Nýlega var fyrsta stóra natríumjónarafhlöðuorkuverið í Kína, Volin natríumjónarafhlöðuorkuverið, tekið í notkun í Nanning í Guangxi. Þetta er fyrsta áfanga sýningarverkefnisins „100 megavattstunda natríumjónarafhlöðuorkugeymslutækni“ í lykilrannsóknar- og þróunarverkefninu á landsvísu, með uppsettri stærð upp á 2,5 megavött/10 megavöttstundir.
Guangxi Power Grid Company, sem er hluti af Southern Power Grid, fjárfestir í og byggir virkjunina og umfang þessa áfanga er 10 MWh. Heildarumfang verkefnisins mun ná 100 MWh, sem getur framleitt 73 milljónir gráða af hreinni rafmagni árlega, sem samsvarar því að draga úr losun koltvísýrings um 50.000 tonn og mæta rafmagnsþörf 35.000 heimila.
Í samanburði við orkugeymslu litíumjónarafhlöður hefur „bræður“ natríumjónarafhlöður hráefnisforða, auðvelt að vinna úr þeim, lágur kostur, betri afköst við lágt hitastig, og í stórum stíl hefur orkugeymsla augljósa kosti. „Á þróunarstigi orkugeymslu natríumjónarafhlöður er hægt að lækka kostnaðinn um 20% til 30%, með það að markmiði að bæta uppbyggingu og ferli rafhlöðunnar til fulls, bæta nýtingarhlutfall efnisins og líftíma, og lækka kostnað við rafmagn allt að 0,2 júan/kWh. Þetta er til að stuðla að hagkvæmri notkun nýrrar geymslutegundar sem er mikilvæg tæknileg átt,“ sagði Chen Man, aðstoðarframkvæmdastjóri tækninefndar rafmagnsgeymslu og tæknifræðingur á stefnumótunarstigi hjá Southern Power Grid, yfirmaður orkugeymslu í landinu.
Þótt rannsóknir og þróun, framleiðslu, stöðlun, markaðskynning og notkun natríumjónarafhlöðu sé í fullum gangi í Kína, þá eru engin alþjóðleg fordæmi fyrir notkun natríumjónarafhlöðutækni í stórum orkugeymslustöðvum.
Í nóvember 2022 hóf Guangxi Power Grid Company, í samvinnu við South Grid Energy Storage Company, Eðlisfræðistofnun Kínversku vísindaakademíunnar, Zhongkehai Sodium Technology Co., Ltd. og aðrar einingar verkefnateymisins, formlega rannsóknar- og þróunarverkefni landsvísu undir undirteikningu „100 megavattstunda natríum-jón rafhlöðu orkugeymslukerfis samþættingartækni og sýnikennsla á notkun“. „Við leggjum áherslu á undirbúning af afkastamiklum rafmagnskjarna, kerfissamþættingu og öryggisforvarnir og stjórnun og aðra lykiltækni til að framkvæma rannsóknir, myndaðar með sjálfstæðum hugverkaréttindum á undirbúningi natríum-jón rafhlöðu og kerfissamþættingartækni,“ kynnti verkefnisstjórinn, Gao Lik, aðstoðarforstöðumaður nýsköpunardeildar South China Grid Guangxi Grid Company.
Háafkasta rafhlöðuhólkurinn er grunneining alls orkugeymslukerfis natríumjónarafhlöðu. Eftir eitt og hálft árs rannsóknir þróaði verkefnateymið fyrstu langlífu, breiðhitasvæðis og mjög öruggu 210 Ah natríumjónarafhlöðu í heimi. „Hvað varðar afköst hefur okkar tegund natríumjónarafhlöðu þá kosti að vera breitt hitastigssvæði, hraðhlaðin og með góða fjölvirkni og hægt er að hlaða hana í 90% á 12 mínútum,“ sagði Hu Yongsheng, rannsakandi við Eðlisfræðistofnun Kínversku vísindaakademíunnar.
Sem aðal tæknilegi þátttakandi verkefnisins hefur rannsóknarstofnun SouthGrid Energy Storage Company, sem sérhæfir sig í samþættingu og öryggi litíum-rafhlöðuorkugeymslukerfa, mikla rannsóknarreynslu og hefur tekið að sér lykilrannsóknar- og þróunarverkefnið „litíum-jón rafhlöðuorkugeymslukerfi með öryggistækni í líftíma“. „Þó að meginreglur um hvarf natríum- og litíum-rafhlöður séu svipaðar, þá krefst þróun á heildstæðu orkugeymslukerfi sem sameinar hleðslu- og afhleðslueiginleika natríum-rafhlöður þess að sigrast á mörgum nýjum áskorunum,“ sagði Li Yongqi, tæknifræðingur hjá SouthGrid Energy Storage Company, tilfinningaþrunginn.
Sem dæmi um kerfissamþættingu innleiðir verkefnateymið á nýstárlegan hátt dreifða orkugeymsluarkitektúr sem byggir á háspennu natríumjónarafhlöðum. Allt kerfið samþættir 88 mátbreyta, sem gerir „einn-á-einn samsvörun“ við rafhlöðuklasana, en hefðbundin dreifð arkitektúr litíumjónaraorkugeymslukerfis þarf aðeins að samþætta meira en 40 breyti. Tilgangurinn með því að tvöfalda fjölda breyti er að auka framboð á afkastagetu og skilvirkni orkubreytinga. Heildarorkubreytingarnýtni þessa natríumjónarafhlöðuorkugeymslukerfis er meira en 92%, en litíumrafhlöður eru almennt undir 90%, sem er gert ráð fyrir að muni bæta við og koma í stað litíumrafhlöðu á áhrifaríkan hátt og vera notuð í stórfelldum rafefnafræðilegum orkugeymslum, rafknúnum ökutækjum, byggingarvélum og öðrum sviðum.
Hvað varðar öryggisforvarnir og eftirlit hefur teymið þróað stefnu um hitastjórnun fyrir vökvakælikerfið sem og heildstæða tækni til að koma í veg fyrir bruna og stjórna orkugeymslukerfi natríumjónarafhlöðu, svo sem hitavörn á einingastigi og skilvirka slökkvitækni.
Hitastigsmunurinn á milli meira en 22.000 natríumrafhlöðufrumu í öllu kerfinu er stýrður innan við 3 gráður á Celsíus. Notkun bæði varmadreifingar og varmaútrýmingarhindrunarglerþráða loftgel teppiSem hitahindrunarefni milli rafmagnskjarna er hitauppstreymistími rafhlöðueinliðunnar lengdur úr 30 mínútum í 2 klukkustundir, allt að 4 sinnum, sem bætir öryggi rafhlöðueiningarinnar til muna.
Teymið þróaði tækni sem notar fljótandi köfnunarefni til að slökkva, kæla og koma í veg fyrir endurkveikju, sem getur slökkt upphaflegan eld í rafhlöðunni á 5 sekúndum og varið hana í 24 klukkustundir án þess að kvikni aftur eða sprengist aftur. „Núverandi tækni til að geyma litíum og natríum orku er augljóslega að bæta eiginleika hvor annarrar. Rannsóknir á þessari tækni í orkugeymslukerfum fyrir natríumjónarafhlöður og hagnýt tækni til að slökkva, kæla og koma í veg fyrir endurkveikju í fljótandi köfnunarefni eru hagnýt og notuð í líftíma orkugeymslukerfa fyrir litíumjónarafhlöður til að samstilla orkugeymslukerfi fyrir litíum og natríum í fyrsta skipti í verkfræðilegum tilgangi,“ sagði LiYongQi.
28. janúar 2024, af fræðimanni kínversku verkfræðiakademíunnar, Jiang Jianchun, fræðimanni kínversku vísindaakademíunnar, Cheng Shijie, fræðimanni Zhang Yue, fræðimanni Sun Jinhua, vísindaakademíu Evrópusambandsins, og öðrum sérfræðingum úr matsnefnd kínverska vélaiðnaðarsambandsins, um niðurstöður verkefnisins til að fara yfir matið: Heildartækni „10 MWh natríumjónarafhlöðuorkugeymslukerfisins fyrir raforkuver“ sem verkefnateymið þróaði er á alþjóðlegu stigi.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd.
Sími: +86 18683776368 (einnig WhatsApp)
Sími: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Heimilisfang: NO.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Shanghai
Birtingartími: 23. maí 2024