Recentemente, a primeira central eléctrica de almacenamento de enerxía con baterías de ións de sodio de gran capacidade da China, a central eléctrica de almacenamento de enerxía con baterías de ións de sodio Volin, púxose en funcionamento en Nanning, Guangxi. Trátase do proxecto de demostración da primeira fase do proxecto "Tecnoloxía de almacenamento de enerxía con baterías de ións de sodio de 100 megavatios-hora" do programa nacional clave de investigación e desenvolvemento, cun tamaño instalado de 2,5 megavatios/10 megavatios-hora.
A central eléctrica foi investida e construída pola Guangxi Power Grid Company de Southern Power Grid, e a escala desta fase é de 10 MWh. A escala total do proxecto alcanzará os 100 MWh, o que pode xerar 73 millóns de graos de electricidade limpa anualmente, reducindo así as emisións de dióxido de carbono en 50.000 toneladas e satisfazendo as necesidades de electricidade de 35.000 usuarios residenciais.
En comparación co almacenamento de enerxía en baterías de ións de litio, as reservas de materia prima do almacenamento de enerxía en baterías de ións de sodio "irmáns", que son fáciles de extraer, de baixo custo e mellor rendemento a baixas temperaturas, teñen vantaxes obvias no almacenamento de enerxía a grande escala. "O almacenamento de enerxía en baterías de ións de sodio na fase de desenvolvemento a grande escala pode reducirse entre un 20 % e un 30 %, baixo a premisa de mellorar completamente a estrutura e o proceso da batería, mellorar a taxa de utilización dos materiais e a vida útil do ciclo, e explorar o custo da electricidade ata os 0,2 yuans/kWh, o que supón promover a aplicación económica dun novo tipo de almacenamento nunha importante dirección tecnolóxica", dixo Chen Man, subsecretario xeral do Comité Técnico Nacional de Almacenamento de Enerxía Eléctrica e experto técnico a nivel estratéxico da Rede Eléctrica do Sur.
Aínda que o traballo de China na investigación e desenvolvemento, produción, estandarización, promoción do mercado e aplicación de produtos de baterías de ións de sodio está en pleno auxe, non hai precedentes internacionais para a aplicación da tecnoloxía de baterías de ións de sodio a centrais eléctricas de almacenamento de enerxía de gran capacidade.
En novembro de 2022, a empresa Guangxi Power Grid, xunto coa empresa South Grid Energy Storage, o Instituto de Física da Academia Chinesa de Ciencias, Zhongkehai Sodium Technology Co., Ltd. e outras unidades do equipo do proxecto, lanzou oficialmente o subtema do proxecto do programa nacional clave de investigación e desenvolvemento "Tecnoloxía de integración de sistemas de almacenamento de enerxía en baterías de ións de sodio de 100 megavatios-hora e demostración de aplicacións". "Centrámonos na preparación de bráculas de núcleo eléctrico de alto rendemento, a integración de sistemas e a prevención e o control da seguridade e outras tecnoloxías clave para levar a cabo investigacións, formadas con dereitos de propiedade intelectual independentes da tecnoloxía de preparación e integración de sistemas de baterías de ións de sodio", presentou o líder do proxecto, a empresa South China Grid Guangxi Grid, subdirector do Departamento de Innovación, Gao Lik.
A cela de batería de alta capacidade é a unidade básica de todo o sistema de almacenamento de enerxía de baterías de ións de sodio. Tras un ano e medio de investigación, o equipo do proxecto desenvolveu a primeira batería de almacenamento de enerxía de ións de sodio de 210 Ah de longa duración, ampla zona de temperatura e alta seguridade do mundo. «Desde o punto de vista do rendemento, o noso tipo de batería de ións de sodio ten as vantaxes dunha ampla zona de temperatura de traballo, carga rápida e boa multiplicidade, e pódese cargar ata o 90 % en 12 minutos», dixo Hu Yongsheng, investigador do Instituto de Física da Academia Chinesa de Ciencias.
Como principais participantes técnicos no proxecto, o Instituto de Investigación de Almacenamento de Enerxía da SouthGrid Energy Storage Company, especializado na integración do sistema de almacenamento de enerxía en baterías de litio e na prevención e control da seguridade no campo, conta cunha ampla experiencia investigadora e levou a cabo o programa nacional clave de investigación e desenvolvemento "Aplicación da tecnoloxía de seguridade no ciclo de vida do sistema de almacenamento de enerxía en baterías de ións de litio". "Aínda que os principios de reacción das baterías de sodio e de litio son similares, o desenvolvemento dun sistema completo de almacenamento de enerxía que combine as características de carga e descarga das baterías de sodio require superar moitos desafíos novos", dixo emocionado Li Yongqi, experto técnico da SouthGrid Energy Storage Company.
Tomando como exemplo a integración do sistema, o equipo do proxecto adopta de forma innovadora unha arquitectura de almacenamento de enerxía distribuída baseada na alta tensión das baterías de ións de sodio, e todo o sistema integra 88 convertidores modulares, logrando unha "correspondencia un a un" cos clústeres de baterías, mentres que a arquitectura distribuída tradicional do sistema de almacenamento de enerxía de ións de litio só precisa integrar máis de 40 convertidores. O obxectivo inmediato de duplicar o número de convertidores é aumentar a dispoñibilidade da capacidade e a eficiencia da conversión de enerxía. A eficiencia global da conversión de enerxía deste sistema de almacenamento de enerxía en baterías de sodio é superior ao 92 %, mentres que as baterías de litio son xeralmente inferiores ao 90 %, o que se espera que complemente e substitúa eficazmente as baterías de litio e que se aplique ao almacenamento de enerxía electroquímica a grande escala, vehículos eléctricos, maquinaria de construción e outros campos.
En canto á prevención e o control da seguridade, o equipo desenvolveu unha estratexia de xestión térmica para o sistema de refrixeración líquida, así como un conxunto completo de tecnoloxías de prevención e control de incendios para o sistema de almacenamento de enerxía en baterías de ións de sodio, como barreiras térmicas a nivel de módulo e extinción de incendios de alta eficiencia.
A diferenza de temperatura entre as máis de 22 000 celas de baterías de sodio en todo o sistema está controlada dentro dos 3 graos Celsius. O uso tanto da disipación de calor como da barreira de fuga térmicamanta de aerogel de fibra de vidrocomo material de barreira térmica entre o núcleo eléctrico, o tempo de dispersión térmica do monómero da batería pode variar de 30 minutos a 2 horas, ampliado ata 4 veces, o que mellora considerablemente a seguridade do módulo da batería.
O equipo desenvolveu a tecnoloxía eficiente de extinción, refrixeración e antireaparición de incendios con nitróxeno líquido, capaz de extinguir o incendio inicial da batería en 5 segundos, para funcionar durante 24 horas sen reignición nin explosión. «A tecnoloxía actual de almacenamento de enerxía de litio e sodio promove a mellora das características de cada un, obviamente; este conxunto de investigación sobre sistemas de almacenamento de enerxía de baterías de ións de sodio e a tecnoloxía práctica de extinción, refrixeración e antireaparición de incendios eficiente con nitróxeno líquido a través da aplicación do ciclo de vida do sistema de almacenamento de enerxía de baterías de ións de litio é a primeira aplicación de enxeñaría da aplicación de conversión de tecnoloxía de seguridade na sincronización do sistema de almacenamento de enerxía de litio e sodio», dixo LiYongQi.
O 28 de xaneiro de 2024, o académico Jiang Jianchun da Academia Chinesa de Enxeñaría, o académico de Ciencias da Academia Chinesa, o académico Cheng Shijie, o académico Zhang Yue, o académico Sun Jinhua da Academia de Ciencias da Unión Europea e outros expertos do Comité de Avaliación da Federación da Industria de Maquinaria de China revisaron os resultados do proxecto para realizar unha avaliación: a tecnoloxía xeral do "Sistema de almacenamento de enerxía en baterías de ións de sodio de 10 MWh para centrais eléctricas de almacenamento de enerxía eléctrica" desenvolvido polo equipo do proxecto está no nivel líder internacional.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd.
M: +86 18683776368 (tamén WhatsApp)
Teléfono: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Enderezo: NO.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Shanghai
Data de publicación: 23 de maio de 2024