Zijn natriumionbatterijen de volgende grote doorbraak in de opslag van zonne-energie?

Batterijen worden een onmisbaar onderdeel van zonne-energie-installaties voor woningen. Je hebt er een nodig als je energie wilt opslaan om te gebruiken wanneer de zon niet schijnt, en ook tijdens stroomuitval. Als je een Bij een off-grid zonne-installatie is uw batterij letterlijk de levensader van uw huis.

Momenteel is lithium-ion (Li-ion) de meest populaire keuze voor zonnebatterijen, omdat dit type zeer betrouwbaar is en te vinden is in toonaangevende batterijopslagproducten, waaronder de Tesla Powerwall, Generac PWRcell, en LG Chem.

Echter, Natriumionbatterijen zijn een veelbelovende technologie, omdat ze veiliger in gebruik en theoretisch goedkoper te produceren zullen zijn. Desondanks is de technologie de afgelopen jaren niet veel vooruitgegaan, ondanks recente berichten over doorbraken.

Wat is een natriumionbatterij?

Een natriumionbatterij gebruikt natrium als ladingsdrager. interne structuur Natriumionbatterijen lijken op lithiumionbatterijen, vandaar dat ze vaak met elkaar worden vergeleken. Net als lithiumion-, loodzuur- en AGM-batterijen (absorbent glass mat) zijn natriumionbatterijen oplaadbaar.

Meer informatie:

• Zijn lithium-ion-zonnebatterijen de beste optie voor energieopslag?

• Is een loodaccu de juiste keuze voor de opslag van zonne-energie?

• Alles over AGM-accu's

De ontwikkeling van natriumionbatterijen dateert al van de jaren 80 en heeft de laatste tijd een impuls gekregen door de uitdagingen bij het opschalen van lithiumionbatterijen, waaronder stijgende materiaalkosten en de noodzaak om grote hoeveelheden lithium te verkrijgen om de batterijproductie en -vraag te kunnen blijven garanderen.

Er is uitgebreid onderzoek gedaan naar het optimaliseren van natriumionbatterijcellen, met name met betrekking tot het gebruik van Pruisisch blauw als kathodemateriaal. Het Na-ion-accupakket kan verschillende bruikbare vormen aannemen, variërend van traditionele cilindrische batterijen tot rechthoekige zakjes. Deze diverse vormfactoren zijn ideaal voor commercialisering, waardoor dit batterijtype kan worden gebruikt voor energieopslag, elektrische voertuigen en draagbare apparaten.

Natriumionbatterij versus lithiumionbatterijtechnologie

Laten we natriumionbatterijen vergelijken met twee populaire typen lithium-ionbatterijen – nikkelmangaankobalt (NMC) en lithiumijzerfosfaat (LFP).

Deze lithium-ionbatterijen zijn de meest voorkomende soorten zonne-energieproducten die worden gebruikt in fotovoltaïsche (PV) zonne-energiesystemen voor woningen.

Energiedichtheid en efficiëntie

Natriumionbatterijen hebben de laagste energiedichtheid van de groep, wat betekent dat ze meer ruimte innemen dan lithiumionbatterijen. NMC-batterijen hebben de hoogste energiedichtheid.

Een lithium-ionbatterij van 10 kilowattuur (kWh) neemt minder ruimte in beslag in huis dan een natrium-ionbatterij van 10 kWh, ook al hebben ze dezelfde capaciteit. Dit kan een probleem zijn als u beperkte ruimte op uw terrein hebt, maar omdat natrium-ionbatterijen nog in ontwikkeling zijn, kan dit in de toekomst veranderen.

Alle drie de batterijtechnologieën bieden een rendement van meer dan 90% heen en terug. Dit betekent dat de batterijen effectief zijn in het minimaliseren van energieverliezen, waardoor meer van de door uw zonnepanelen opgewekte energie kan worden opgeslagen in plaats van verloren te gaan tijdens het opslagproces.

Batterijen met een hoog rendement kunnen apparaten en toestellen gedurende lange perioden consistent van stroom voorzien. LFP-batterijen hebben een iets hoger rendement dan NMC- en natriumionbatterijen. De verschillen zijn echter zeer klein en alleen merkbaar bij grootschalige zonne-energie-installaties.

Veiligheid 

Vastestof-natriumionbatterijen zijn veiliger dan lithium-ionbatterijen omdat ze niet-ontvlambaar en kunnen effectief functioneren over een breed temperatuurbereik. Hoewel stabiel, kunnen lithiumbatterijen vlam vatten bij onjuist gebruik, opladen of opslag.

Onlangs heeft de brandweer van New York City (FDNY) een waarschuwing afgegeven over het brandrisico van lithium-ionbatterijen naar aanleiding van diverse incidenten waarbij lithium-ionbatterijen betrokken waren. vlam vatten. Deze incidenten zijn echter zeldzaam en zouden u er niet van moeten weerhouden lithium-ionbatterijen aan te schaffen voor de opslag van zonne-energie thuis.

Desondanks is LFP veiliger dan NMC omdat het hogere bedrijfstemperaturen kan weerstaan ​​en meer vermogen aankan. In vergelijking met natriumionbatterijen zijn lithiumionbatterijen uitgebreid getest en hebben ze een betrouwbare reputatie in de zonne-energiesector.

Kosten 

De kosten zijn een belangrijke factor bij de acceptatie van batterijtechnologie; ze voegen duizenden dollars toe aan de installatiekosten van een zonne-energiesysteem.

Naar verwachting zullen natriumionbatterijen goedkoper zijn dan lithiumionbatterijen, omdat ze gebruikmaken van goedkopere materialen. Lithiumionbatterijen voor de opslag van zonne-energie kosten doorgaans tussen de ... en ... $10.000 en $18.000 voor de Federale belastingaftrek voor zonne-energie, afhankelijk van het type en de capaciteit. Een van de populairste lithium-ionbatterijen is de Tesla Powerwall. Powerwall-kosten Ongeveer $15.500 inclusief installatie.

Lithium-ionbatterijen gebruiken veel lithium en kobalt in het productieproces. De kosten voor lithium zijn De vraag naar het metaal neemt toe, gedreven door inflatie en een grote vraag naar elektrische voertuigen en energieopslag voor thuisgebruik. De plotselinge vraag naar het metaal heeft geleid tot een tekort, dat naar verwachting zal aanhouden. in de komende jaren. Natriumionbatterijen bevatten geen lithium, kobalt of nikkel.

De uitdagingen rond de winning van lithium stimuleren juist de ontwikkeling van natriumionbatterijen. Velen zijn van mening dat er een nieuw type batterij op de markt moet komen om aan de vraag naar energieopslag te kunnen voldoen.

Beschikbaarheid

Er zijn weliswaar enkele natriumionbatterijen te koop, maar de meeste bevinden zich nog in de prototype- of demonstratiefase. Het online kopen van natriumionbatterijen is niet eenvoudig; je moet hiervoor een formele aanvraag indienen bij de fabrikant.

Aan de andere kant worden lithium-ionbatterijen voor zonne-energieopslagsystemen door talloze batterijfabrikanten wereldwijd verkocht. Deze producten zijn momenteel de batterijtechnologie bij uitstek voor zowel consumenten als topmerken en -verkopers. Je kunt ze gemakkelijk online of bij een lokale installateur van zonnepanelen.

Bedrijven die natriumionbatterijen ontwikkelen

Er zijn diverse bedrijven die zich bezighouden met de ontwikkeling en lancering van natriumionbatterijen. Veel van deze bedrijven hebben prototypes beschikbaar en staan ​​op het punt om natriumionbatterijen aan de reguliere consument te leveren.

Bluetti

Bluetti Het bedrijf produceert zonnepanelen en LFP-batterijen voor draagbaar gebruik en als back-upbatterij voor thuisgebruik.

Het in Nevada gevestigde bedrijf kondigde begin 2022 een natriumion-zonnegenerator aan, maar deze is nog niet te koop. Het product heeft een capaciteit van 3.000 wattuur (Wh) en is uitbreidbaar voor hogere capaciteitsbehoeften. Bluetti heeft een succesvolle reputatie in de zonnegeneratorsector en als ze een natriumbatterij aantrekkelijk kunnen maken voor de particuliere markt, zou dat een grote doorbraak kunnen betekenen. Houd dit bedrijf in de gaten voor toonaangevende natriumion-zonnebatterijoplossingen in de toekomst.

Hedendaagse Amperex-technologie (CATL)

CATL Het bedrijf is een wereldwijde batterijfabrikant en heeft een marktaandeel van meer dan 30% in lithium-ionbatterijen voor elektrische voertuigen.

Het in China gevestigde bedrijf is bezig met de ontwikkeling van zijn eerste generatie natriumionbatterijen. Het richt zich op het verhogen van de energiedichtheid van de batterij, wat de toepassingsmogelijkheden van het product zou kunnen vergroten.

CATL is een belangrijke speler in de opkomende markt voor natriumionbatterijen, omdat het bedrijf dankzij zijn grote operationele capaciteit, bestaande uit meer dan 33.000 werknemers (cijfers uit 2020), de productie snel kan opschalen.

Natron Energie

Natron Energie biedt een compacte natriumionbatterij voor zeer specifieke toepassingen, waaronder datacenters, telecommunicatie en rackmontage.

Dit product voldoet aan de veiligheidsnormen van Underwriters Laboratories (UL), wat een van de uitdagingen was bij de introductie van de batterij op de reguliere markt. De natrium-ionbatterij heeft een lange levensduur en kan meer vermogen leveren dan loodzuurbatterijen.

Hoewel de snellaadbatterij te koop is, is deze onvoldoende voor zonnepaneleninstallaties thuis.

AMTE Power

AMTE Power Het bedrijf ontwikkelt en produceert batterijen voor commercieel gebruik. Het is bezig met de lancering van een natriumionbatterij voor elektrochemische energieopslag en -transport in het derde kwartaal van 2022. Het werkt samen met Faradion, een producent van natriumionbatterijen, om de productie en verkoop te stimuleren.

De natriumionbatterij van het bedrijf is erg dun en heeft de vorm van een vierkant zakje. De batterij heeft een laag vermogen en is nog niet echt geschikt voor zonne-energie-installaties thuis.

Natriumbatterijen: een veelbelovende oplossing die nog in ontwikkeling is.

Natriumionbatterijen zijn de oplossing van de volgende generatie voor de groeiende residentiële zonne-energiesector.

Veel mensen zien het als een manier om energieopslag op te schalen, omdat het, in vergelijking met lithium-iontechnologie, gebruikmaakt van veelvoorkomende en duurzame materialen. De lage productiekosten van natrium-ionbatterijen zouden de productintroductie ook kunnen bevorderen. Dit batterijtype bevindt zich echter nog in een vroeg stadium van ontwikkeling en productie.

Natriumionbatterijen, op papierZe hebben tal van voordelen ten opzichte van bestaande lithium-ion- en loodzuuraccu's, met name op het gebied van duurzaamheid. Deze conventionele accu's zijn echter beproefd en hebben een lange geschiedenis en een bewezen staat van dienst wat betreft betrouwbare prestaties in praktijktoepassingen. Naar onze mening is dit wat er echt toe doet en wat bij natriumionbatterijen ernstig ontbreekt.

Als natriumionbatterijen op de lange termijn een volwaardig alternatief blijken te zijn voor traditionele zonnebatterijen, dan zou het gemakkelijker zijn om ze aan te bevelen voor zonnepaneleninstallaties thuis – maar de tijd zal het leren. Dus hoe weet je wanneer natriumionbatterijen betrouwbaar genoeg zijn voor zonnepanelen? Je weet dat het juiste moment is om ze aan te schaffen wanneer:

• Lokale zonne-energiebedrijven beginnen ze aan te bieden of aan te bevelen.

• Je kunt de producten gemakkelijk online kopen.

Natriumionbatterijen lijken tot nu toe een veelbelovend alternatief te zijn voor traditionele batterijen in de toekomst, maar voorlopig is er niets mis mee om voor uw zonne-installatie te kiezen voor de momenteel beschikbare lithiumionbatterijen.