Hiljuti võeti Nanningis, Guangxis tööle Hiina esimene suure võimsusega naatriumioonakudega energia salvestamise elektrijaam – Volini naatriumioonakudega energia salvestamise elektrijaam. See on riikliku võtmetähtsusega teadus- ja arendusprogrammi „100 megavatt-tunni naatriumioonakudega energia salvestamise tehnoloogia“ esimese etapi demonstratsiooniprojekt, mille paigaldatud võimsus on 2,5 megavatti/10 megavatt-tundi.
Elektrijaama investeerib ja ehitab Southern Power Gridi Guangxi Power Grid Company ning selle etapi ulatus on 10 MWh. Projekti kogumaht ulatub 100 MWh-ni, mis võimaldab aastas toota 73 miljonit kraadi puhast elektrit, vähendades vastavalt süsinikdioksiidi heitkoguseid 50 000 tonni võrra ja rahuldades 35 000 kodutarbija elektrienergia vajadused.
Võrreldes liitiumioonakudega on naatriumioonaku energiasalvestuse „vendadel“ ilmsed eelised toorainevarude poolest, mida on lihtne kaevandada, mis on odav ja millel on parem jõudlus madalatel temperatuuridel ning mis on suuremahulises energiasalvestuses. „Naatriumioonaku energiasalvestuse arendusetapis saab kulusid vähendada 20–30% võrra, eeldusel, et aku struktuur ja protsess täielikult täiustatakse, materjalide kasutusastet ja tsükli eluiga parandatakse ning elektrienergia maksumust saab uurida kuni 0,2 jüaani/kWh-ni, mis on oluline tehnoloogiasuund uut tüüpi salvestuse majandusliku rakendamise edendamiseks,“ ütles riikliku elektrienergia salvestamise tehnilise komitee asepeasekretär ja Lõuna elektrivõrgu strateegilise taseme tehniline ekspert Chen Man.
Kuigi Hiina töö naatriumioonakude toodete uurimis- ja arendustegevuse, tootmise, standardiseerimise, turustamise ja rakendamise valdkonnas on täies hoos, puudub rahvusvaheline pretsedent naatriumioonakude tehnoloogia rakendamiseks suure võimsusega energiasalvestusjaamades.
2022. aasta novembris käivitas Guangxi elektrivõrguettevõte koostöös South Grid Energy Storage Company, Hiina Teaduste Akadeemia Füüsika Instituudi, Zhongkehai Sodium Technology Co., Ltd. ja teiste projektimeeskonna üksustega ametlikult riikliku võtmetähtsusega teadus- ja arendusprogrammi projekti alateema „100 megavatt-tunni naatriumioonaku energiasalvestussüsteemi integreerimise tehnoloogia ja rakenduste demonstratsioon“ uurimistöö. „Keskendume suure jõudlusega elektrilise südamiku ettevalmistamisele, süsteemide integreerimisele ning ohutuse ennetamisele ja kontrollile ning muudele võtmetehnoloogiatele, et viia läbi uuringuid, mis on moodustatud naatriumioonaku ettevalmistamise ja süsteemide integreerimise tehnoloogia sõltumatu intellektuaalomandi õiguste alusel,“ tutvustas projektijuht, South China Grid Guangxi elektrivõrguettevõtte innovatsiooniosakonna asedirektor Gao Lik.
Suure mahutavusega akuelement on kogu naatriumioonaku energiasalvestussüsteemi põhiüksus. Pärast poolteist aastat kestnud uurimistööd töötas projektimeeskond välja maailma esimese pika tööeaga, laia temperatuuritsooniga ja kõrge ohutusega 210 Ah naatriumioonaku. „Jõudluse seisukohast on meie naatriumioonakul eelised lai töötemperatuuritsoon, kiire laadimine ja hea korduvlaadimine ning seda saab laadida 90%-ni 12 minutiga,“ ütles Hiina Teaduste Akadeemia Füüsika Instituudi teadur Hu Yongsheng.
Projekti peamiste tehniliste osalejatena on SouthGrid Energy Storage Company energiasalvestusuuringute instituut liitiumakude energiasalvestussüsteemide integreerimise ning ohutuse ennetamise ja kontrolli valdkonnas rikkaliku uurimiskogemusega ning viib läbi riiklikku võtmeteadus- ja arendusprogrammi „Liitiumioonakude energiasalvestussüsteemi elutsükli ohutustehnoloogia rakendamine“. „Kuigi naatrium- ja liitiumakude reaktsioonipõhimõtted on sarnased, nõuab naatriumakude laadimis- ja tühjenemisomadusi ühendava tervikliku energiasalvestussüsteemi väljatöötamine paljude uute väljakutsete ületamist,“ ütles SouthGrid Energy Storage Company tehniline ekspert Li Yongqi emotsionaalselt.
Süsteemiintegratsiooni näitena võtab projektimeeskond uuenduslikult kasutusele hajutatud energiasalvestusarhitektuuri, mis põhineb naatriumioonakude kõrgepingel, ja kogu süsteem integreerib 88 moodulmuundurit, saavutades akuklastritega „üks-ühele vastavuse“, samas kui liitiumioonakude energiasalvestussüsteemi traditsiooniline hajutatud arhitektuur vajab integreerimist vaid üle 40 muunduri. Muundurite arvu kahekordistamise otsene eesmärk on suurendada võimsuse kättesaadavust ja energia muundamise efektiivsust. Selle naatriumakude energiasalvestussüsteemi üldine energia muundamise efektiivsus on üle 92%, samas kui liitiumakude puhul on see üldiselt alla 90%, mis eeldatavasti täiendab ja asendab tõhusalt liitiumakuid ning mida rakendatakse suuremahulises elektrokeemilises energia salvestamises, elektriautodes, ehitusmasinates ja muudes valdkondades.
Ohutuse ennetamise ja kontrolli osas on meeskond välja töötanud vedelikjahutussüsteemi termilise juhtimisstrateegia ning naatriumioonaku energiasalvestussüsteemi jaoks täieliku tulekahjude ennetamise ja kontrollimise tehnoloogiate komplekti, näiteks moodulitasemel termobarjääri ja suure tõhususega tulekustutuse.
Kogu süsteemi enam kui 22 000 naatriumaku elemendi temperatuuride erinevust kontrollitakse 3 Celsiuse kraadi piires. Nii soojuse hajutamise kui ka termilise barjääri kasutamineklaaskiust aerogeeli tekkElektrilise südamiku vahelise termilise barjäärimaterjalina pikendab aku monomeeri termiline läbimurre aega 30 minutist 2 tunnini, pikendades seda 4 korda, parandades oluliselt aku mooduli ohutust.
Meeskond töötas välja vedela lämmastikuga tõhusa tulekustutus-, jahutus- ja taassüttimisvastase tehnoloogia, mis suudab kustutada aku esialgse tulekahju 5 sekundi jooksul ning töötada 24 tundi ilma taassüttimise ja plahvatuseta. „Praegused liitiumi ja naatriumi energiasalvestustehnoloogiad soodustavad üksteise omaduste paranemist. See naatriumioonaku energiasalvestussüsteemi uurimine ja praktiline vedela lämmastikuga tõhusa tulekustutus-, jahutus- ja taassüttimisvastase tehnoloogia rakendamine liitiumioonaku energiasalvestussüsteemi elutsükli rakenduse kaudu ohutustehnoloogia muundamise rakenduses liitiumi ja naatriumi energiasalvestussüsteemi sünkroniseerimiseks esmakordselt insenerirakendustes,“ ütles LiYongQi.
28. jaanuaril 2024 andsid Hiina Inseneriakadeemia akadeemik Jiang Jianchun, Hiina Teaduste Akadeemia akadeemikud Cheng Shijie, akadeemik Zhang Yue, Euroopa Teaduste Akadeemia akadeemik Sun Jinhua ja teised Hiina Masinatööstuse Föderatsiooni hindamiskomisjoni eksperdid projekti tulemuste hindamise ülevaatamiseks hinnangu: projektimeeskonna väljatöötatud "10 MWh naatriumioonaku energiasalvestussüsteemi elektrienergia salvestamiseks mõeldud elektrijaamade jaoks" üldine tehnoloogia on rahvusvaheliselt juhtival tasemel.
Shanghai Oriseni uus materjalitehnoloogia Co., Ltd.
M: +86 18683776368 (ka WhatsApp)
T: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Aadress: NO.398 New Green Road Xinbangi linn Songjiangi piirkond, Shanghai
Postituse aeg: 23. mai 2024