Iones de sodio baterías y energía solar: una combinación perfecta
El sol es nuestro aliado
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A medida que el mercado de la energía renovable experimenta un crecimiento significativo, las baterías de iones de sodio (SiB) están emergiendo como una prometedora tecnología de solución de almacenamiento de energía que aborda los desafíos de la producción excesiva de energía, la gestión del uso máximo y más. Únase a nosotros mientras discutimos el papel de los SiB en la transición a la energía renovable, ¡particularmente a la energía solar!
Un desafío de las fuentes renovables como la solar es capturar y almacenar el exceso de energía para uso futuro, creando la necesidad de sistemas de almacenamiento de energía que puedan satisfacer las necesidades de los consumidores de energía y mejorar la resiliencia de la red para garantizar que los servicios críticos sigan funcionando. En la actualidad, las baterías de litio son la opción más popular para instalaciones solares.
Las baterías de iones de sodio (SiB), también llamadas baterías de estado sólido, son una opción atractiva para soluciones de almacenamiento de energía para tecnologías de energía renovable, como la energía solar, debido a su rentabilidad, mayores características de seguridad y consideraciones ambientales.
El mercado de energía renovable se encuentra en una trayectoria de crecimiento, como lo subrayan las tendencias actuales de inversión en tecnología verde, los cambios en las políticas globales hacia cero emisiones e incentivos a través de tarifas de alimentación, créditos fiscales y subsidios, así como la disminución de costos, avances tecnológicos y el mercado en general. dinámica que impulsa el alejamiento de la dependencia de los combustibles fósiles.
Baterías de estado sólido de iones de sodio de Northvolt
Las fuentes de energía alternativas como la solar pueden generar un exceso de electricidad durante ciertas horas del día, pero no producir energía cuando no hay sol. También hay fluctuaciones en el uso, que pueden ejercer presión sobre la red como resultado del flujo y reflujo del consumo de energía, especialmente durante los períodos de uso pico.
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Due to the lack of a productive circuit for batteries in Latin America, in the first instance they focus on the elimination of environmental liabilities, and then progressively introduce circular economy options.
Son las baterías de iones de sodio la próxima gran novedad en el almacenamiento de baterías solares?
Las tecnologías avanzadas de almacenamiento de energía son un componente instrumental de las energías renovables, y la tecnología de baterías de próxima generación está impulsando soluciones más seguras y confiables, creando una flexibilidad muy necesaria para instalaciones a gran escala, como energía solar comercial, industrial y de servicios públicos, así como residencial. instalaciones.
Los sistemas de almacenamiento de energía solar dependen de un banco de baterías conectadas en serie para alcanzar el voltaje deseado y luego conectan esos bancos en paralelo para satisfacer la demanda de Kwh de un hogar o espacio comercial en particular. Si bien las baterías de litio son la opción más popular en este momento, la tecnología de baterías de iones de sodio (SiB) es, en comparación, una buena candidata para estas fuentes de energía por varias razones.
El sodio es abundante.
Algunas estimaciones afirman que el sodio es 1.000 veces más abundante que el litio, lo que hace que los SiB sean atractivos desde una perspectiva económica en lo que a materias primas se refiere. Los precios del litio han fluctuado enormemente en los últimos años, alcanzando un máximo en 2022 de casi 70.000 dólares por tonelada métrica de carbonato de litio apto para baterías. Si bien los precios han bajado significativamente, el precio del carbonato de sodio sigue siendo una fracción del costo, rondando los 300 dólares por tonelada métrica, aunque hay que reconocer que la demanda de carbonato de sodio también es mucho menor que la de su contraparte de litio. Aún así, la gran abundancia de carbonato de sodio jugará a su favor para mantener los precios más bajos que los del carbonato de litio, que según algunas estimaciones generará costos de hasta un 30-40% menos para las baterías de sodio.
Lo anterior debe tenerse en cuenta desde la perspectiva de la cadena de suministro. Níquel, hierro, manganeso, cobre, titanio, aluminio y carbono se encuentran entre los materiales que se pueden encontrar como componentes de los materiales activos y colectores de corriente de SiB. Se extraen y reciclan grandes cantidades de estos elementos, lo que genera preocupaciones mínimas, si no nulas, con respecto a su cadena de suministro. Este factor también se traduce en que las SiB son potencialmente menos costosas en comparación con otras baterías de litio y no se ven influenciadas por la volatilidad del mercado del litio. Por lo tanto, los SiB parecen ser una opción económicamente atractiva, especialmente para instalaciones renovables a gran escala donde el costo es un factor importante.
En segundo lugar, los SiB gozan sin duda de una mejor reputación en materia de seguridad,
especialmente en comparación con sus homólogos de litio. Aunque todavía se utiliza un disolvente orgánico para el electrolito, los SiB generalmente se consideran más seguros que las baterías de litio. Ciertamente, es posible hacer que las baterías SiB alcancen una fuga térmica si se exceden significativamente sus parámetros de diseño, pero la liberación de energía es mucho menor, lo que permite mejores opciones de diseño para la prevención de la propagación. Esto no solo protege contra peligros potenciales, sino que también contribuye a la longevidad y confiabilidad del sistema, lo que refuerza la confianza en su implementación en el almacenamiento de energía estacionario donde la seguridad y la confiabilidad son prioridades.
Una ventaja importante en el límite de seguridad de los SIB es el hecho de que se pueden reducir ciertos tipos a voltaje cero, a diferencia de las baterías de litio que nunca deben agotarse por debajo de su voltaje mínimo, de 2,4 V a 3,0 V por celda. ¿Qué significa esto en términos de seguridad? Significa que los SiB son más seguros durante escenarios externos de cortocircuito y sobredescarga. Significa un entorno más seguro para el mantenimiento y la reparación. Además, significa que los fabricantes pueden transportar baterías de iones de sodio con los terminales de la batería conectados directamente y el voltaje mantenido en cero, lo que mitiga los riesgos de seguridad y al mismo tiempo reduce los costos.
Las baterías de sodio también pueden funcionar en un rango de temperatura más alto, e incluso en temperaturas extremas en ambos extremos del termómetro. Este hecho de la tecnología crea flexibilidad especialmente en las instalaciones residenciales de almacenamiento de energía, donde las opciones sobre dónde albergar los sistemas de almacenamiento de energía son limitadas, generalmente por defecto en un garaje u otra área que ofrezca controles de temperatura, ya que las baterías de litio y el calor o frío extremos no se mezclan. .
Además, los SiB tienen el potencial de tener un ciclo de vida prolongado,
lo que significa que se pueden cargar y descargar muchas veces a lo largo de su vida. Esto es beneficioso para las aplicaciones de almacenamiento de energía donde la longevidad es crucial, ya que estos sistemas deben durar mucho más que, por ejemplo, las baterías de vehículos eléctricos u otras aplicaciones comerciales para alinearse con el ciclo de vida de 20 años de los proyectos de energía solar.
Todos estos factores hacen de las baterías de iones de sodio una opción atractiva para el almacenamiento de energía, particularmente cuando se trata de complementar las energías renovables, ya que la rentabilidad, la seguridad y las consideraciones ambientales son primordiales a medida que avanzamos hacia estas fuentes de energía alternativas.
Mientras nos encontramos en la cúspide de una revolución de las energías renovables, el papel de las tecnologías innovadoras de baterías está preparado para ayudar a marcar el comienzo de este cambio radical en el impulso de nuestro futuro. Como tal, los SiB emergen como una solución convincente, que ofrece una combinación de asequibilidad, sostenibilidad, escalabilidad y seguridad que los posiciona como pioneros en la carrera hacia la energía limpia. Con innovación e inversión continuas, así como una demanda creciente, los BIS prometen remodelar el panorama del almacenamiento de energía, allanando el camino para una infraestructura energética más resiliente y sostenible con energías renovables en su núcleo.
Fuentes: https://acculonenergy.com/sodium-ion-and-solar-power-a-match-made-in-heaven/
