Neseniai Naninge, Guangsi provincijoje, pradėjo veikti pirmoji Kinijoje didelės talpos natrio jonų akumuliatorių energijos kaupimo elektrinė – Volino natrio jonų akumuliatorių energijos kaupimo elektrinė. Tai nacionalinės pagrindinės mokslinių tyrimų ir plėtros programos „100 megavatvalandžių natrio jonų akumuliatorių energijos kaupimo technologija“ demonstracinis pirmojo etapo projektas, kurio instaliuota galia siekia 2,5 megavato / 10 megavatvalandžių.
Į elektrinę investuoja ir ją stato „Southern Power Grid“ priklausanti „Guangxi Power Grid Company“, o šio etapo mastas yra 10 MWh. Bendra projekto mastas sieks 100 MWh, o tai leis kasmet pagaminti 73 mln. laipsnių švarios elektros energijos, atitinkamai 50 000 tonų sumažinti anglies dioksido išmetimą ir patenkinti 35 000 gyvenamųjų namų vartotojų elektros energijos poreikius.
Palyginti su ličio jonų akumuliatoriais, „broliai“ natrio jonų akumuliatoriai turi energijos kaupimo žaliavų atsargas, lengvai išgaunamas, pigus, geriau veikia žemoje temperatūroje ir turi akivaizdžių pranašumų didelio masto energijos kaupimo srityje. „Natrio jonų akumuliatorių energijos kaupimo plėtros etape sąnaudas galima sumažinti 20–30 %, visapusiškai patobulinus akumuliatoriaus struktūrą ir procesą, pagerinus medžiagų panaudojimo greitį ir ciklo tarnavimo laiką, elektros energijos kainą galima sumažinti iki 0,2 juanių/kWh, o tai skatina naujų kaupimo tipų ekonominį taikymą svarbioje technologijų srityje“, – teigė Nacionalinio elektros energijos kaupimo techninio komiteto generalinio sekretoriaus pavaduotojas ir Pietų elektros tinklo strateginio lygio techninis ekspertas Chen Man.
Nors Kinijos darbas natrio jonų akumuliatorių gaminių mokslinių tyrimų ir plėtros, gamybos, standartizavimo, rinkos skatinimo ir taikymo srityse vyksta visu pajėgumu, nėra tarptautinio precedento, kad natrio jonų akumuliatorių technologija būtų taikoma didelės talpos energijos kaupimo elektrinėse.
2022 m. lapkritį „Guangxi Power Grid Company“, bendradarbiaudama su „South Grid Energy Storage Company“, Kinijos mokslų akademijos Fizikos institutu, „Zhongkehai Sodium Technology Co., Ltd.“ ir kitais projekto komandos padaliniais, oficialiai pradėjo nacionalinės pagrindinės mokslinių tyrimų ir plėtros programos projekto potemės „100 megavatvalandžių natrio jonų akumuliatorių energijos kaupimo sistemos integravimo technologija ir taikymo demonstracija“ tyrimus. „Mes daugiausia dėmesio skiriame didelio našumo elektros šerdies paruošimui, sistemų integravimui ir saugos prevencijai bei kontrolei ir kitoms pagrindinėms technologijoms, vykdydami tyrimus, turėdami nepriklausomas natrio jonų akumuliatorių paruošimo ir sistemų integravimo technologijos intelektinės nuosavybės teises“, – pristatė projekto vadovas, „South China Grid Guangxi Grid Company“, Inovacijų departamento direktoriaus pavaduotojas Gao Lik.
Didelės talpos akumuliatoriaus celė yra pagrindinis visos natrio jonų akumuliatoriaus energijos kaupimo sistemos vienetas. Po pusantrų metų trukusių tyrimų projekto komanda sukūrė pirmąją pasaulyje ilgaamžę, plačios temperatūros zonos, didelio saugumo 210 Ah natrio jonų energijos kaupimo bateriją. „Našumo požiūriu mūsų natrio jonų akumuliatoriaus privalumai yra plati darbo temperatūros zona, greitas įkrovimas ir geras daugiafunkciškumas, be to, jį galima įkrauti iki 90 % per 12 minučių“, – teigė Hu Yongshengas, Kinijos mokslų akademijos Fizikos instituto tyrėjas.
Kaip pagrindiniai techniniai projekto dalyviai, „SouthGrid Energy Storage Company“ energijos kaupimo tyrimų institutas, turintis didelę mokslinių tyrimų patirtį ličio baterijų energijos kaupimo sistemų integravimo ir saugos prevencijos bei kontrolės srityje, vykdo nacionalinę pagrindinę mokslinių tyrimų ir plėtros programą „Ličio jonų baterijų energijos kaupimo sistemos gyvavimo ciklo saugos technologijų taikymas“. „Nors natrio ir ličio baterijų reakcijos principai yra panašūs, norint sukurti visapusišką energijos kaupimo sistemą, kuri apjungtų natrio baterijų įkrovimo ir iškrovimo charakteristikas, reikia įveikti daugybę naujų iššūkių“, – su jauduliu sakė „SouthGrid Energy Storage Company“ technikos ekspertas Li Yongqi.
Remdamasi sistemos integracijos pavyzdžiu, projekto komanda novatoriškai pritaikė paskirstytos energijos kaupimo architektūrą, pagrįstą natrio jonų akumuliatorių aukšta įtampa, ir visa sistema integruoja 88 modulinius keitiklius, užtikrindama „vienas su vienu atitikimą“ su akumuliatorių klasteriais, tuo tarpu tradicinei paskirstytai ličio jonų energijos kaupimo sistemos architektūrai tereikia integruoti daugiau nei 40 keitiklių. Tiesioginis keitiklių skaičiaus padvigubinimo tikslas – padidinti pajėgumų prieinamumą ir energijos konversijos efektyvumą. Bendras šios natrio akumuliatorių energijos kaupimo sistemos energijos konversijos efektyvumas yra daugiau nei 92 %, o ličio akumuliatorių – paprastai mažesnis nei 90 %. Tikimasi, kad tai papildys ir veiksmingai pakeis ličio akumuliatorius ir bus taikoma didelio masto elektrocheminiame energijos kaupime, elektrinėse transporto priemonėse, statybinėse mašinose ir kitose srityse.
Kalbant apie saugos prevenciją ir kontrolę, komanda sukūrė skysčio aušinimo sistemos terminio valdymo strategiją, taip pat visą natrio jonų akumuliatorių energijos kaupimo sistemos gaisrų prevencijos ir kontrolės technologijų rinkinį, pvz., modulio lygio šiluminį barjerą ir didelio efektyvumo gaisrų gesinimą.
Temperatūros skirtumas tarp daugiau nei 22 000 natrio akumuliatorių elementų visoje sistemoje yra kontroliuojamas 3 laipsnių Celsijaus ribose. Naudojama tiek šilumos išsklaidymo, tiek šiluminio barjero technologija.stiklo pluošto aerogelio antklodėkaip šiluminio barjero medžiaga tarp elektros šerdies, akumuliatoriaus monomero šiluminio išsiveržimo plitimo laikas nuo 30 minučių iki 2 valandų pailgėjo iki 4 kartų, o tai žymiai pagerino akumuliatoriaus modulio saugumą.
Komanda sukūrė efektyvią skystu azotu gesinamą, aušinančią ir apsaugančią nuo pakartotinio užsidegimo technologiją, galinčią užgesinti pradinį akumuliatoriaus gaisrą per 5 sekundes ir veikti 24 valandas be pakartotinio užsidegimo ar sprogimo. „Dabartinės ličio ir natrio energijos kaupimo technologijos skatina viena kitos savybių gerinimą, o šis natrio jonų akumuliatorių energijos kaupimo sistemų tyrimų ir praktinio taikymo rinkinys, skirtas efektyviam skystu azotu gesinimui, aušinimui ir apsaugai nuo pakartotinio užsidegimo, per ličio jonų akumuliatorių energijos kaupimo sistemos gyvavimo ciklo pritaikymą saugos technologijų konversijai ličio ir natrio energijos kaupimo sistemose pirmą kartą inžinerinėje srityje sinchronizavo ličio ir natrio energijos kaupimo sistemas“, – teigė LiYongQi.
2024 m. sausio 28 d. Kinijos inžinerijos akademijos akademikas Jiang Jianchun, Kinijos mokslų akademijos akademikas Cheng Shijie, akademikas Zhang Yue, Europos Sąjungos mokslų akademijos akademikas Sun Jinhua ir kiti Kinijos mašinų pramonės federacijos vertinimo komiteto ekspertai atliko projekto rezultatų apžvalgą, kad įvertintų: bendra projekto komandos sukurtos „10 MWh natrio jonų akumuliatorių energijos kaupimo sistemos elektros energijos kaupimo elektrinėms“ technologija atitinka tarptautinį lyderio lygį.
Šanchajaus „Orisen New Material Technology Co., Ltd.“
Mob.: +86 18683776368 (taip pat per „WhatsApp“)
Tel.: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adresas: NO.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Šanchajus
Įrašo laikas: 2024 m. gegužės 23 d.