แบตเตอรี่โซเดียมไอออนจะเป็นนวัตกรรมใหม่ที่สำคัญในด้านการจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์หรือไม่?

แบตเตอรี่กำลังกลายเป็นส่วนประกอบหลักของการติดตั้งระบบโซลาร์เซลล์ในบ้านพักอาศัย คุณจะต้องมีแบตเตอรี่หากต้องการเก็บพลังงานไว้ใช้ในยามที่ไม่มีแสงแดด รวมถึงในช่วงไฟฟ้าดับ หากคุณมีแบตเตอรี่อยู่แล้ว สำหรับการติดตั้งระบบโซลาร์เซลล์แบบไม่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าหลัก แบตเตอรี่ของคุณเปรียบเสมือนเส้นชีวิตที่แท้จริงของบ้านคุณ

ในขณะนี้ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (Li-ion) เป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ เนื่องจากแบตเตอรี่ชนิดนี้มีความน่าเชื่อถือสูงและพบได้ในผลิตภัณฑ์จัดเก็บพลังงานชั้นนำมากมาย รวมถึง... เทสลา พาวเวอร์วอลล์ Generac PWRcell และ แอลจี เคม

อย่างไรก็ตาม, แบตเตอรี่โซเดียมไอออนเป็นเทคโนโลยีที่มีอนาคตสดใส เนื่องจากจะปลอดภัยกว่าในการใช้งาน และโดยทฤษฎีแล้วจะมีต้นทุนการผลิตที่ถูกกว่า ถึงกระนั้น เทคโนโลยีก็ไม่ได้พัฒนาไปมากนักในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แม้จะมีข่าวออกมาเมื่อเร็ว ๆ นี้ก็ตาม ความก้าวหน้าครั้งสำคัญ

แบตเตอรี่โซเดียมไอออนคืออะไร?

แบตเตอรี่โซเดียมไอออนใช้โซเดียมเป็นตัวนำประจุ โครงสร้างภายใน คุณสมบัติของแบตเตอรี่โซเดียมไอออนคล้ายคลึงกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ซึ่งเป็นเหตุผลที่มักถูกนำมาเปรียบเทียบกัน แบตเตอรี่โซเดียมไอออนสามารถชาร์จใหม่ได้เช่นเดียวกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แบตเตอรี่ตะกั่วกรด และแบตเตอรี่แบบแผ่นใยแก้วดูดซับ (AGM)

เรียนรู้เพิ่มเติม:

• แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสำหรับพลังงานแสงอาทิตย์เป็นตัวเลือกการจัดเก็บพลังงานที่ดีที่สุดหรือไม่?

• คุณควรเลือกใช้แบตเตอรี่ตะกั่วกรดสำหรับการจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์หรือไม่?

• ทุกสิ่งเกี่ยวกับแบตเตอรี่ AGM

การพัฒนาแบตเตอรี่โซเดียมไอออนเริ่มต้นขึ้นในช่วงทศวรรษ 1980 และเพิ่งเริ่มกลับมาคึกคักอีกครั้งเมื่อไม่นานมานี้ เนื่องจากความท้าทายในการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในขนาดที่ใหญ่ขึ้น ซึ่งรวมถึงต้นทุนวัสดุที่สูงขึ้น และความจำเป็นในการจัดหาลิเธียมในปริมาณมากเพื่อรองรับการผลิตและความต้องการแบตเตอรี่

มีการวิจัยอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับการเพิ่มประสิทธิภาพเซลล์แบตเตอรี่โซเดียมไอออน โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เกี่ยวข้องกับการใช้งาน สีน้ำเงินปรัสเซีย โดยใช้โซเดียมไอออนเป็นวัสดุขั้วแคโทด ชุดแบตเตอรี่โซเดียมไอออนสามารถมีรูปทรงที่ใช้งานได้หลากหลาย ตั้งแต่แบตเตอรี่ทรงกระบอกแบบดั้งเดิมไปจนถึงทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้า รูปทรงต่างๆ เหล่านี้เหมาะสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์ ทำให้แบตเตอรี่ประเภทนี้สามารถใช้สำหรับการจัดเก็บพลังงาน ยานยนต์ไฟฟ้า และอุปกรณ์พกพาได้

เทคโนโลยีแบตเตอรี่โซเดียมไอออนเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

ลองเปรียบเทียบแบตเตอรี่โซเดียมไอออนกับ... แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสองประเภทที่ได้รับความนิยม – นิกเกิลแมงกานีสโคบอลต์ (NMC) และลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (LFP)

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเหล่านี้เป็นผลิตภัณฑ์พลังงานแสงอาทิตย์ประเภทที่ใช้กันมากที่สุดในระบบผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ (PV) สำหรับที่อยู่อาศัย

ความหนาแน่นของพลังงานและประสิทธิภาพ

แบตเตอรี่โซเดียมไอออนมีความหนาแน่นพลังงานต่ำที่สุดในกลุ่ม ซึ่งหมายความว่ามันใช้พื้นที่มากกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ส่วนแบตเตอรี่ NMC มีความหนาแน่นพลังงานสูงที่สุด

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนขนาด 10 กิโลวัตต์ชั่วโมง (kWh) จะใช้พื้นที่ภายในบ้านน้อยกว่าแบตเตอรี่โซเดียมไอออนขนาด 10 kWh แม้ว่าจะมีขนาดความจุเท่ากันก็ตาม นี่อาจเป็นปัญหาหากคุณมีพื้นที่จำกัดในบ้าน แต่เนื่องจากแบตเตอรี่โซเดียมไอออนยังอยู่ในระหว่างการพัฒนา สถานการณ์นี้อาจเปลี่ยนแปลงได้ในอนาคต

เทคโนโลยีแบตเตอรี่ทั้งสามแบบนี้มีประสิทธิภาพการแปลงพลังงานไป-กลับมากกว่า 90% ซึ่งหมายความว่าแบตเตอรี่เหล่านี้มีประสิทธิภาพในการลดการสูญเสียพลังงาน ทำให้สามารถเก็บพลังงานที่ผลิตจากแผงโซลาร์เซลล์ได้มากขึ้น แทนที่จะสูญเสียไปในระหว่างกระบวนการจัดเก็บ

แบตเตอรี่ที่มีประสิทธิภาพการแปลงพลังงานไป-กลับสูง สามารถจ่ายไฟให้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าและอุปกรณ์ต่างๆ ได้อย่างต่อเนื่องเป็นเวลานาน แบตเตอรี่ LFP มีประสิทธิภาพการแปลงพลังงานไป-กลับสูงกว่าแบตเตอรี่ NMC และแบตเตอรี่โซเดียมไอออนเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างนั้นน้อยมากและจะสังเกตเห็นได้เฉพาะในระบบพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่เท่านั้น

ความปลอดภัย 

แบตเตอรี่โซเดียมไอออนแบบโซลิดสเตทปลอดภัยกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เพราะว่า... ไม่ติดไฟ และสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพในช่วงอุณหภูมิที่หลากหลาย แม้ว่าจะมีความเสถียร แต่แบตเตอรี่ลิเธียมก็อาจเกิดไฟไหม้ได้หากใช้งาน ชาร์จ หรือจัดเก็บไม่ถูกต้อง

เมื่อไม่นานมานี้ กรมดับเพลิงนครนิวยอร์ก (FDNY) ได้ออกคำเตือนเกี่ยวกับความเสี่ยงด้านอัคคีภัยของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เนื่องจากมีเหตุการณ์ที่เกี่ยวข้องกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนหลายครั้ง อาจเกิดไฟไหม้ได้ อย่างไรก็ตาม เหตุการณ์เหล่านี้เกิดขึ้นได้ยาก และไม่ควรเป็นอุปสรรคในการซื้อแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสำหรับเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ที่บ้าน

กล่าวโดยสรุป LFP ปลอดภัยกว่า NMC เพราะสามารถทนต่ออุณหภูมิการทำงานที่สูงกว่า และยังรองรับกำลังไฟได้มากกว่า เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่โซเดียมไอออน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้รับการทดสอบอย่างกว้างขวางและมีประวัติที่น่าเชื่อถือในอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์

ค่าใช้จ่าย 

ต้นทุนเป็นปัจจัยสำคัญในการนำเทคโนโลยีแบตเตอรี่มาใช้ เนื่องจากแบตเตอรี่ทำให้ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งระบบพลังงานแสงอาทิตย์เพิ่มขึ้นอีกหลายพันดอลลาร์

คาดการณ์ว่าแบตเตอรี่โซเดียมไอออนจะมีต้นทุนต่ำกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เนื่องจากใช้วัสดุที่ราคาถูกกว่า โดยทั่วไปแล้วแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสำหรับเก็บพลังงานแสงอาทิตย์จะมีราคาอยู่ระหว่าง 10,000 ดอลลาร์ และ 18,000 ดอลลาร์ ก่อนหน้า เครดิตภาษีพลังงานแสงอาทิตย์ของรัฐบาลกลาง ขึ้นอยู่กับประเภทและความจุ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ได้รับความนิยมมากที่สุดชนิดหนึ่งคือ Tesla Powerwall ต้นทุนของพาวเวอร์วอลล์ ราคารวมติดตั้งประมาณ 15,500 ดอลลาร์สหรัฐ

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนใช้ลิเธียมและโคบอลต์เป็นส่วนประกอบหลักในกระบวนการผลิต ต้นทุนของลิเธียมนั้นสูงมาก ราคาโลหะชนิดนี้เพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง โดยมีสาเหตุมาจากภาวะเงินเฟ้อ รวมถึงความต้องการรถยนต์ไฟฟ้าและระบบจัดเก็บพลังงานในบ้านที่สูงขึ้น ความต้องการโลหะชนิดนี้ที่เพิ่มขึ้นอย่างฉับพลันส่งผลให้เกิดภาวะขาดแคลน และมีแนวโน้มที่จะคงอยู่ต่อไป ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า แบตเตอรี่โซเดียมไอออนจะไม่ใช้ลิเธียม โคบอลต์ หรือนิกเกลเลย

อันที่จริง ความท้าทายในการจัดหาลิเธียมกำลังผลักดันการพัฒนาแบตเตอรี่โซเดียมไอออน หลายคนเชื่อว่าควรมีการเปิดตัวแบตเตอรี่ชนิดใหม่เพื่อให้ทันกับความต้องการในการจัดเก็บพลังงาน

ความพร้อมใช้งาน

มีแบตเตอรี่โซเดียมไอออนบางรุ่นที่วางจำหน่ายแล้ว แต่ส่วนใหญ่เป็นรุ่นต้นแบบหรือรุ่นทดลองใช้ การสั่งซื้อแบตเตอรี่โซเดียมไอออนทางออนไลน์ไม่ใช่เรื่องง่าย คุณต้องยื่นคำขออย่างเป็นทางการไปยังบริษัทผู้ผลิตก่อน

ในทางกลับกัน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสำหรับระบบจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์กำลังวางจำหน่ายโดยผู้ผลิตแบตเตอรี่จำนวนมากทั่วโลก ผลิตภัณฑ์เหล่านี้เป็นเทคโนโลยีแบตเตอรี่ที่ได้รับความนิยมทั้งจากผู้บริโภคและแบรนด์ชั้นนำ คุณสามารถซื้อได้ง่ายๆ ทางออนไลน์หรือจากร้านค้าทั่วไป ช่างติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ในพื้นที่

บริษัทต่างๆ ที่กำลังพัฒนาแบตเตอรี่โซเดียมไอออน

มีหลายบริษัทที่กำลังพัฒนาและเปิดตัวแบตเตอรี่โซเดียมไอออน บริษัทเหล่านี้หลายแห่งมีต้นแบบพร้อมใช้งานแล้ว และใกล้จะส่งมอบแบตเตอรี่โซเดียมไอออนให้กับผู้บริโภคทั่วไปได้แล้ว

บลูเอตติ

บลูเอตติ บริษัทนี้ผลิตแผงโซลาร์เซลล์ รวมถึงแบตเตอรี่ LFP สำหรับใช้งานแบบพกพาและระบบสำรองไฟภายในบ้าน

บริษัทที่ตั้งอยู่ในรัฐเนวาดาแห่งนี้ ประกาศเปิดตัวเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบโซเดียมไอออนเมื่อต้นปี 2022 แต่ยังไม่มีวางจำหน่าย ผลิตภัณฑ์นี้มีความจุ 3,000 วัตต์-ชั่วโมง (Wh) และสามารถขยายเพื่อรองรับความต้องการความจุสูงได้ Bluetti มีประวัติความสำเร็จในด้านเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ และหากพวกเขาสามารถทำให้แบตเตอรี่โซเดียมเป็นที่น่าสนใจสำหรับตลาดที่อยู่อาศัยได้ ก็อาจเป็นเรื่องใหญ่ จับตาบริษัทนี้ไว้ให้ดี เพราะในอนาคตจะเป็นผู้นำด้านโซลูชันแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์แบบโซเดียมไอออน

เทคโนโลยีแอมเพอเร็กซ์ร่วมสมัย (CATL)

แคทแอล เป็นผู้ผลิตแบตเตอรี่ระดับโลก และครองส่วนแบ่งการตลาดมากกว่า 30% สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้ในรถยนต์ไฟฟ้า

บริษัทดังกล่าวตั้งอยู่ในประเทศจีน และกำลังอยู่ในระหว่างการพัฒนาแบตเตอรี่โซเดียมไอออนรุ่นแรก โดยมุ่งเน้นที่การเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานในแบตเตอรี่ ซึ่งจะช่วยขยายขอบเขตการใช้งานของผลิตภัณฑ์ได้

CATL เป็นผู้เล่นสำคัญในตลาดแบตเตอรี่โซเดียมไอออนที่กำลังเติบโต เนื่องจากมีความสามารถในการขยายกำลังการผลิตได้อย่างรวดเร็ว ด้วยกำลังการผลิตขนาดใหญ่ ซึ่งประกอบด้วยพนักงานมากกว่า 33,000 คน (ข้อมูล ณ ปี 2020)

นาตรอน เอนเนอร์จี

นาตรอน เอนเนอร์จี นำเสนอแบตเตอรี่โซเดียมไอออนขนาดกะทัดรัดสำหรับการใช้งานเฉพาะด้าน เช่น ศูนย์ข้อมูล โทรคมนาคม และการใช้งานแบบติดตั้งในแร็ค

ผลิตภัณฑ์นี้เป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัยของ Underwriters Laboratories (UL) ซึ่งเป็นหนึ่งในความท้าทายในการนำแบตเตอรี่ชนิดนี้เข้าสู่ตลาดหลัก แบตเตอรี่โซเดียมไอออนมีอายุการใช้งานยาวนานและสามารถจ่ายพลังงานได้มากกว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรด

แม้ว่าแบตเตอรี่แบบชาร์จเร็วจะหาซื้อได้ แต่ก็ไม่เพียงพอสำหรับการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ที่บ้าน

แอมที พาวเวอร์

แอมที พาวเวอร์ บริษัทพัฒนาและผลิตแบตเตอรี่เพื่อการใช้งานเชิงพาณิชย์ ปัจจุบันบริษัทกำลังอยู่ในขั้นตอนการเปิดตัวแบตเตอรี่โซเดียมไอออนสำหรับการจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าเคมีและการขนส่งในไตรมาสที่ 3 ปี 2022 โดยร่วมมือกับ Faradion ผู้ผลิตแบตเตอรี่โซเดียมไอออน เพื่อเพิ่มกำลังการผลิตและการขาย

แบตเตอรี่โซเดียมไอออนของบริษัทนี้มีขนาดเล็กมาก รูปทรงคล้ายถุงสี่เหลี่ยม แบตเตอรี่ชนิดนี้มีกำลังไฟต่ำและยังไม่เหมาะสำหรับการติดตั้งในระบบโซลาร์เซลล์ที่บ้านในขณะนี้

แบตเตอรี่โซเดียม: โซลูชันที่น่าสนใจซึ่งยังอยู่ในระหว่างการพัฒนา

แบตเตอรี่โซเดียมไอออนเป็นโซลูชันแห่งอนาคตสำหรับอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับที่อยู่อาศัยที่กำลังเติบโต

หลายคนมองว่าแบตเตอรี่โซเดียมไอออนเป็นวิธีหนึ่งในการขยายขนาดการจัดเก็บพลังงาน เพราะเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีลิเธียมไอออนแล้ว แบตเตอรี่โซเดียมไอออนใช้วัสดุที่มีอยู่มากมายและยั่งยืน ต้นทุนการผลิตที่ต่ำของแบตเตอรี่โซเดียมไอออนยังอาจช่วยส่งเสริมการใช้งานผลิตภัณฑ์ได้อีกด้วย อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ประเภทนี้ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนาและการผลิต

แบตเตอรี่โซเดียมไอออน บนกระดาษแบตเตอรี่ชนิดนี้มีข้อดีมากมายเหนือกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและแบตเตอรี่ตะกั่วกรดที่มีอยู่เดิม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านความยั่งยืน แต่แบตเตอรี่แบบดั้งเดิมเหล่านี้ได้รับการทดสอบและพิสูจน์แล้วว่ามีประวัติการใช้งานที่เชื่อถือได้มายาวนานในแอปพลิเคชันในโลกแห่งความเป็นจริง ในมุมมองของเรา นี่คือสิ่งที่สำคัญและเป็นสิ่งที่ขาดหายไปอย่างมากเมื่อพูดถึงแบตเตอรี่โซเดียมไอออน

หากแบตเตอรี่โซเดียมไอออนพิสูจน์แล้วว่าเป็นทางเลือกที่ใช้งานได้จริงสำหรับแบตเตอรี่โซลาร์เซลล์แบบดั้งเดิมในระยะยาว ก็จะง่ายขึ้นที่จะแนะนำให้ใช้สำหรับการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ในบ้าน – แต่ก็ต้องรอดูกันต่อไป แล้วจะรู้ได้อย่างไรว่าแบตเตอรี่โซเดียมไอออนมีความน่าเชื่อถือเพียงพอสำหรับแผงโซลาร์เซลล์? คุณจะรู้ว่าถึงเวลาที่เหมาะสมที่จะซื้อเมื่อ:

• บริษัทติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ในท้องถิ่นเริ่มเสนอหรือแนะนำผลิตภัณฑ์เหล่านี้

• คุณสามารถซื้อสินค้าออนไลน์ได้อย่างง่ายดาย

ในปัจจุบัน แบตเตอรี่โซเดียมไอออนดูเหมือนจะอยู่ในเส้นทางที่ถูกต้องที่จะเป็นทางเลือกแทนแบตเตอรี่แบบดั้งเดิมในอนาคต แต่สำหรับตอนนี้ การเลือกใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีอยู่ในปัจจุบันสำหรับการติดตั้งระบบโซลาร์เซลล์ของคุณก็ไม่มีอะไรผิดปกติ