarlas.

• Puedes comprar fácilmente los productos en línea.

Hasta el momento, las baterías de iones de sodio parecen estar en el camino correcto para servir como una alternativa a las baterías tradicionales en el futuro, pero por ahora, no hay nada de malo en optar por las baterías de iones de litio actualmente disponibles para su instalación solar.