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Baterías de sodio-ion con supercapacitores para los picos

Desarrollamos un sistema de almacenamiento para instalaciones con picos de potencia pronunciados. Los supercapacitores cubren las ráfagas breves. Las baterías de sodio-ion cubren la demanda que dura de minutos a horas. El software de control reparte cada evento entre ambos.

La plataforma está en desarrollo. Déjenos su correo y le enviaremos especificaciones y disponibilidad cuando se publiquen.

Por qué almacenar

El almacenamiento permite usar la electricidad solar y eólica cuando llega la demanda. También permite que una instalación añada carga, como cargadores de vehículos eléctricos o equipos nuevos, sin esperar una conexión a la red más grande.

crecimiento de la capacidad mundial de almacenamiento de energía hacia 2030 en el escenario de Cero Emisiones Netas de la AIE, hasta unos 1.500 GWAIE, Batteries and Secure Energy Transitions (2024)

Por qué no construimos solo con litio-ion

  • El uso a alta potencia desgasta las celdas.Las extracciones de potencia intensas y frecuentes someten a esfuerzo a las celdas de litio-ion, por lo que los sistemas suelen sobredimensionarse para protegerlas.
  • La cadena de suministro está concentrada.La refinación y el procesamiento de materiales para baterías de litio-ion se concentran en pocos países, lo que expone los proyectos a perturbaciones comerciales y de precios.
  • El sodio está ampliamente disponible.Las celdas de sodio-ion no usan litio. Los compuestos de sodio se producen en muchas regiones a partir de materias primas comunes.

Cómo está construido el sistema

Dos tecnologías de almacenamiento con fortalezas muy distintas, y un software de control que decide cuál responde.

Supercapacitores

Almacenan carga como una capa de iones sobre la superficie del electrodo. Entregan y aceptan alta potencia en segundos y soportan una cantidad muy grande de ciclos, pero guardan relativamente poca energía.

De segundos a decenas de segundos

Baterías de sodio-ion

Almacenan energía moviendo iones de sodio hacia dentro y fuera del material del electrodo. Sostienen la demanda prolongada y guardan mucha más energía que el mismo volumen de supercapacitores.

De minutos a horas

Controles

Comparan la demanda de la instalación con el límite de red, envían los eventos breves a los supercapacitores y la demanda sostenida a las baterías, y recargan ambos cuando hay margen.

Continuo

Cómo almacena carga cada uno

La diferencia de velocidad depende de adónde va la carga. Ambas animaciones usan el mismo reloj.

Celda de sodio-ion

Al cargar, los iones de sodio salen del cátodo, cruzan el separador y entran en el ánodo de carbono laminar. Al descargar regresan, mientras los electrones recorren el circuito externo. Introducir iones en un material sólido almacena mucha energía, y lleva tiempo.

Supercapacitor

Los iones nunca entran en el electrodo. Al cargar se alinean sobre la superficie del carbono poroso: iones positivos de un lado y negativos del otro. Esa capa se forma y se disuelve rápido, pero una superficie guarda mucha menos energía que un material en volumen.

No está a escala. Un supercapacitor real completa sus ciclos muchas veces más rápido de lo que se muestra.

Notas sobre el sodio-ion

Aluminio en ambos electrodos
El sodio no forma aleación con el aluminio, así que una lámina de aluminio puede servir como colector de corriente del ánodo, donde las celdas de litio-ion necesitan cobre.
Ánodos de carbono duro
La mayoría de los diseños de sodio-ion usan carbono duro en el ánodo, porque el grafito de las celdas de litio-ion almacena muy poco sodio.
Menor densidad energética
Las celdas de sodio-ion almacenan menos energía por kilogramo que la mayoría de las de litio-ion. En almacenamiento estacionario, donde el peso importa menos, esa concesión es más fácil de aceptar.
Sigue siendo una batería regulada
Las baterías de sodio-ion se clasifican como mercancías peligrosas para el transporte, igual que las de litio-ion. Publicaremos resultados de pruebas de seguridad de nuestras celdas y sistemas, en lugar de apoyarnos en el nombre de la química.

Cómo el almacenamiento híbrido mantiene la importación de red bajo un límite

Cada gráfico es una instalación simulada. Cuando la demanda supera el límite de importación de red, el almacenamiento aporta la diferencia. Las baterías siguen la parte lenta del pico y los supercapacitores cubren las puntas rápidas. Cuando la demanda baja, la capacidad de red sobrante recarga ambos.

Pico de climatización por la tarde

Los enfriadores llevan al edificio por encima de su objetivo de demanda durante casi toda la tarde, y los arranques de compresores añaden puntas breves. Las baterías cubren el exceso sostenido y los supercapacitores, los arranques. Que la factura baje depende de cómo mide la empresa eléctrica la demanda máxima.

Sesiones de carga superpuestas

Cada vehículo que se conecta añade un escalón de demanda y luego un consumo prolongado que disminuye a medida que su batería se llena. Cuando las sesiones se superponen, la instalación supera su conexión. Los supercapacitores cubren cada escalón al instante y las baterías cubren la superposición larga.

Prensas en una línea de producción

Cada medio minuto, un golpe de prensa suma una carga breve e intensa a la demanda base de la línea. A mitad de turno, un ventilador de horno y una cinta funcionan durante un par de minutos. Los supercapacitores atienden cada golpe, así que las baterías solo ven el tramo sostenido.

Variaciones de carga de cómputo

Los trabajos de entrenamiento y por lotes hacen que la demanda oscile rápido dentro de periodos largos de carga alta. Las baterías cubren el tramo elevado y los supercapacitores siguen las oscilaciones, de modo que la importación de red se mantiene plana mientras la carga sigue variando.

Demanda máxima del sitio
Importación máxima de red

Perfiles de carga simulados con fines ilustrativos, no datos medidos ni especificaciones de producto. No se incluyen pérdidas de conversión ni cargas auxiliares.

Dónde encaja este enfoque

Aplicaciones para las que estamos diseñando. Los resultados en cada instalación dependen del dimensionamiento, los convertidores de potencia y la tarifa o las reglas de red locales.

  • Cargos por demanda comercial

    Mantener la demanda máxima facturada bajo un objetivo cuando se acumulan cargas de climatización y arranques de equipos.

  • Estaciones de carga de VE

    Añadir cargadores por encima de lo que permite la conexión a la red, manteniendo la importación bajo el límite de conexión.

  • Redes insulares y débiles

    Ayudar a equilibrar cambios repentinos de carga o generación en redes con poca reserva, como ocurre en muchas islas.

  • Rampas solares y eólicas

    Cubrir las oscilaciones rápidas por nubes o ráfagas mientras las baterías siguen la subida y bajada más lenta de la producción.

  • Arranques de motores y cargas pulsadas

    Suministrar el consumo breve e intenso de prensas, grúas, soldadoras y arranques de motores grandes.

  • Centros de datos

    Aplanar la demanda hacia la red cuando la carga de cómputo oscila, junto con los sistemas UPS existentes.

De dónde venimos

Antes de esta plataforma, Blue Planet Energy lanzó Blue Ion, una línea de almacenamiento basada en celdas de fosfato de hierro y litio (LFP). Esa experiencia en diseño de sistemas, instalación y soporte se traslada a la nueva plataforma.

años suministrando almacenamiento con baterías LFP en EE. UU.
10+
instalaciones comerciales
100+
de energía entregada
2,5GWh

Las cifras corresponden a los sistemas LFP de Blue Ion, no a la plataforma de sodio-ion.

Blue Planet Alliance

Henk Rogers también fundó Blue Planet Alliance, una organización sin fines de lucro que trabaja con gobiernos en compromisos de energía 100% renovable, empezando por jurisdicciones insulares. Compromisos informados hasta la fecha:

jurisdicciones insulares
52
compromisos nacionales
19
gobiernos
18+
países
6

Liderazgo

Henk Rogers

Henk Rogers

Fundador y presidente ejecutivo

  • Convirtió Tetris en un negocio global a lo largo de varias décadas.
  • Ha trabajado en políticas de energía renovable en Hawái y en 15 estados de EE. UU.
  • Llevó el almacenamiento con baterías de fosfato de hierro y litio (LFP) al mercado estadounidense con Blue Ion.
Dr. Karim Zaghib

Dr. Karim Zaghib

Consejo asesor

  • Científico de baterías con más de 1.300 patentes.
  • Trabajos pioneros en baterías LFP. Profesor de ingeniería química y de materiales en la Universidad Concordia.
  • Décadas de investigación en litio-ion, sodio-ion y químicas más recientes.

Por qué Henk Rogers fundó Blue Planet Energy

Después de convertir Tetris en un negocio global, Henk Rogers vivió una experiencia cercana a la muerte que lo llevó a preguntarse qué le quedaba por hacer. Se fijó tres objetivos:

  1. Terminar con el uso de combustibles fósiles y pasar a energía renovable.
  2. Ayudar a que las redes insulares logren independencia energética, con Hawái como modelo. Ese objetivo se convirtió en Blue Planet Alliance.
  3. Desarrollar almacenamiento de energía seguro y responsable con el medioambiente. Ese objetivo se convirtió en Blue Planet Energy.

Soporte para Blue Ion LX y HI

Los sistemas Blue Ion LX y Blue Ion HI usan baterías de fosfato de hierro y litio (LFP) y siguen contando con soporte. La nueva plataforma no cambia la garantía ni las condiciones de soporte de los sistemas ya instalados.

También puede contactar a soporte por teléfono al 1-866-957-2246 o por correo a sales@blueplanetenergy.com.

Novedades del producto

Le escribiremos cuando publiquemos especificaciones, precios y disponibilidad. Si tiene un proyecto en planificación, contacte a ventas con su aplicación, tarifa eléctrica y datos de carga por intervalos.

Ventas y consultas de proyectos
sales@blueplanetenergy.com
Teléfono
1-866-957-2246
Sede
55 Merchant Street, piso 17
Honolulu, HI 96813, EE. UU.