ग्लास फाइबर एरोजेल कंबल का चीन के पहले बड़े क्षमता वाले सोडियम बिजली भंडारण पावर स्टेशन में सफलतापूर्वक उपयोग किया गया

हाल ही में, चीन का पहला बड़ी क्षमता वाला सोडियम-आयन बैटरी ऊर्जा भंडारण पावर स्टेशन - वोलिन सोडियम-आयन बैटरी ऊर्जा भंडारण पावर स्टेशन नाननिंग, गुआंग्शी में चालू हुआ। यह राष्ट्रीय प्रमुख अनुसंधान और विकास कार्यक्रम "100 मेगावाट-घंटे सोडियम-आयन बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकी" परियोजना के पहले चरण का प्रदर्शन प्रोजेक्ट है, जिसका स्थापित आकार 2.5 मेगावाट/10 मेगावाट-घंटे है।

पावर स्टेशन का निवेश और निर्माण दक्षिणी पावर ग्रिड की गुआंग्शी पावर ग्रिड कंपनी द्वारा किया गया है, और इस चरण का पैमाना 10 मेगावाट घंटा है। परियोजना का कुल पैमाना 100 मेगावाट घंटा तक पहुँच जाएगा, जो सालाना 73 मिलियन डिग्री स्वच्छ बिजली पैदा कर सकता है, तदनुसार कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन को 50,000 टन कम कर सकता है, और 35,000 आवासीय उपयोगकर्ताओं की बिजली की ज़रूरतों को पूरा कर सकता है।

लिथियम-आयन बैटरी ऊर्जा भंडारण की तुलना में, "भाइयों" सोडियम-आयन बैटरी ऊर्जा भंडारण कच्चे माल के भंडार, निकालने में आसान, कम लागत, कम तापमान पर बेहतर प्रदर्शन, बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण में स्पष्ट लाभ हैं। "विकास के चरण के पैमाने पर सोडियम-आयन बैटरी ऊर्जा भंडारण, लागत की लागत को 20% से 30% तक कम किया जा सकता है, बैटरी संरचना और प्रक्रिया को पूरी तरह से सुधारने के आधार पर, सामग्री और चक्र जीवन के उपयोग की दर में सुधार, बिजली की लागत 0.2 युआन / kWh तक का पता लगाया जा सकता है, प्रौद्योगिकी की एक महत्वपूर्ण दिशा के नए प्रकार के भंडारण के आर्थिक अनुप्रयोग को बढ़ावा देना है," राष्ट्रीय विद्युत ऊर्जा भंडारण चेन मैन, राष्ट्रीय विद्युत ऊर्जा भंडारण तकनीकी समिति के उप महासचिव और दक्षिणी पावर ग्रिड के रणनीतिक स्तर के तकनीकी विशेषज्ञ ने कहा।

यद्यपि सोडियम-आयन बैटरी उत्पादों के अनुसंधान एवं विकास, उत्पादन, मानकीकरण, बाजार संवर्धन और अनुप्रयोग में चीन का कार्य जोरों पर है, फिर भी बड़ी क्षमता वाले ऊर्जा भंडारण विद्युत स्टेशनों में सोडियम-आयन बैटरी प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोग का कोई अंतर्राष्ट्रीय उदाहरण नहीं है।

नवंबर 2022 में, गुआंग्शी पावर ग्रिड कंपनी ने साउथ ग्रिड एनर्जी स्टोरेज कंपनी, चीनी विज्ञान अकादमी के भौतिकी संस्थान, झोंगकेहाई सोडियम टेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेड और परियोजना टीम की अन्य इकाइयों के साथ मिलकर आधिकारिक तौर पर राष्ट्रीय प्रमुख अनुसंधान और विकास कार्यक्रम परियोजना उप-विषय "100 मेगावाट-घंटे सोडियम-आयन बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली एकीकरण प्रौद्योगिकी और अनुप्रयोग प्रदर्शन" अनुसंधान कार्य शुरू किया। "हम उच्च प्रदर्शन वाले इलेक्ट्रिक कोर स्केल तैयारी, सिस्टम एकीकरण और सुरक्षा रोकथाम और नियंत्रण और अन्य प्रमुख प्रौद्योगिकियों पर ध्यान केंद्रित करते हैं, जो सोडियम-आयन बैटरी तैयारी और सिस्टम एकीकरण प्रौद्योगिकी के स्वतंत्र बौद्धिक संपदा अधिकारों के साथ गठित अनुसंधान करते हैं," परियोजना के नेता, साउथ चाइना ग्रिड गुआंग्शी ग्रिड कंपनी, नवाचार विभाग के उप निदेशक गाओ लिक ने परिचय दिया।

उच्च क्षमता वाली बैटरी सेल संपूर्ण सोडियम-आयन बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली की मूल इकाई है। डेढ़ साल के शोध के बाद, परियोजना टीम ने दुनिया की पहली लंबी-आयु, विस्तृत तापमान क्षेत्र, उच्च सुरक्षा वाली 210Ah सोडियम-आयन ऊर्जा भंडारण बैटरी विकसित की। "प्रदर्शन के दृष्टिकोण से, हमारी तरह की सोडियम-आयन बैटरी में विस्तृत कार्य तापमान क्षेत्र, तेज़ चार्जिंग और अच्छी बहुलता के फायदे हैं, और इसे 12 मिनट में 90% तक चार्ज किया जा सकता है," चीनी विज्ञान अकादमी के भौतिकी संस्थान के एक शोधकर्ता हू योंगशेंग ने कहा।

परियोजना में मुख्य तकनीकी प्रतिभागियों के रूप में, साउथग्रिड एनर्जी स्टोरेज कंपनी एनर्जी स्टोरेज रिसर्च इंस्टीट्यूट लिथियम बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली एकीकरण और सुरक्षा रोकथाम और नियंत्रण के क्षेत्र में अनुसंधान अनुभव का खजाना है, राष्ट्रीय प्रमुख अनुसंधान और विकास कार्यक्रम "लिथियम-आयन बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली जीवन चक्र सुरक्षा प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोग" को शुरू करता है। साउथग्रिड एनर्जी स्टोरेज कंपनी के एक तकनीकी विशेषज्ञ ली योंगकी ने भावुक होकर कहा, "हालांकि सोडियम और लिथियम बैटरी के प्रतिक्रिया सिद्धांत समान हैं, लेकिन सोडियम बैटरी की चार्जिंग और डिस्चार्जिंग विशेषताओं को मिलाने वाली एक पूर्ण ऊर्जा भंडारण प्रणाली के विकास के लिए कई नई चुनौतियों पर काबू पाने की आवश्यकता है।"

 सिस्टम एकीकरण को एक उदाहरण के रूप में लेते हुए, परियोजना टीम ने सोडियम-आयन बैटरी के उच्च वोल्टेज के आधार पर एक वितरित ऊर्जा भंडारण वास्तुकला को अभिनव रूप से अपनाया, और पूरी प्रणाली 88 मॉड्यूलर कन्वर्टर्स को एकीकृत करती है, जिससे बैटरी क्लस्टर के साथ "एक-से-एक पत्राचार" का एहसास होता है, जबकि लिथियम-आयन ऊर्जा भंडारण प्रणाली की पारंपरिक वितरित वास्तुकला को केवल 40 से अधिक कन्वर्टर्स को एकीकृत करने की आवश्यकता होती है। कन्वर्टर्स की संख्या को दोगुना करने का तात्कालिक उद्देश्य क्षमता उपलब्धता और ऊर्जा रूपांतरण दक्षता को बढ़ाना है। इस सोडियम बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली की समग्र ऊर्जा रूपांतरण दक्षता 92% से अधिक है, जबकि लिथियम बैटरी आम तौर पर 90% से कम होती है, जिससे लिथियम बैटरी को पूरक और प्रभावी रूप से बदलने की उम्मीद है, और बड़े पैमाने पर विद्युत ऊर्जा भंडारण, इलेक्ट्रिक वाहन, निर्माण मशीनरी और अन्य क्षेत्रों में लागू किया जाएगा।

सुरक्षा रोकथाम और नियंत्रण के लिए, टीम ने तरल शीतलन प्रणाली के लिए एक थर्मल प्रबंधन रणनीति विकसित की है, साथ ही सोडियम-आयन बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली के लिए अग्नि रोकथाम और नियंत्रण प्रौद्योगिकियों का एक पूरा सेट विकसित किया है, जैसे मॉड्यूल-स्तरीय थर्मल बैरियर और उच्च दक्षता वाली अग्निशामक प्रणाली।

पूरे सिस्टम में 22,000 से ज़्यादा सोडियम बैटरी सेल के बीच तापमान का अंतर 3 डिग्री सेल्सियस के भीतर नियंत्रित किया जाता है। हीट डिसिपेशन और थर्मल रनवे बैरियर दोनों का इस्तेमालग्लास फाइबर एरोजेल कंबलविद्युत कोर के बीच एक थर्मल अवरोधक सामग्री के रूप में, बैटरी मोनोमर थर्मल रनवे का प्रसार समय 30 मिनट से 2 घंटे तक, 4 गुना तक बढ़ाया गया है, जिससे बैटरी मॉड्यूल की सुरक्षा में काफी सुधार हुआ है।

टीम ने तरल नाइट्रोजन कुशल आग बुझाने, ठंडा करने, विरोधी आग प्रौद्योगिकी विकसित की, जो 5 सेकंड के भीतर प्रारंभिक बैटरी आग को बुझाने में सक्षम है, 24 घंटे के बिना फिर से प्रज्वलन और विस्फोट के बिना। "वर्तमान लिथियम और सोडियम ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकी एक दूसरे की विशेषताओं के सुधार को बढ़ावा देने के लिए स्पष्ट है, सोडियम-आयन बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली अनुसंधान और व्यावहारिक तरल नाइट्रोजन कुशल आग बुझाने, ठंडा करने, विरोधी आग प्रौद्योगिकी के इस सेट के माध्यम से लिथियम-आयन बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली जीवन चक्र सुरक्षा प्रौद्योगिकी रूपांतरण आवेदन लिथियम, सोडियम ऊर्जा भंडारण प्रणाली तुल्यकालन इंजीनियरिंग आवेदन में पहली बार के लिए आवेदन," LiYongQi ने कहा।

28 जनवरी, 2024, चीनी इंजीनियरिंग अकादमी के शिक्षाविद जियांग जियानचुन, चीनी विज्ञान अकादमी के शिक्षाविद, चेंग शिजी शिक्षाविद, झांग यू शिक्षाविद, यूरोपीय संघ अकादमी ऑफ साइंसेज के शिक्षाविद सन जिन्हुआ शिक्षाविद और चीन मशीनरी उद्योग महासंघ मूल्यांकन समिति के अन्य विशेषज्ञों द्वारा परियोजना के परिणामों पर मूल्यांकन की समीक्षा करने के लिए: परियोजना टीम द्वारा विकसित "विद्युत ऊर्जा भंडारण बिजली स्टेशनों के लिए 10 मेगावाट सोडियम आयन बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली" की समग्र तकनीक अंतरराष्ट्रीय अग्रणी स्तर पर है।

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