Baru-baru ini, stesen janakuasa penyimpanan tenaga bateri natrium-ion berkapasiti besar pertama di China – stesen janakuasa penyimpanan tenaga bateri natrium-ion Volin telah beroperasi di Nanning, Guangxi. Ini merupakan projek demonstrasi program penyelidikan dan pembangunan utama negara "teknologi penyimpanan tenaga bateri natrium-ion 100 megawatt-jam" bagi fasa pertama projek, dengan saiz terpasang 2.5 megawatt/10 megawatt-jam.
Stesen janakuasa ini dilaburkan dan dibina oleh Syarikat Grid Kuasa Guangxi dari Southern Power Grid, dan skala fasa ini ialah 10 MWh. Skala keseluruhan projek ini akan mencapai 100 MWh, yang boleh menjana 73 juta darjah elektrik bersih setiap tahun. Loji janakuasa ini dilaburkan dan dibina oleh Syarikat Grid Kuasa Guangxi dari Southern Power Grid, dan skala fasa ini ialah 10 MWh. Skala keseluruhan projek ini akan mencapai 100 MWh, yang boleh menjana 73 juta darjah elektrik bersih setiap tahun, seterusnya mengurangkan pelepasan karbon dioksida sebanyak 50,000 tan, dan memenuhi keperluan elektrik 35,000 pengguna kediaman.
Berbanding dengan penyimpanan tenaga bateri litium-ion, rizab bahan mentah penyimpanan tenaga bateri natrium-ion "brothers", mudah diekstrak, kos rendah, prestasi yang lebih baik pada suhu rendah, dalam penyimpanan tenaga berskala besar mempunyai kelebihan yang jelas. "Penyimpanan tenaga bateri natrium-ion dalam skala peringkat pembangunan, kos kos boleh dikurangkan sebanyak 20% hingga 30%, di bawah premis untuk memperbaiki sepenuhnya struktur dan proses bateri, meningkatkan kadar penggunaan bahan dan kitaran hayat, kos elektrik boleh diterokai kepada 0.2 yuan/kWh, adalah untuk menggalakkan aplikasi ekonomi jenis penyimpanan baharu hala tuju teknologi yang penting," kata storan tenaga kuasa kebangsaan Chen Man, timbalan setiausaha agung Jawatankuasa Teknikal Penyimpanan Kuasa Elektrik Negara dan pakar teknikal peringkat strategik Grid Kuasa Selatan.
Walaupun usaha China dalam penyelidikan dan pembangunan, pengeluaran, penyeragaman, promosi pasaran dan aplikasi produk bateri natrium-ion sedang giat dijalankan, tiada duluan antarabangsa untuk aplikasi teknologi bateri natrium-ion kepada stesen janakuasa penyimpanan tenaga berkapasiti besar.
Pada November 2022, Syarikat Grid Kuasa Guangxi, dengan kerjasama Syarikat Penyimpanan Tenaga Grid Selatan, Institut Fizik Akademi Sains China, Zhongkehai Sodium Technology Co., Ltd. dan unit-unit lain dalam pasukan projek, secara rasmi melancarkan subtopik projek program penyelidikan dan pembangunan utama negara "teknologi penyepaduan sistem penyimpanan tenaga bateri natrium-ion 100 megawatt-jam dan demonstrasi aplikasi" untuk menangani tugas tersebut. "Kami menumpukan pada penyediaan skala teras elektrik berprestasi tinggi, penyepaduan sistem dan pencegahan dan kawalan keselamatan serta teknologi utama lain untuk menjalankan penyelidikan, yang dibentuk dengan hak harta intelek bebas bagi penyediaan bateri natrium-ion dan teknologi penyepaduan sistem," kata ketua projek, Syarikat Grid Guangxi Grid China Selatan, Gao Lik, timbalan pengarah Jabatan Inovasi.
Sel bateri berkapasiti tinggi merupakan unit asas keseluruhan sistem penyimpanan tenaga bateri natrium-ion. Selepas satu setengah tahun penyelidikan, pasukan projek telah membangunkan bateri penyimpanan tenaga natrium-ion 210Ah yang tahan lama, zon suhu luas, dan keselamatan tinggi yang pertama di dunia. “Dari sudut prestasi, bateri natrium-ion jenis kami mempunyai kelebihan zon suhu kerja yang luas, pengecasan pantas dan kepelbagaian yang baik, dan boleh dicas sehingga 90% dalam masa 12 minit,” kata Hu Yongsheng, seorang penyelidik di Institut Fizik, Akademi Sains China.
Sebagai peserta teknikal utama dalam projek ini, Institut Penyelidikan Penyimpanan Tenaga SouthGrid Energy Storage Company dalam integrasi sistem storan tenaga bateri litium dan pencegahan serta kawalan keselamatan dalam bidang ini mempunyai banyak pengalaman penyelidikan, menjalankan program penyelidikan dan pembangunan utama negara "aplikasi kitaran hayat sistem storan tenaga bateri litium-ion bagi teknologi keselamatan". "Walaupun prinsip tindak balas bateri natrium dan litium adalah serupa, pembangunan sistem storan tenaga lengkap yang menggabungkan ciri-ciri pengecasan dan penyahcasan bateri natrium memerlukan banyak cabaran baharu untuk diatasi," kata Li Yongqi, pakar teknikal dari SouthGrid Energy Storage Company, dengan penuh emosi.
Dengan mengambil contoh penyepaduan sistem, pasukan projek secara inovatif menerima pakai seni bina penyimpanan tenaga teragih berdasarkan voltan tinggi bateri natrium-ion, dan keseluruhan sistem mengintegrasikan 88 penukar modular, merealisasikan "kesepadanan satu-ke-satu" dengan kluster bateri, manakala seni bina teragih tradisional sistem penyimpanan tenaga litium-ion hanya perlu mengintegrasikan lebih daripada 40 penukar. Tujuan segera menggandakan bilangan penukar adalah untuk meningkatkan ketersediaan kapasiti dan kecekapan penukaran tenaga. Kecekapan penukaran tenaga keseluruhan sistem penyimpanan tenaga bateri natrium ini adalah lebih daripada 92%, manakala bateri litium secara amnya kurang daripada 90%, yang dijangka akan melengkapi dan menggantikan bateri litium dengan berkesan, dan digunakan untuk penyimpanan tenaga elektrokimia berskala besar, kenderaan elektrik, jentera pembinaan dan bidang lain.
Bagi pencegahan dan kawalan keselamatan, pasukan ini telah membangunkan strategi pengurusan haba untuk sistem penyejukan cecair serta satu set lengkap teknologi pencegahan dan kawalan kebakaran untuk sistem penyimpanan tenaga bateri natrium-ion, seperti penghalang haba peringkat modul dan pemadaman api berkecekapan tinggi.
Perbezaan suhu antara lebih daripada 22,000 sel bateri natrium dalam keseluruhan sistem dikawal dalam lingkungan 3 darjah Celsius. Penggunaan kedua-dua pelesapan haba dan penghalang pelarian habaselimut aerogel gentian kacaSebagai bahan penghalang haba antara teras elektrik, masa penyebaran larian haba monomer bateri dari 30 minit hingga 2 jam, dilanjutkan kepada 4 kali ganda, meningkatkan keselamatan modul bateri dengan ketara.
Pasukan ini membangunkan teknologi pemadaman api, penyejukan, dan anti-pencucuhan yang cekap nitrogen cecair, mampu memadamkan kebakaran bateri awal dalam masa 5 saat, untuk melakukan 24 jam tanpa pencucuhan semula dan letupan. "Teknologi penyimpanan tenaga litium dan natrium semasa untuk menggalakkan peningkatan ciri-ciri masing-masing adalah jelas, set penyelidikan sistem penyimpanan tenaga bateri natrium-ion ini dan teknologi pemadaman api, penyejukan, dan anti-pencucuhan yang cekap nitrogen cecair praktikal melalui aplikasi kitaran hayat sistem penyimpanan tenaga bateri litium-ion bagi aplikasi penukaran teknologi keselamatan dalam penyegerakan sistem penyimpanan tenaga litium dan natrium buat kali pertama dalam aplikasi kejuruteraan," kata LiYongQi.
28 Januari 2024, oleh ahli akademik Akademi Kejuruteraan China Jiang Jianchun, Akademi Sains China, ahli akademik Cheng Shijie, ahli akademik Zhang Yue, ahli akademik Akademi Sains Kesatuan Eropah Sun Jinhua dan pakar lain dari Jawatankuasa Penilaian Persekutuan Industri Jentera China mengenai hasil projek untuk membuat semakan penilaian: teknologi keseluruhan "sistem penyimpanan tenaga bateri ion natrium 10 MWh untuk stesen janakuasa penyimpanan tenaga elektrik" yang dibangunkan oleh pasukan projek berada di peringkat antarabangsa yang terkemuka.
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 Bandar Xinbang Daerah Songjiang, Shanghai
Masa siaran: 23 Mei 2024