Наскоро в Нанинг, Гуанси, беше пусната в експлоатация първата в Китай електроцентрала за съхранение на енергия с голям капацитет от натриево-йонни батерии – Volin. Това е демонстрационен проект от първата фаза на ключовата национална програма за научноизследователска и развойна дейност „Технология за съхранение на енергия с натриево-йонни батерии с капацитет 100 мегаватчаса“, с инсталирана мощност от 2,5 мегавата/10 мегаватчаса.
Електроцентралата е инвестирана и построена от Guangxi Power Grid Company от Southern Power Grid, а мащабът на тази фаза е 10 MWh. Общият мащаб на проекта ще достигне 100 MWh, което може да генерира 73 милиона градуса чиста електроенергия годишно, съответно намалява емисиите на въглероден диоксид с 50 000 тона и задоволява нуждите от електроенергия на 35 000 жилищни потребители.
В сравнение със съхранението на енергия с литиево-йонни батерии, „братските“ натриево-йонни батерии имат очевидни предимства в областта на суровините за съхранение на енергия, лесни за добив, ниски разходи и по-добра производителност при ниски температури. При мащабно съхранение на енергия цената на натриево-йонните батерии може да бъде намалена с 20% до 30%. При условие че структурата и процесът на съхранение на батерията са напълно подобрени, коефициентът на използване на материалите и животът на батерията са по-високи, цената на електроенергията може да достигне 0,2 юана/кВтч. Това ще насърчи икономическото приложение на новия тип съхранение на енергия като важна технологична насока“, каза Чен Ман, заместник-генерален секретар на Националния технически комитет за съхранение на електроенергия и технически експерт на стратегическо ниво на Южната енергийна мрежа.
Въпреки че работата на Китай в областта на научноизследователската и развойна дейност, производството, стандартизацията, пазарното промотиране и приложението на продукти от натриево-йонни батерии е в разгара си, няма международен прецедент за прилагането на технологията на натриево-йонните батерии в електроцентрали за съхранение на енергия с голям капацитет.
През ноември 2022 г. Guangxi Power Grid Company, съвместно с South Grid Energy Storage Company, Института по физика на Китайската академия на науките, Zhongkehai Sodium Technology Co., Ltd. и други звена от проектния екип, официално стартираха националната ключова програма за научноизследователска и развойна дейност, по темата „Технология за интеграция и демонстрация на приложения на 100-мегаватчасова система за съхранение на енергия от натриево-йонни батерии“. „Ние се фокусираме върху подготовката на високоефективни електрически ядра, системната интеграция и предотвратяването и контрола на безопасността, както и върху други ключови технологии за провеждане на изследвания, създадени с независими права върху интелектуална собственост върху подготовката на натриево-йонни батерии и технологиите за системна интеграция“, представи Гао Лик, ръководител на проекта, заместник-директор на отдела за иновации на South China Grid Guangxi Grid Company.
Висококапацитетната батерия е основният елемент на цялата система за съхранение на енергия от натриево-йонни батерии. След година и половина изследвания, екипът на проекта разработи първата в света дълготрайна, широко температурна зона и високобезопасна 210Ah натриево-йонна батерия за съхранение на енергия. „От гледна точка на производителността, нашият вид натриево-йонна батерия има предимствата на широка работна температурна зона, бързо зареждане и добра кратност на зареждане, като може да се зареди до 90% за 12 минути“, каза Ху Йонгшенг, изследовател в Института по физика към Китайската академия на науките.
Като основен технически участник в проекта, Институтът за изследване на съхранението на енергия на SouthGrid Energy Storage Company в областта на интеграцията на системи за съхранение на енергия и превенцията и контрола на безопасността в тази област, разполага с богат изследователски опит и е поел ключовата национална програма за научноизследователска и развойна дейност „Приложение на технологии за безопасност през жизнения цикъл на системи за съхранение на енергия в литиево-йонни батерии“. „Въпреки че принципите на реакция на натриевите и литиевите батерии са сходни, разработването на цялостна система за съхранение на енергия, която комбинира характеристиките на зареждане и разреждане на натриевите батерии, изисква преодоляване на много нови предизвикателства“, каза с емоция Ли Йонгки, технически експерт от SouthGrid Energy Storage Company.
Вземайки за пример системната интеграция, екипът на проекта иновативно възприема разпределена архитектура за съхранение на енергия, базирана на високоволтови натриево-йонни батерии, като цялата система интегрира 88 модулни преобразувателя, реализирайки „едно към едно съответствие“ с батерийните клъстери, докато традиционната разпределена архитектура на литиево-йонната система за съхранение на енергия изисква интегриране само на повече от 40 преобразувателя. Непосредствената цел на удвояването на броя на преобразувателите е да се увеличи наличността на капацитет и ефективността на преобразуване на енергия. Общата ефективност на преобразуване на енергия на тази система за съхранение на енергия с натриеви батерии е над 92%, докато литиевите батерии обикновено са под 90%, което се очаква да допълни и ефективно да замени литиевите батерии и да се приложи в мащабно електрохимично съхранение на енергия, електрически превозни средства, строителни машини и други области.
Що се отнася до превенцията и контрола на безопасността, екипът е разработил стратегия за управление на температурата за системата за течно охлаждане, както и пълен набор от технологии за предотвратяване и контрол на пожари за системата за съхранение на енергия с натриево-йонна батерия, като например термична бариера на модулно ниво и високоефективно пожарогасене.
Температурната разлика между повече от 22 000 натриеви батерийни клетки в цялата система се контролира в рамките на 3 градуса по Целзий. Използването както на разсейване на топлината, така и на термична бариера за бягство.одеяло от аерогел от стъклени влакнаКато термичен бариерен материал между електрическото ядро, времето за термично бягство на мономера на батерията се разпространява от 30 минути до 2 часа, удължено до 4 пъти, което значително подобрява безопасността на батерийния модул.
Екипът разработи ефективна технология за гасене на пожари, охлаждане и предотвратяване на повторно запалване с течен азот, способна да потуши първоначалния пожар в батерията в рамките на 5 секунди, което да продължи 24 часа без повторно запалване и експлозия. „Съвременните технологии за съхранение на енергия с литий и натрий насърчават подобряването на взаимните си характеристики. Този набор от изследвания и практически изследвания за система за съхранение на енергия с натриево-йонни батерии и технологии за ефективно гасене на пожари, охлаждане и предотвратяване на повторно запалване с течен азот, се прилагат през жизнения цикъл на системата за съхранение на енергия с литиево-йонни батерии, като се прилага технология за безопасност, преобразуваща се в синхронизация на системи за съхранение на енергия с литий и натрий за първи път в инженерното приложение“, каза Лийонгки.
На 28 януари 2024 г. от академик Дзян Дзянчун от Китайската инженерна академия, академик Ченг Шиджие, академик Джан Юе от Академията на науките на Европейския съюз и други експерти от Комитета за оценка на Китайската федерация на машиностроенето относно резултатите от проекта, се прави преглед на оценката: цялостната технология на „Система за съхранение на енергия от 10 MWh натриево-йонни батерии за електроцентрали“, разработена от екипа на проекта, е на водещо международно ниво.
Шанхай Орисен Нови Материални Технологии Ко ООД
M: +86 18683776368 (също WhatsApp)
Тел.: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Адрес: NO.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Shanghai
Време на публикуване: 23 май 2024 г.