As baterias de íon-sódio são a próxima grande novidade em armazenamento de energia solar?

As baterias estão se tornando um elemento essencial das instalações solares residenciais. Você precisará de uma se quiser armazenar energia para usar quando não houver sol, bem como durante quedas de energia. Se você tiver uma Em uma instalação solar fora da rede, a bateria é literalmente a fonte de vida da sua casa.

Atualmente, as baterias de íon-lítio (Li-ion) são a principal escolha para baterias solares, pois esse tipo de bateria é muito confiável e pode ser encontrado em produtos líderes de armazenamento de energia, incluindo... Tesla Powerwall, Generac PWRcell e LG Chem.

No entanto, As baterias de íon-sódio são uma tecnologia promissora, pois serão mais seguras de usar e, teoricamente, mais baratas de produzir. Dito isso, a tecnologia não evoluiu muito nos últimos anos, apesar das notícias recentes sobre avanços.

O que é uma bateria de íon de sódio?

Uma bateria de íons de sódio utiliza sódio como portador de carga. estrutura interna As baterias de íon de sódio têm características semelhantes às baterias de íon de lítio, razão pela qual são frequentemente comparadas. As baterias de íon de sódio são recarregáveis, assim como as baterias de íon de lítio, de chumbo-ácido e de fibra de vidro absorvente (AGM).

Saber mais:

• As baterias solares de íon-lítio são a melhor opção para armazenamento de energia?

• Você deve optar por uma bateria de chumbo-ácido para armazenamento de energia solar?

• Tudo sobre baterias AGM

O desenvolvimento de baterias de íon-sódio remonta à década de 1980 e recentemente começou a ganhar impulso devido aos desafios na ampliação da produção de baterias de íon-lítio, incluindo o aumento dos custos dos materiais e a necessidade de adquirir grandes quantidades de lítio para sustentar a produção e a demanda de baterias.

Tem havido extensa pesquisa associada à otimização de células de baterias de íon-sódio, especificamente relacionada ao uso de Azul da Prússia como material catódico. A bateria de íon-sódio pode assumir diferentes formatos úteis, desde baterias cilíndricas tradicionais até bolsas retangulares. Esses diversos formatos são ideais para comercialização, permitindo que esse tipo de bateria seja usado para armazenamento de energia, veículos elétricos e dispositivos portáteis.

Tecnologias de baterias de íon de sódio versus baterias de íon de lítio

Vamos comparar as baterias de íon de sódio com dois tipos populares de baterias de íon-lítio – níquel manganês cobalto (NMC) e fosfato de ferro lítio (LFP).

Essas baterias de íon-lítio são os tipos mais comuns de produtos de energia solar usados ​​em sistemas fotovoltaicos (FV) residenciais.

Densidade e eficiência energética

As baterias de íon-sódio têm a menor densidade de energia do grupo, o que significa que ocupam mais espaço do que as baterias de íon-lítio. As baterias NMC têm a maior densidade de energia.

Uma bateria de íon-lítio de 10 quilowatts-hora (kWh) ocupará menos espaço dentro de casa do que uma bateria de íon-sódio de 10 kWh, mesmo tendo a mesma capacidade. Isso pode ser um problema se você tiver espaço limitado em sua propriedade, mas como as baterias de íon-sódio ainda estão em desenvolvimento, essa situação pode mudar no futuro.

Todas as três tecnologias de bateria oferecem mais de 90% de eficiência de ciclo completo. Isso significa que as baterias são eficazes na minimização das perdas de energia, permitindo que mais energia gerada pelos seus painéis solares seja armazenada, em vez de ser perdida durante o processo de armazenamento.

Baterias com alta eficiência de ciclo completo podem alimentar aparelhos e dispositivos de forma consistente por longos períodos. As baterias LFP têm uma eficiência de ciclo completo ligeiramente superior às baterias NMC e de íon-sódio. No entanto, as diferenças são muito pequenas e só são perceptíveis em instalações solares de grande escala.

Segurança 

As baterias de íon-sódio de estado sólido são mais seguras do que as baterias de íon-lítio porque são não inflamável e podem operar eficazmente em uma ampla faixa de temperaturas. Embora estáveis, as baterias de lítio podem pegar fogo quando usadas, carregadas ou armazenadas incorretamente.

Recentemente, o Corpo de Bombeiros da cidade de Nova York (FDNY) emitiu um alerta sobre os riscos de incêndio associados às baterias de íon-lítio devido a diversos incidentes envolvendo esses materiais. pegar fogo. No entanto, esses incidentes são raros e não devem impedi-lo de comprar baterias de íon-lítio para armazenamento de energia solar em casa.

Dito isso, as baterias LFP são mais seguras do que as NMC porque suportam temperaturas de operação mais elevadas, além de lidarem com maior potência. Comparadas às baterias de íon-sódio, as baterias de íon-lítio foram amplamente testadas e possuem um histórico comprovado na indústria solar.

Custo 

O custo é um fator importante na adoção da tecnologia de baterias; elas acrescentam vários milhares de dólares à instalação de um sistema de energia solar.

Prevê-se que as baterias de íon-sódio tenham custos mais baixos do que as baterias de íon-lítio, pois utilizam materiais mais baratos. As baterias de íon-lítio para armazenamento de energia solar normalmente custam entre US$ 10.000 e US$ 18.000 antes do Crédito fiscal federal para energia solar, dependendo do tipo e da capacidade. Uma das baterias de íon-lítio mais populares é a Tesla Powerwall. Custos do Powerwall Aproximadamente US$ 15.500,00 com a instalação completa.

As baterias de íon-lítio utilizam lítio e cobalto em grande quantidade no processo de fabricação. O custo do lítio é O aumento da demanda pelo metal é impulsionado pela inflação, bem como pela alta procura por veículos elétricos e sistemas de armazenamento de energia residencial. Essa demanda repentina levou à escassez, que provavelmente persistirá. nos próximos anos. As baterias de íon de sódio não utilizam lítio, cobalto ou níquel.

Na verdade, os desafios associados à obtenção de lítio estão impulsionando o desenvolvimento de baterias de íon-sódio. Muitos acreditam que um novo tipo de bateria deve ser lançado para atender à demanda por armazenamento de energia.

Disponibilidade

Existem algumas baterias de íon-sódio disponíveis para compra, embora a maioria esteja em fase de protótipo ou demonstração. A compra online de baterias de íon-sódio não é simples, exigindo que você faça uma solicitação formal à empresa fabricante.

Por outro lado, as baterias de íon-lítio para sistemas de armazenamento de energia solar são comercializadas por inúmeros fabricantes de baterias em todo o mundo. Esses produtos são atualmente a tecnologia de bateria preferida tanto por consumidores quanto por grandes marcas e vendedores. Você pode comprá-las facilmente online ou em lojas especializadas. Instalador local de energia solar.

Empresas que desenvolvem baterias de íon-sódio

Existem diversas empresas empenhadas em desenvolver e lançar baterias de íon-sódio. Muitas dessas empresas já possuem protótipos disponíveis e estão próximas de disponibilizar baterias de íon-sódio para o consumidor final.

Bluetti

Bluetti Fabrica painéis solares, bem como baterias LFP para uso portátil e sistemas de backup de energia doméstica.

Sediada em Nevada, a empresa anunciou um gerador solar de íons de sódio no início de 2022, mas ele ainda não está disponível para venda. O produto tem capacidade de 3.000 watts-hora (Wh) e é expansível para atender a necessidades de alta capacidade. A Bluetti tem um histórico de sucesso no setor de geradores solares e, se conseguir tornar uma bateria de sódio atraente para o mercado residencial, poderá ser um grande sucesso. Fique de olho nessa empresa, pois ela pode estar liderando o mercado com soluções de baterias solares de íons de sódio no futuro.

Tecnologia Amperex Contemporânea (CATL)

CATL É uma fabricante global de baterias e detém mais de 30% do mercado de baterias de íon-lítio usadas em veículos elétricos.

Sediada na China, a empresa está desenvolvendo sua linha de baterias de íon-sódio de primeira geração. Ela concentra seus esforços no aumento da densidade energética da bateria, o que poderá ampliar as aplicações do produto.

A CATL é uma empresa importante no setor emergente de baterias de íon-sódio, pois tem a capacidade de expandir rapidamente a produção devido à sua grande capacidade operacional, que conta com mais de 33.000 funcionários (em 2020).

Natron Energy

Natron Energy Oferece uma bateria de íon-sódio compacta para usos muito específicos, incluindo centros de dados, telecomunicações e aplicações de montagem em rack.

Este produto está em conformidade com as normas de segurança da Underwriters Laboratories (UL), o que representa um dos desafios para a popularização da bateria no mercado. A bateria de íon-sódio possui longa vida útil e é capaz de fornecer mais energia do que as baterias de chumbo-ácido.

Embora esteja disponível para compra, a bateria de carregamento rápido é insuficiente para instalações de painéis solares em residências.

AMTE Power

AMTE Power A empresa desenvolve e fabrica baterias para uso comercial. Está em processo de lançamento de uma bateria de íon-sódio para armazenamento e transporte de energia eletroquímica no terceiro trimestre de 2022. Está trabalhando em parceria com a Faradion, fabricante de baterias de íon-sódio, para impulsionar seus esforços de produção e vendas.

A bateria de íon-sódio da empresa é muito fina, tendo o formato de uma bolsa quadrada. A bateria tem baixa potência e ainda não é realmente adequada para instalações solares residenciais.

Baterias de sódio: uma solução promissora que ainda está em desenvolvimento.

As baterias de íon-sódio são soluções de próxima geração para o crescente setor de energia solar residencial.

Muitos a consideram uma forma de ampliar o armazenamento de energia, pois, em comparação com a tecnologia de íon-lítio, utiliza materiais abundantes e sustentáveis. Os baixos custos de produção das baterias de íon-sódio também podem impulsionar a implantação do produto. No entanto, esse tipo de bateria ainda está nos estágios iniciais de desenvolvimento e produção.

Baterias de íon de sódio, no papelAs baterias de eletrólito líquido têm muitas vantagens sobre as baterias de íon-lítio e de chumbo-ácido existentes, principalmente em termos de sustentabilidade. Mas essas baterias convencionais são testadas e comprovadas, com um longo histórico de desempenho confiável em aplicações reais. Em nossa opinião, é isso que importa e o que está em grande falta quando se trata de baterias de íon-sódio.

Se as baterias de íon-sódio se mostrarem uma opção viável para substituir as baterias solares tradicionais a longo prazo, será mais fácil recomendá-las para instalações de painéis solares residenciais — mas só o tempo dirá. Então, como saber quando as baterias de íon-sódio são confiáveis ​​o suficiente para painéis solares? Você saberá que é o momento certo para comprá-las quando:

• Empresas locais de instalação de energia solar começam a oferecê-las ou recomendá-las.

• Você pode comprar os produtos online com facilidade.

Até o momento, as baterias de íon-sódio parecem estar no caminho certo para se tornarem uma alternativa às baterias tradicionais no futuro, mas, por enquanto, não há nada de errado em optar pelas baterias de íon-lítio atualmente disponíveis para sua instalação solar.