Récemment, la première centrale de stockage d'énergie par batterie sodium-ion de grande capacité de Chine, Volin, a été mise en service à Nanning, dans le Guangxi. Il s'agit du projet pilote de la première phase du programme national de recherche et développement « Technologie de stockage d'énergie par batterie sodium-ion de 100 mégawattheures », d'une puissance installée de 2,5 mégawatts/10 mégawattheures.
La centrale électrique est financée et construite par Guangxi Power Grid Company de Southern Power Grid, et l'échelle de cette phase est de 10 MWh. L'échelle totale du projet atteindra 100 MWh, ce qui permettra de produire 73 millions de degrés d'électricité propre par an. La centrale électrique est financée et construite par Guangxi Power Grid Company de Southern Power Grid, et l'échelle de cette phase est de 10 MWh. L'échelle totale du projet atteindra 100 MWh, ce qui permettra de produire 73 millions de degrés d'électricité propre par an, ce qui réduira les émissions de dioxyde de carbone de 50 000 tonnes et répondra aux besoins en électricité de 35 000 utilisateurs résidentiels.
Français Par rapport au stockage d'énergie par batterie lithium-ion, les réserves de matières premières du stockage d'énergie par batterie sodium-ion « frères », faciles à extraire, à faible coût, plus performantes à basse température, présentent des avantages évidents pour le stockage d'énergie à grande échelle. « Le stockage d'énergie par batterie sodium-ion à l'échelle du stade de développement, le coût du coût peut être réduit de 20 % à 30 %, sous réserve d'une amélioration complète de la structure et du processus de la batterie, d'un taux d'utilisation des matériaux et d'une durée de vie du cycle, le coût de l'électricité peut être exploré à 0,2 yuan/kWh, est de promouvoir l'application économique de nouveaux types de stockage d'une direction technologique importante », a déclaré Chen Man, secrétaire général adjoint du Comité technique national du stockage d'énergie électrique et expert technique de niveau stratégique du Réseau électrique du Sud.
Bien que les travaux de la Chine dans la recherche et le développement, la production, la normalisation, la promotion du marché et l'application des produits de batteries sodium-ion battent leur plein, il n'existe aucun précédent international pour l'application de la technologie des batteries sodium-ion aux centrales électriques de stockage d'énergie de grande capacité.
Français En novembre 2022, Guangxi Power Grid Company, en collaboration avec South Grid Energy Storage Company, l'Institut de physique de l'Académie chinoise des sciences, Zhongkehai Sodium Technology Co., Ltd. et d'autres unités de l'équipe de projet, a officiellement lancé le sous-thème du projet de programme national de recherche et développement clé « Technologie d'intégration et démonstration d'application du système de stockage d'énergie par batterie sodium-ion de 100 mégawattheures ». « Nous nous concentrons sur la préparation à l'échelle du cœur électrique haute performance, l'intégration du système et la prévention et le contrôle de la sécurité et d'autres technologies clés pour mener des recherches, formées avec des droits de propriété intellectuelle indépendants sur la technologie de préparation et d'intégration du système de batterie sodium-ion », a présenté Gao Lik, chef de projet, South China Grid Guangxi Grid Company, directeur adjoint du département de l'innovation.
La cellule de batterie haute capacité est l'élément de base de tout système de stockage d'énergie par batterie sodium-ion. Après un an et demi de recherche, l'équipe du projet a développé la première batterie sodium-ion de 210 Ah au monde, longue durée de vie, à large plage de températures et haute sécurité. « Du point de vue des performances, notre type de batterie sodium-ion présente les avantages d'une large plage de températures de fonctionnement, d'une charge rapide et d'une bonne multiplicité, et peut être chargée à 90 % en 12 minutes », a déclaré Hu Yongsheng, chercheur à l'Institut de physique de l'Académie chinoise des sciences.
En tant que principal acteur technique du projet, l'Institut de recherche sur le stockage d'énergie de SouthGrid Energy Storage Company, spécialisé dans l'intégration des systèmes de stockage d'énergie par batterie lithium et la prévention et le contrôle de la sécurité, possède une riche expérience en recherche et mène le programme national clé de recherche et développement « Application des technologies de sécurité tout au long du cycle de vie des systèmes de stockage d'énergie par batterie lithium-ion ». « Bien que les principes de réaction des batteries au sodium et au lithium soient similaires, le développement d'un système de stockage d'énergie complet combinant les caractéristiques de charge et de décharge des batteries au sodium nécessite de relever de nombreux défis », a déclaré avec émotion Li Yongqi, expert technique de SouthGrid Energy Storage Company.
Prenant l'exemple de l'intégration système, l'équipe projet a adopté de manière innovante une architecture de stockage d'énergie distribuée basée sur la haute tension des batteries sodium-ion. Le système intègre 88 convertisseurs modulaires, assurant une correspondance biunivoque avec les groupes de batteries, tandis que l'architecture distribuée traditionnelle du système de stockage d'énergie lithium-ion ne nécessite que plus de 40 convertisseurs. L'objectif immédiat de doubler le nombre de convertisseurs est d'accroître la disponibilité de la capacité et le rendement de conversion énergétique. Le rendement global de conversion énergétique de ce système de stockage d'énergie par batterie sodium est supérieur à 92 %, tandis que celui des batteries lithium est généralement inférieur à 90 %, ce qui devrait compléter et remplacer efficacement les batteries lithium et être appliqué au stockage d'énergie électrochimique à grande échelle, aux véhicules électriques, aux engins de chantier et à d'autres domaines.
En ce qui concerne la prévention et le contrôle de la sécurité, l'équipe a développé une stratégie de gestion thermique pour le système de refroidissement liquide ainsi qu'un ensemble complet de technologies de prévention et de contrôle des incendies pour le système de stockage d'énergie de la batterie sodium-ion, telles qu'une barrière thermique au niveau du module et une extinction d'incendie à haute efficacité.
La différence de température entre plus de 22 000 cellules de batterie au sodium du système est contrôlée à 3 °C près. L'utilisation de dispositifs de dissipation thermique et de barrière thermique anti-emballement est essentielle.couverture d'aérogel en fibre de verreen tant que matériau de barrière thermique entre le noyau électrique, le temps de propagation de l'emballement thermique du monomère de la batterie de 30 minutes à 2 heures, étendu à 4 fois, améliorant considérablement la sécurité du module de batterie.
L'équipe a développé une technologie efficace d'extinction, de refroidissement et de protection contre le réallumage à l'azote liquide, capable d'éteindre un incendie initial de batterie en 5 secondes, pour une durée de 24 heures sans réallumage ni explosion. « Les technologies actuelles de stockage d'énergie au lithium et au sodium favorisent l'amélioration mutuelle de leurs caractéristiques. Cet ensemble de recherche sur les systèmes de stockage d'énergie par batterie sodium-ion et la technologie pratique d'extinction, de refroidissement et de protection contre le réallumage à l'azote liquide, grâce à l'application de la technologie de conversion de sécurité des systèmes de stockage d'énergie au lithium-sodium, est une première dans l'ingénierie », a déclaré LiYongQi.
Le 28 janvier 2024, par l'académicien Jiang Jianchun de l'Académie chinoise d'ingénierie, l'académicien Cheng Shijie de l'Académie chinoise des sciences, l'académicien Zhang Yue, l'académicien Sun Jinhua de l'Académie des sciences de l'Union européenne et d'autres experts du Comité d'évaluation de la Fédération de l'industrie des machines de Chine sur les résultats du projet pour faire un examen de l'évaluation : la technologie globale du « système de stockage d'énergie par batterie sodium-ion de 10 MWh pour les centrales électriques de stockage d'énergie électrique » développé par l'équipe du projet est au niveau international de premier plan.
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Date de publication : 23 mai 2024