Чи є натрій-іонні батареї наступним великим проривом у сфері сонячного накопичення енергії?

Акумулятори стають основним елементом житлових сонячних установок. Вам знадобиться один, якщо ви хочете накопичувати енергію для використання, коли сонце не світить, а також під час відключення електроенергії. Якщо у вас є автономна сонячна установка, ваш акумулятор – це буквально рятівний круг вашого будинку.

На даний момент літій-іонні (Li-ion) є найкращим вибором для сонячних батарей, оскільки цей тип дуже надійний і може бути знайдений у провідних продуктах для зберігання акумуляторів, включаючи Тесла Пауерволл, Generac PWRcell та LG Chem.

Однак, Натрій-іонні батареї є перспективною технологією, оскільки вони будуть безпечнішими у використанні та теоретично дешевшими у виробництві. Тим не менш, технології не зазнали значних змін за останні кілька років, незважаючи на нещодавні новини про прориви.

Що таке натрій-іонний акумулятор?

Натрій-іонний акумулятор використовує натрій як носій заряду. внутрішня структура Натрієво-іонні акумулятори схожі на літій-іонні, тому їх часто протиставляють один одному. Натрієво-іонні акумулятори можна перезаряджати так само, як літій-іонні, свинцево-кислотні та акумулятори з абсорбуючим скловолокном (AGM).

Дізнайтеся більше:

• Чи є літій-іонні сонячні батареї найкращим варіантом зберігання енергії?

• Чи варто вибирати свинцево-кислотний акумулятор для сонячного накопичення енергії?

• Все про AGM акумулятори

Розробка натрій-іонних акумуляторів бере свій початок у 1980-х роках і нещодавно почала активізуватися через проблеми з масштабуванням літій-іонних акумуляторів, включаючи зростання вартості матеріалів та необхідність придбання великої кількості літію для підтримки виробництва та попиту на акумулятори.

Було проведено численні дослідження, пов'язані з оптимізацією натрій-іонних акумуляторних елементів, зокрема, з використанням Прусська блакитна як катодний матеріал. Натрій-іонний акумуляторний блок може приймати різні форми, починаючи від традиційних циліндричних батарей і закінчуючи прямокутними пакетами. Ці різні форм-фактори ідеально підходять для комерціалізації, що дозволяє використовувати цей тип батарей для накопичення енергії, електромобілів та портативних пристроїв.

Натрій-іонні акумулятори проти літій-іонних акумуляторних технологій

Давайте порівняємо натрій-іонні акумулятори з два популярні типи літій-іонних акумуляторів – нікель-марганець-кобальт (NMC) та літій-залізофосфат (LFP).

Ці літій-іонні акумулятори є найпоширенішими типами сонячних енергетичних продуктів, що використовуються в житлових сонячних фотоелектричних (ФЕ) системах.

Щільність енергії та ефективність

Натрій-іонні акумулятори мають найнижчу щільність енергії з усієї групи, а це означає, що вони займають більше місця, ніж літій-іонні акумулятори. NMC-акумулятори мають найвищу щільність енергії.

Літій-іонний акумулятор ємністю 10 кіловат-годин (кВт·год) займатиме менше місця у вашому будинку, ніж натрій-іонний акумулятор ємністю 10 кВт·год, навіть якщо вони мають однакову ємність. Це може бути проблемою, якщо у вас обмежений простір на території, але оскільки натрій-іонні акумулятори все ще розробляються, це може змінитися в майбутньому.

Усі три технології акумуляторів забезпечують ККД понад 90%. Це означає, що акумулятори ефективно мінімізують втрати енергії, дозволяючи накопичувати більше енергії, що виробляється сонячними панелями, замість того, щоб втрачати її під час процесу зберігання.

Акумулятори з високою ефективністю повного циклу можуть стабільно живити прилади та пристрої протягом тривалого часу. LFP-акумулятори мають дещо вищу ефективність повного циклу, ніж NMC-акумулятори та Na-ion-акумулятори. Однак відмінності дуже незначні та помітні лише у великих сонячних установках.

Безпека 

Твердотільні натрій-іонні акумулятори безпечніші за літій-іонні, оскільки вони... негорючий і можуть ефективно працювати в широкому діапазоні температур. Хоча літієві батареї стабільні, вони можуть бути схильні до займання при неправильному використанні, зарядці або зберіганні.

Нещодавно пожежна служба Нью-Йорка (FDNY) опублікувала попередження про ризик пожежі, пов'язаної з літій-іонними акумуляторами, через кілька інцидентів, пов'язаних з літій-іонними акумуляторами. займання. Однак ці випадки трапляються рідко і не повинні заважати вам купувати літій-іонні акумулятори для зберігання сонячної енергії вдома.

З огляду на це, LFP безпечніший за NMC, оскільки може витримувати вищі робочі температури, а також витримувати більшу потужність. Порівняно з натрій-іонними батареями, літій-іонні батареї пройшли ретельне випробування та мають надійний досвід у сонячній енергетиці.

Вартість 

Вартість є основним фактором у впровадженні технології акумуляторів; вони додають кілька тисяч доларів до встановлення сонячної системи.

Прогнозується, що натрій-іонні акумулятори матимуть нижчу вартість, ніж літій-іонні, оскільки вони використовують дешевші матеріали. Літій-іонні акумулятори для накопичення сонячної енергії зазвичай коштують від 10 000 та 18 000 доларів США перед федеральний податковий кредит на сонячну енергію, залежно від типу та ємності. Одним з найпопулярніших літій-іонних акумуляторів є Tesla Powerwall. A Вартість Powerwall близько 15 500 доларів США за повну встановлену техніку.

Літій-іонні акумулятори значною мірою використовують літій та кобальт у процесі виробництва. Вартість літію становить зростає, зумовлене інфляцією, а також високим попитом на електромобілі та домашні накопичувачі енергії. Раптовий попит на метал призвів до дефіциту і, ймовірно, збережеться. у найближчі роки. Натрій-іонні батареї не використовують літій, кобальт чи нікель.

Фактично, проблеми, пов'язані з придбанням літію, стимулюють розробку натрій-іонних акумуляторів. Багато хто вважає, що для задоволення попиту на накопичення енергії слід випустити новий тип акумуляторів.

Наявність

Деякі натрій-іонні акумулятори можна придбати, хоча більшість із них перебувають на стадії прототипів або демонстраційних випусків. Купівля натрій-іонних акумуляторів онлайн не є простою, вам потрібно буде зробити офіційний запит до компанії-виробника.

З іншого боку, літій-іонні акумулятори для систем накопичення сонячної енергії продаються численними виробниками акумуляторів по всьому світу. Ці продукти наразі є технологією акумуляторів, яку обирають як споживачі, так і провідні бренди чи продавці. Ви можете легко придбати їх онлайн або у… місцевий установник сонячних батарей.

Компанії, що розробляють натрій-іонні акумулятори

Кілька компаній прагнуть розробити та випустити на ринок натрій-іонні акумулятори. Багато з цих підприємств мають прототипи та близькі до того, щоб постачати натрій-іонні акумулятори масовим споживачам.

Блуетті

Блуетті виробляє сонячні панелі, а також акумулятори LFP для портативного використання та резервного живлення в домашніх умовах.

Базована в Неваді компанія анонсувала сонячний генератор на основі натрій-іонних батарей на початку 2022 року, але він ще не доступний для продажу. Продукт має потужність 3000 ват-годин (Вт·год) і може бути розширюваний для потреб високої потужності. Bluetti має успішний досвід у сфері сонячних генераторів, і якщо їм вдасться зробити натрієву батарею привабливою для побутового ринку, це може стати великою угодою. Слідкуйте за цією компанією, яка в майбутньому стане лідером у сфері сонячних батарей натрій-іонних батарей.

Сучасна технологія Amperex (CATL)

КАТЛ є світовим виробником акумуляторів і займає понад 30% ринку літій-іонних акумуляторів, що використовуються в електромобілях.

Компанія, що базується в Китаї, зараз розробляє свою лінійку натрій-іонних акумуляторів першого покоління. Вона зосереджує свої зусилля на збільшенні щільності енергії акумулятора, що може допомогти розширити застосування продукту.

CATL є важливим гравцем у сфері натрій-іонних акумуляторів, що розвиваються, оскільки має здатність швидко масштабувати виробництво завдяки своїм великим операційним потужностям, які складаються з понад 33 000 співробітників (станом на 2020 рік).

Натрон Енерджі

Натрон Енерджі пропонує компактні натрій-іонні акумулятори для дуже специфічного використання, включаючи центри обробки даних, телекомунікації та стійкові установки.

Цей продукт відповідає стандартам безпеки Underwriters Laboratories (UL), що є однією з проблем виведення акумулятора на основні ринки. Na-іонний акумулятор може похвалитися тривалим терміном служби та здатний видавати більше потужності, ніж свинцево-кислотні акумулятори.

Хоча його можна придбати, швидкої зарядки акумулятора недостатньо для встановлення сонячних панелей вдома.

AMTE Power

AMTE Power розробляє та виробляє акумулятори для комерційного використання. Компанія зараз працює над запуском натрій-іонного акумулятора для електрохімічного зберігання та транспортування енергії у третьому кварталі 2022 року. Вона співпрацює з Faradion, виробником натрій-іонних акумуляторів, для активізації виробництва та продажів.

Натрій-іонний акумулятор компанії дуже тонкий, має форму квадратного мішечка. Батарея має низьку потужність і поки що не підходить для встановлення домашніх сонячних панелей.

Натрієві батареї: перспективне рішення, яке все ще перебуває в розробці

Натрій-іонні батареї – це рішення наступного покоління для зростаючої індустрії сонячної енергії для житлових приміщень.

Багато хто розглядає це як спосіб масштабування накопичення енергії, оскільки, порівняно з літій-іонною технологією, вона використовує широко поширені та екологічно чисті матеріали. Низькі виробничі витрати на натрій-іонні акумулятори також можуть сприяти впровадженню продукції. Однак цей тип акумуляторів все ще перебуває на ранніх стадіях розробки та виробництва.

Натрієво-іонні батареї, на папері, мають багато переваг над існуючими літій-іонними та свинцево-кислотними акумуляторами, особливо коли йдеться про екологічність. Але ці звичайні акумулятори перевірені часом, мають дуже довгу історію та надійний досвід роботи в реальних умовах експлуатації. На нашу думку, це те, що важливо, і те, чого дуже бракує, коли йдеться про натрій-іонні акумулятори.

Якщо натрій-іонні батареї виявляться життєздатним варіантом для традиційних сонячних батарей у довгостроковій перспективі, тоді їх буде легше рекомендувати для встановлення домашніх сонячних панелей, але час покаже. Тож як дізнатися, чи достатньо надійні натрій-іонні батареї для сонячних панелей? Ви зрозумієте, що настав час їх придбати, коли:

• Місцеві компанії з встановлення сонячних батарей починають пропонувати або рекомендувати їх

• Ви можете легко придбати товари онлайн

Натрій-іонні акумулятори, поки що, здаються на правильному шляху до того, щоб стати альтернативою традиційним акумуляторам у майбутньому, але наразі немає нічого поганого в тому, щоб використовувати наявні в даний час літій-іонні акумулятори для вашої сонячної установки.