Nedavno je u Nanningu, Guangxi, puštena u rad prva kineska elektrana za skladištenje energije velikog kapaciteta s natrij-ionskim baterijama – Volin. Ovo je demonstracijski projekat prve faze projekta ključnog nacionalnog istraživačko-razvojnog programa „Tehnologija skladištenja energije s natrij-ionskim baterijama od 100 megavat-sati“, instalirane snage 2,5 megavata/10 megavat-sati.
Elektranu je investirala i izgradila kompanija Guangxi Power Grid iz Southern Power Grid-a, a obim ove faze je 10 MWh. Ukupni obim projekta dostići će 100 MWh, što može generirati 73 miliona stepeni čiste električne energije godišnje, te odgovarajuće smanjiti emisiju ugljičnog dioksida za 50.000 tona i zadovoljiti potrebe za električnom energijom 35.000 rezidencijalnih korisnika.
U poređenju sa skladištenjem energije u litijum-jonskim baterijama, „braće“ natrijum-jonske baterije imaju rezerve sirovina za skladištenje energije, lako se izdvajaju, imaju nisku cijenu i bolje performanse na niskim temperaturama, što ima očigledne prednosti u skladištenju energije velikih razmjera. „Troškovi skladištenja energije u natrijum-jonskim baterijama u fazi razvoja mogu se smanjiti za 20% do 30%. Pod pretpostavkom potpunog poboljšanja strukture i procesa baterije, poboljšanja stope iskorištenja materijala i vijeka trajanja, cijena električne energije može se povećati na 0,2 juana/kWh, što promovira ekonomsku primjenu novog tipa skladištenja kao važnog tehnološkog pravca“, rekao je Chen Man, zamjenik generalnog sekretara Nacionalnog tehničkog komiteta za skladištenje električne energije i tehnički stručnjak na strateškom nivou Južne elektroenergetske mreže.
Iako je kineski rad na istraživanju i razvoju, proizvodnji, standardizaciji, promociji tržišta i primjeni natrijum-jonskih baterija u punom jeku, ne postoji međunarodni presedan za primjenu tehnologije natrijum-jonskih baterija u elektranama za skladištenje energije velikog kapaciteta.
U novembru 2022. godine, kompanija Guangxi Power Grid, u saradnji sa kompanijom South Grid Energy Storage, Institutom za fiziku Kineske akademije nauka, kompanijom Zhongkehai Sodium Technology Co., Ltd. i drugim jedinicama projektnog tima, zvanično je pokrenula istraživanje i rješavanje podteme nacionalnog ključnog programa istraživanja i razvoja podprojekta „Tehnologija integracije sistema za skladištenje energije natrijum-jonskih baterija od 100 megavat-sati i demonstracija primjene“. „Fokusiramo se na pripremu visokoperformansnih električnih jezgara, integraciju sistema i prevenciju i kontrolu sigurnosti, kao i na druge ključne tehnologije za provođenje istraživanja, formirane s nezavisnim pravima intelektualnog vlasništva nad tehnologijom pripreme natrijum-jonskih baterija i integracijom sistema“, predstavio je Gao Lik, vođa projekta, zamjenik direktora Odjeljenja za inovacije kompanije South China Grid Guangxi Grid.
Baterijska ćelija velikog kapaciteta je osnovna jedinica cijelog sistema za skladištenje energije natrijum-jonske baterije. Nakon godinu i po istraživanja, projektni tim je razvio prvu na svijetu natrijum-jonsku bateriju za skladištenje energije od 210 Ah sa dugotrajnim vijekom trajanja, širokom temperaturnom zonom i visokom sigurnošću. „Sa stanovišta performansi, naša vrsta natrijum-jonske baterije ima prednosti široke radne temperaturne zone, brzog punjenja i dobre multipliciteta, te se može napuniti do 90% za 12 minuta“, rekao je Hu Yongsheng, istraživač na Institutu za fiziku Kineske akademije nauka.
Kao glavni tehnički učesnik u projektu, Institut za istraživanje skladištenja energije kompanije SouthGrid Energy Storage u oblasti integracije sistema za skladištenje energije u litijum-jonskim baterijama i prevencije i kontrole sigurnosti u ovoj oblasti ima bogato istraživačko iskustvo i sprovodi ključni nacionalni program istraživanja i razvoja „Životni ciklus sistema za skladištenje energije u litijum-jonskim baterijama, primjena sigurnosne tehnologije“. „Iako su principi reakcije natrijumskih i litijum-jonskih baterija slični, razvoj kompletnog sistema za skladištenje energije koji kombinuje karakteristike punjenja i pražnjenja natrijumskih baterija zahteva prevazilaženje mnogih novih izazova“, rekao je Li Yongqi, tehnički stručnjak iz kompanije SouthGrid Energy Storage.
Uzimajući integraciju sistema kao primjer, projektni tim inovativno usvaja distribuiranu arhitekturu skladištenja energije zasnovanu na visokom naponu natrijum-jonskih baterija, a cijeli sistem integriše 88 modularnih pretvarača, ostvarujući „jedan-na-jedan korespondenciju“ sa klasterima baterija, dok tradicionalna distribuirana arhitektura sistema za skladištenje litijum-jonske energije treba da integriše samo više od 40 pretvarača. Neposredna svrha udvostručenja broja pretvarača je povećanje dostupnosti kapaciteta i efikasnosti konverzije energije. Ukupna efikasnost konverzije energije ovog sistema za skladištenje energije natrijumskih baterija je veća od 92%, dok su litijumske baterije generalno manje od 90%, što bi trebalo da dopuni i efikasno zamijeni litijumske baterije, te da se primjenjuje u velikim elektrohemijskim sistemima za skladištenje energije, električnim vozilima, građevinskim mašinama i drugim oblastima.
Što se tiče prevencije i kontrole sigurnosti, tim je razvio strategiju termalnog upravljanja za sistem tečnog hlađenja, kao i kompletan set tehnologija za prevenciju i kontrolu požara za sistem skladištenja energije natrijum-jonskih baterija, kao što su termička barijera na nivou modula i visokoefikasno gašenje požara.
Temperaturna razlika između više od 22.000 natrijumskih baterijskih ćelija u cijelom sistemu kontroliše se unutar 3 stepena Celzijusa. Korištenje i odvođenja toplote i termalne barijere za odbijanje toplotepokrivač od aerogela od staklenih vlakanaKao materijal termičke barijere između električnog jezgra, vrijeme termičkog odbijanja monomera baterije produžava se sa 30 minuta na 2 sata, produžavajući se do 4 puta, što značajno poboljšava sigurnost baterijskog modula.
Tim je razvio tehnologiju tečnog azota za efikasno gašenje požara, hlađenje i sprečavanje ponovnog paljenja, sposobnu da ugasi početni požar baterije u roku od 5 sekundi, te da traje 24 sata bez ponovnog paljenja i eksplozije. „Trenutne tehnologije skladištenja energije litijuma i natrijuma očigledno promovišu poboljšanje međusobnih karakteristika, ovaj skup sistema za skladištenje energije natrijum-jonskih baterija istražuje i praktičnu tehnologiju tečnog azota za efikasno gašenje požara, hlađenje i sprečavanje ponovnog paljenja kroz primjenu sigurnosne tehnologije konverzije u životnom ciklusu sistema za skladištenje energije litijuma i natrijuma po prvi put u inženjerskoj primjeni“, rekao je LiYongQi.
28. januara 2024. godine, akademik Jiang Jianchun Kineske akademije inženjerstva, akademik Cheng Shijie, akademik Zhang Yue, akademik Sun Jinhua Akademije nauka Evropske unije i drugi stručnjaci Odbora za procjenu Kineske federacije mašinske industrije o rezultatima projekta, izvršili su pregled procjene: cjelokupna tehnologija „Sistema za skladištenje energije natrijum-jonskih baterija od 10 MWh za elektrane za skladištenje električne energije“ koju je razvio projektni tim je na vodećem međunarodnom nivou.
Šangaj Orisen tehnologija novih materijala, d.o.o.
M: +86 18683776368 (također WhatsApp)
Tel: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adresa: BR. 398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Šangaj
Vrijeme objave: 23. maj 2024.