Recentment, la primera central elèctrica d'emmagatzematge d'energia amb bateries d'ions de sodi de gran capacitat de la Xina, la central elèctrica d'emmagatzematge d'energia amb bateries d'ions de sodi Volin, s'ha posat en funcionament a Nanning, Guangxi. Es tracta del projecte de demostració del programa nacional clau de recerca i desenvolupament "Tecnologia d'emmagatzematge d'energia amb bateries d'ions de sodi de 100 megawatts-hora" de la primera fase del projecte, amb una potència instal·lada de 2,5 megawatts/10 megawatts-hora.
La central elèctrica ha estat invertida i construïda per Guangxi Power Grid Company de Southern Power Grid, i l'escala d'aquesta fase és de 10 MWh. L'escala total del projecte arribarà als 100 MWh, que poden generar 73 milions de graus d'electricitat neta anualment, reduir les emissions de diòxid de carboni en 50.000 tones i satisfer les necessitats d'electricitat de 35.000 usuaris residencials.
En comparació amb l'emmagatzematge d'energia en bateries d'ions de liti, les reserves de matèries primeres d'emmagatzematge d'energia en bateries d'ions de sodi "germans", fàcils d'extreure, de baix cost, millor rendiment a baixes temperatures, presenten avantatges evidents en l'emmagatzematge d'energia a gran escala. "L'emmagatzematge d'energia en bateries d'ions de sodi en l'escala de la fase de desenvolupament, el cost del cost es pot reduir entre un 20% i un 30%, sota la premissa de millorar completament l'estructura i el procés de la bateria, millorar la taxa d'utilització dels materials i la vida útil del cicle, el cost de l'electricitat es pot explorar fins a 0,2 iuans/kWh, és a dir, promoure l'aplicació econòmica d'un nou tipus d'emmagatzematge en una direcció important de la tecnologia", va dir Chen Man, subsecretari general del Comitè Tècnic Nacional d'Emmagatzematge d'Energia Elèctrica i expert tècnic a nivell estratègic de la Xarxa Elèctrica del Sud.
Tot i que la tasca de la Xina en la investigació i el desenvolupament, la producció, l'estandardització, la promoció del mercat i l'aplicació de productes de bateries d'ions de sodi està en ple apogeu, no hi ha precedents internacionals per a l'aplicació de la tecnologia de bateries d'ions de sodi a centrals elèctriques d'emmagatzematge d'energia de gran capacitat.
El novembre de 2022, la Guangxi Power Grid Company, juntament amb la South Grid Energy Storage Company, l'Institut de Física de l'Acadèmia Xinesa de les Ciències, Zhongkehai Sodium Technology Co., Ltd. i altres unitats de l'equip del projecte, va llançar oficialment el projecte del programa nacional clau de recerca i desenvolupament, subtema de recerca "Tecnologia d'integració del sistema d'emmagatzematge d'energia de bateries d'ions de sodi de 100 megawatts-hora i demostració d'aplicacions". "Ens centrem en la preparació d'escala de nuclis elèctrics d'alt rendiment, la integració de sistemes i la prevenció i el control de la seguretat i altres tecnologies clau per dur a terme investigacions, formades amb drets de propietat intel·lectual independents de la tecnologia de preparació i integració de sistemes de bateries d'ions de sodi", va presentar el líder del projecte, la South China Grid Guangxi Grid Company, subdirector del Departament d'Innovació, Gao Lik.
La cel·la de bateria d'alta capacitat és la unitat bàsica de tot el sistema d'emmagatzematge d'energia de bateries d'ions de sodi. Després d'un any i mig de recerca, l'equip del projecte va desenvolupar la primera bateria d'emmagatzematge d'energia d'ions de sodi de 210 Ah de llarga durada, àmplia zona de temperatura i alta seguretat del món. "Des del punt de vista del rendiment, el nostre tipus de bateria d'ions de sodi té els avantatges d'una àmplia zona de temperatura de treball, una càrrega ràpida i una bona multiplicitat, i es pot carregar fins al 90% en 12 minuts", va dir Hu Yongsheng, investigador de l'Institut de Física de l'Acadèmia Xinesa de les Ciències.
Com a principals participants tècnics del projecte, l'Institut de Recerca en Emmagatzematge d'Energia de SouthGrid Energy Storage Company, especialitzat en la integració del sistema d'emmagatzematge d'energia de bateries de liti i la prevenció i el control de la seguretat en aquest camp, té una àmplia experiència en recerca i ha dut a terme el programa nacional clau de recerca i desenvolupament "aplicació del cicle de vida del sistema d'emmagatzematge d'energia de bateries d'ions de liti de la tecnologia de seguretat". "Tot i que els principis de reacció de les bateries de sodi i de liti són similars, el desenvolupament d'un sistema d'emmagatzematge d'energia complet que combini les característiques de càrrega i descàrrega de les bateries de sodi requereix superar molts reptes nous", va dir emocionat Li Yongqi, expert tècnic de SouthGrid Energy Storage Company.
Prenent com a exemple la integració del sistema, l'equip del projecte adopta de manera innovadora una arquitectura d'emmagatzematge d'energia distribuïda basada en l'alta tensió de les bateries d'ions de sodi, i tot el sistema integra 88 convertidors modulars, realitzant una "correspondència un a un" amb els clústers de bateries, mentre que l'arquitectura distribuïda tradicional del sistema d'emmagatzematge d'energia d'ions de liti només necessita integrar més de 40 convertidors. L'objectiu immediat de duplicar el nombre de convertidors és augmentar la disponibilitat de capacitat i l'eficiència de conversió d'energia. L'eficiència global de conversió d'energia d'aquest sistema d'emmagatzematge d'energia de bateries de sodi és superior al 92%, mentre que les bateries de liti són generalment inferiors al 90%, cosa que s'espera que complementi i substitueixi eficaçment les bateries de liti, i s'apliqui a l'emmagatzematge d'energia electroquímica a gran escala, vehicles elèctrics, maquinària de construcció i altres camps.
Pel que fa a la prevenció i el control de la seguretat, l'equip ha desenvolupat una estratègia de gestió tèrmica per al sistema de refrigeració líquida, així com un conjunt complet de tecnologies de prevenció i control d'incendis per al sistema d'emmagatzematge d'energia de bateries d'ions de sodi, com ara barreres tèrmiques a nivell de mòdul i extinció d'incendis d'alta eficiència.
La diferència de temperatura entre les més de 22.000 cel·les de bateria de sodi de tot el sistema es controla amb un marge de 3 graus Celsius. L'ús tant de la dissipació de calor com de la barrera de fugida tèrmicamanta d'aerogel de fibra de vidreCom a material de barrera tèrmica entre el nucli elèctric, el temps de dispersió tèrmica del monòmer de la bateria es va estendre de 30 minuts a 2 hores, ampliant-se fins a 4 vegades, millorant considerablement la seguretat del mòdul de la bateria.
L'equip ha desenvolupat la tecnologia eficient d'extinció d'incendis, refrigeració i antireignició amb nitrogen líquid, capaç d'extingir el foc inicial de la bateria en 5 segons, de funcionar durant 24 hores sense reignició ni explosió. "L'actual tecnologia d'emmagatzematge d'energia de liti i sodi promou la millora de les característiques de l'altre, és obvi que aquest conjunt de recerca sobre sistemes d'emmagatzematge d'energia de bateries d'ions de sodi i la tecnologia pràctica d'extinció d'incendis, refrigeració i antireignició eficient amb nitrogen líquid a través de l'aplicació del cicle de vida del sistema d'emmagatzematge d'energia de bateries d'ions de liti, aplicant la conversió de tecnologia de seguretat en la sincronització del sistema d'emmagatzematge d'energia de liti i sodi, és la primera vegada en una aplicació d'enginyeria", va dir LiYongQi.
El 28 de gener de 2024, l'acadèmic Jiang Jianchun de l'Acadèmia Xinesa d'Enginyeria, l'acadèmic Cheng Shijie de l'Acadèmia Xinesa de Ciències, l'acadèmic Zhang Yue de l'Acadèmia de Ciències de la Unió Europea, l'acadèmic Sun Jinhua de l'Acadèmia de Ciències de la Unió Europea i altres experts del Comitè d'Avaluació de la Federació de la Indústria de Maquinària de la Xina van revisar els resultats del projecte per tal de determinar si la tecnologia general del "sistema d'emmagatzematge d'energia en bateries d'ions de sodi de 10 MWh per a centrals elèctriques d'emmagatzematge d'energia elèctrica" desenvolupat per l'equip del projecte es troba al nivell líder internacional.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
M: +86 18683776368 (també WhatsApp)
Telèfon: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adreça: NO.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Xangai
Data de publicació: 23 de maig de 2024