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 program penelitian dan pengembangan utama nasional “teknologi penyimpanan energi baterai ion natrium 100 megawatt-jam” dari tahap pertama proyek, dengan ukuran terpasang 2,5 megawatt/10 megawatt-jam.
Pembangkit listrik tersebut diinvestasikan dan dibangun oleh Guangxi Power Grid Company dari Southern Power Grid, dan skala fase ini adalah 10 MWh. Skala total proyek akan mencapai 100 MWh, yang dapat menghasilkan 73 juta derajat listrik bersih setiap tahunnya, Pembangkit listrik tersebut diinvestasikan dan dibangun oleh Guangxi Power Grid Company dari Southern Power Grid, dan skala fase ini adalah 10 MWh. Skala total proyek akan mencapai 100 MWh, yang dapat menghasilkan 73 juta derajat listrik bersih setiap tahunnya, yang secara bersamaan mengurangi emisi karbon dioksida hingga 50.000 ton, dan memenuhi kebutuhan listrik 35.000 pengguna rumah tangga.
Dibandingkan dengan penyimpanan energi baterai lithium-ion, penyimpanan energi baterai sodium-ion “saudara” memiliki cadangan bahan baku yang mudah diekstraksi, biaya rendah, kinerja yang lebih baik pada suhu rendah, dan memiliki keunggulan yang jelas dalam penyimpanan energi skala besar. “Penyimpanan energi baterai sodium-ion dalam skala tahap pengembangan, biaya dapat dikurangi hingga 20% hingga 30%, dengan premis untuk sepenuhnya meningkatkan struktur dan proses baterai, meningkatkan tingkat pemanfaatan material dan siklus hidup, biaya listrik dapat dieksplorasi hingga 0,2 yuan/kWh, yang merupakan arah penting teknologi untuk mempromosikan penerapan ekonomi jenis penyimpanan baru,” kata Chen Man, wakil sekretaris jenderal Komite Teknis Penyimpanan Tenaga Listrik Nasional dan pakar teknis tingkat strategis Southern Power Grid, penyimpanan energi tenaga listrik nasional.
Meskipun upaya Tiongkok dalam penelitian dan pengembangan, produksi, standardisasi, promosi pasar dan penerapan produk baterai ion natrium sedang berjalan lancar, belum ada preseden internasional untuk penerapan teknologi baterai ion natrium pada pembangkit listrik penyimpanan energi berkapasitas besar.
Pada bulan November 2022, Guangxi Power Grid Company, bersama dengan South Grid Energy Storage Company, Institut Fisika Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok, Zhongkehai Sodium Technology Co., Ltd. dan unit lain dari tim proyek, secara resmi meluncurkan sub-topik proyek program penelitian dan pengembangan utama nasional “100 megawatt-jam teknologi integrasi sistem penyimpanan energi baterai natrium-ion dan demonstrasi aplikasi” penelitian Atasi tugas tersebut. “Kami fokus pada persiapan skala inti listrik berkinerja tinggi, integrasi sistem dan pencegahan dan pengendalian keselamatan dan teknologi utama lainnya untuk melakukan penelitian, yang dibentuk dengan hak kekayaan intelektual independen dari persiapan baterai natrium-ion dan teknologi integrasi sistem,” pemimpin proyek, South China Grid Guangxi Grid Company, wakil direktur Departemen Inovasi Gao Lik memperkenalkan.
Sel baterai berkapasitas tinggi merupakan 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 tahan lama, memiliki zona suhu yang luas, dan memiliki keamanan tinggi. “Dari sudut pandang kinerja, baterai ion natrium jenis kami memiliki keunggulan berupa zona suhu kerja yang luas, pengisian cepat, dan multiplisitas yang baik, serta dapat diisi hingga 90% dalam waktu 12 menit,” kata Hu Yongsheng, seorang peneliti di Institut Fisika, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok.
Sebagai peserta teknis utama dalam proyek tersebut, Lembaga Penelitian Penyimpanan Energi SouthGrid Energy Storage Company dalam integrasi sistem penyimpanan energi baterai litium dan pencegahan serta pengendalian keselamatan di lapangan memiliki banyak pengalaman penelitian, melaksanakan program penelitian dan pengembangan utama nasional “aplikasi siklus hidup sistem penyimpanan energi baterai lithium-ion dari teknologi keselamatan”. “Meskipun prinsip reaksi baterai natrium dan litium serupa, pengembangan sistem penyimpanan energi lengkap yang menggabungkan karakteristik pengisian dan pengosongan baterai natrium memerlukan penyelesaian banyak tantangan baru,” kata Li Yongqi, seorang ahli teknis dari SouthGrid Energy Storage Company, 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 kluster baterai, sedangkan 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%, sedangkan 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.
Mengenai pencegahan dan pengendalian keselamatan, tim telah mengembangkan strategi manajemen termal untuk sistem pendingin cair serta seperangkat lengkap teknologi pencegahan dan pengendalian kebakaran untuk sistem penyimpanan energi baterai ion natrium, seperti penghalang termal tingkat modul dan pemadaman kebakaran efisiensi tinggi.
Perbedaan suhu antara lebih dari 22.000 sel baterai natrium di seluruh sistem dikontrol dalam 3 derajat Celcius. Penggunaan disipasi panas dan penghalang pelarian termalselimut aerogel serat kacasebagai bahan penghalang termal antara inti listrik, waktu penyebaran pelarian termal monomer baterai dari 30 menit menjadi 2 jam, diperpanjang hingga 4 kali lipat, sangat meningkatkan keamanan modul baterai.
Tim mengembangkan teknologi pemadam kebakaran, pendinginan, dan anti-penyalaan ulang nitrogen cair yang efisien, yang mampu memadamkan api awal baterai dalam waktu 5 detik, dan dapat bertahan selama 24 jam tanpa penyalaan ulang dan ledakan. “Teknologi penyimpanan energi litium dan natrium saat ini untuk mendorong peningkatan karakteristik masing-masing yang jelas, rangkaian penelitian sistem penyimpanan energi baterai natrium-ion ini dan teknologi pemadam kebakaran, pendinginan, dan anti-penyalaan ulang nitrogen cair yang praktis melalui siklus hidup sistem penyimpanan energi baterai litium-ion penerapan konversi teknologi keselamatan dalam sinkronisasi sistem penyimpanan energi litium dan natrium untuk pertama kalinya dalam aplikasi rekayasa,” kata LiYongQi.
28 Januari 2024, oleh akademisi Akademi Teknik Tiongkok Jiang Jianchun, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok, akademisi Cheng Shijie, akademisi Zhang Yue, akademisi Akademi Ilmu Pengetahuan Uni Eropa Sun Jinhua dan pakar lain dari Komite Penilai Federasi Industri Mesin Tiongkok tentang hasil proyek untuk membuat 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 di dunia.
Shanghai Orisen Teknologi Material Baru Co., Ltd.
M: +86 18683776368 (juga WhatsApp)
Telepon: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Alamat: NO.398 New Green Road, Kota Xinbang, Distrik Songjiang, Shanghai
Waktu posting: 23-Mei-2024