Baru-baru ini, pembangkit listrik penyimpanan energi baterai ion natrium berkapasitas besar pertama di Tiongkok – Pembangkit Listrik Penyimpanan Energi Baterai Ion Natrium Volin – mulai beroperasi di Nanning, Guangxi. Ini adalah proyek demonstrasi tahap pertama dari program penelitian dan pengembangan kunci nasional “Teknologi penyimpanan energi baterai ion natrium 100 megawatt-jam”, dengan kapasitas terpasang 2,5 megawatt/10 megawatt-jam.
Pembangkit listrik ini diinvestasikan dan dibangun oleh Guangxi Power Grid Company dari Southern Power Grid, dan skala tahap ini adalah 10 MWh. Total skala proyek akan mencapai 100 MWh, yang dapat menghasilkan 73 juta watt listrik bersih setiap tahunnya, sehingga mengurangi emisi karbon dioksida sebesar 50.000 ton, dan memenuhi kebutuhan listrik 35.000 pengguna rumah tangga.
Dibandingkan dengan penyimpanan energi baterai lithium-ion, cadangan bahan baku penyimpanan energi baterai natrium-ion, yang mudah diekstraksi, berbiaya rendah, dan berkinerja lebih baik pada suhu rendah, memiliki keunggulan yang jelas dalam penyimpanan energi skala besar. “Pada tahap pengembangan penyimpanan energi baterai natrium-ion dalam skala besar, biaya produksi dapat dikurangi 20% hingga 30%, dengan tetap meningkatkan struktur dan proses baterai secara menyeluruh, serta meningkatkan tingkat pemanfaatan material dan masa pakai siklus, biaya listrik dapat dieksplorasi hingga 0,2 yuan/kWh. Ini merupakan arah teknologi penting untuk mendorong penerapan ekonomi jenis penyimpanan energi baru,” kata Chen Man, wakil sekretaris jenderal Komite Teknis Penyimpanan Energi Listrik Nasional dan pakar teknis tingkat strategis dari Southern Power Grid.
Meskipun upaya Tiongkok dalam penelitian dan pengembangan, produksi, standardisasi, promosi pasar, dan penerapan produk baterai ion natrium sedang berjalan dengan pesat, belum ada preseden internasional untuk penerapan teknologi baterai ion natrium pada pembangkit listrik penyimpanan energi berkapasitas besar.
Pada November 2022, Perusahaan Jaringan Listrik Guangxi, bersama dengan Perusahaan Penyimpanan Energi Jaringan Selatan, Institut Fisika Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok, Zhongkehai Sodium Technology Co., Ltd., dan unit-unit lain dari tim proyek, secara resmi meluncurkan proyek program penelitian dan pengembangan kunci nasional dengan sub-topik “Teknologi integrasi sistem penyimpanan energi baterai ion natrium 100 megawatt-jam dan demonstrasi aplikasinya”. “Kami fokus pada persiapan skala inti listrik berkinerja tinggi, integrasi sistem, dan pencegahan serta pengendalian keselamatan, serta teknologi kunci lainnya untuk melakukan penelitian, dan membentuk teknologi persiapan dan integrasi sistem baterai ion natrium dengan hak kekayaan intelektual independen,” demikian penjelasan pemimpin proyek, Wakil Direktur Departemen Inovasi Perusahaan Jaringan Listrik Guangxi, Gao Lik.
Sel baterai berkapasitas tinggi adalah unit dasar dari keseluruhan sistem penyimpanan energi baterai ion natrium. Setelah satu setengah tahun penelitian, tim proyek mengembangkan baterai penyimpanan energi ion natrium 210Ah pertama di dunia yang memiliki umur panjang, zona suhu luas, dan keamanan tinggi. “Dari sudut pandang kinerja, baterai ion natrium kami memiliki keunggulan zona suhu kerja yang luas, pengisian daya cepat, dan kapasitas yang baik, serta dapat diisi hingga 90% dalam 12 menit,” kata Hu Yongsheng, seorang peneliti di Institut Fisika, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok.
Sebagai peserta teknis utama dalam proyek ini, Institut Penelitian Penyimpanan Energi Perusahaan SouthGrid Energy Storage memiliki banyak pengalaman penelitian di bidang integrasi sistem penyimpanan energi baterai lithium dan pencegahan serta pengendalian keselamatan, dan melaksanakan program penelitian dan pengembangan kunci nasional "aplikasi siklus hidup sistem penyimpanan energi baterai lithium-ion dari teknologi keselamatan". "Meskipun prinsip reaksi baterai natrium dan lithium serupa, pengembangan sistem penyimpanan energi lengkap yang menggabungkan karakteristik pengisian dan pengosongan baterai natrium membutuhkan banyak tantangan baru," kata Li Yongqi, seorang ahli teknis dari Perusahaan SouthGrid Energy Storage, dengan penuh emosi.
Mengambil contoh integrasi sistem, tim proyek secara inovatif mengadopsi arsitektur penyimpanan energi terdistribusi berdasarkan tegangan tinggi baterai ion natrium, dan seluruh sistem mengintegrasikan 88 konverter modular, mewujudkan "korespondensi satu-ke-satu" dengan klaster baterai, sementara arsitektur terdistribusi tradisional sistem penyimpanan energi ion litium hanya perlu mengintegrasikan lebih dari 40 konverter. Tujuan langsung dari penggandaan jumlah konverter adalah untuk meningkatkan ketersediaan kapasitas dan efisiensi konversi energi. Efisiensi konversi energi keseluruhan dari sistem penyimpanan energi baterai natrium ini lebih dari 92%, sementara baterai litium umumnya kurang dari 90%, yang diharapkan dapat melengkapi dan secara efektif menggantikan baterai litium, dan diterapkan pada penyimpanan energi elektrokimia skala besar, kendaraan listrik, mesin konstruksi, dan bidang lainnya.
Untuk pencegahan dan pengendalian keselamatan, tim telah mengembangkan strategi manajemen termal untuk sistem pendingin cairan serta serangkaian lengkap teknologi pencegahan dan pengendalian kebakaran untuk sistem penyimpanan energi baterai ion natrium, seperti penghalang termal tingkat modul dan pemadam kebakaran efisiensi tinggi.
Perbedaan suhu antara lebih dari 22.000 sel baterai natrium dalam keseluruhan sistem dikendalikan dalam batas 3 derajat Celcius. Penggunaan disipasi panas dan penghalang pelarian termal.selimut aerogel serat kacaSebagai material penghalang termal antara inti listrik, waktu penyebaran pelarian termal monomer baterai diperpanjang dari 30 menit hingga 2 jam, hingga 4 kali lipat, sehingga sangat meningkatkan keamanan modul baterai.
Tim tersebut mengembangkan teknologi pemadam api, pendinginan, dan pencegahan penyalaan ulang yang efisien menggunakan nitrogen cair, yang mampu memadamkan api awal baterai dalam waktu 5 detik, dan bertahan selama 24 jam tanpa penyalaan ulang dan ledakan. “Teknologi penyimpanan energi lithium dan natrium saat ini secara jelas saling mendorong peningkatan karakteristik masing-masing, dan rangkaian penelitian sistem penyimpanan energi baterai ion natrium ini serta teknologi pemadam api, pendinginan, dan pencegahan penyalaan ulang yang efisien menggunakan nitrogen cair ini, melalui aplikasi konversi teknologi keselamatan dalam siklus hidup sistem penyimpanan energi ion lithium, merupakan aplikasi teknik sinkronisasi pertama dalam sistem penyimpanan energi lithium dan natrium,” kata LiYongQi.
Pada tanggal 28 Januari 2024, oleh Akademisi Jiang Jianchun dari Akademi Teknik Tiongkok, Akademisi Cheng Shijie dari Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok, Akademisi Zhang Yue, Akademi Ilmu Pengetahuan Uni Eropa Sun Jinhua, dan para ahli lainnya dari Komite Penilaian Federasi Industri Mesin Tiongkok, mengenai hasil proyek tersebut memberikan tinjauan penilaian: teknologi keseluruhan dari “Sistem penyimpanan energi baterai ion natrium 10 MWh untuk pembangkit listrik penyimpanan energi listrik” yang dikembangkan oleh tim proyek berada pada tingkat terdepan internasional.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
M: +86 18683776368 (juga WhatsApp)
T:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Alamat: NO.398 Jalan Hijau Baru, Kota Xinbang, Distrik Songjiang, Shanghai
Waktu posting: 23 Mei 2024