Onlangs is China's eerste energieopslagcentrale met grote capaciteit voor natrium-ionbatterijen, de Volin-energieopslagcentrale, in gebruik genomen in Nanning, Guangxi. Dit is een demonstratieproject van de eerste fase van het nationale onderzoeks- en ontwikkelingsprogramma "100 megawattuur natrium-ionbatterij-energieopslagtechnologie". De geïnstalleerde capaciteit bedraagt 2,5 megawatt/10 megawattuur.
De energiecentrale is gebouwd door Guangxi Power Grid Company van Southern Power Grid en heeft een omvang van 10 MWh. De totale omvang van het project zal 100 MWh bereiken, goed voor een jaarlijkse productie van 73 miljoen graden Celsius aan schone elektriciteit. De energiecentrale is gebouwd door Guangxi Power Grid Company van Southern Power Grid en heeft een omvang van 10 MWh. De totale omvang van het project zal 100 MWh bereiken, goed voor een jaarlijkse productie van 73 miljoen graden Celsius aan schone elektriciteit, wat neerkomt op een vermindering van de CO2-uitstoot met 50.000 ton en de elektriciteitsbehoefte van 35.000 huishoudens.
Vergeleken met energieopslag in lithium-ionbatterijen, hebben de grondstoffenreserves voor energieopslag in natrium-ionbatterijen van "Brothers" duidelijke voordelen bij grootschalige energieopslag. "In de ontwikkelingsfase kunnen de kosten van energieopslag in natrium-ionbatterijen met 20% tot 30% worden verlaagd. Door de batterijstructuur en het batterijproces volledig te verbeteren, de materiaalbenutting en de levensduur te verbeteren, kunnen de elektriciteitskosten worden verlaagd tot 0,2 yuan / kWh. Dit is een belangrijke technologische richting om de economische toepassing van een nieuw type opslag te bevorderen", aldus Chen Man, adjunct-secretaris-generaal van de National Electric Power Storage Technical Committee en technisch expert op strategisch niveau van het Southern Power Grid.
Hoewel China in volle gang is met onderzoek en ontwikkeling, productie, standaardisatie, marktpromotie en toepassing van natriumionbatterijproducten, bestaat er geen internationaal precedent voor de toepassing van natriumionbatterijtechnologie in energiecentrales met een grote capaciteit.
In november 2022 lanceerde Guangxi Power Grid Company, in samenwerking met South Grid Energy Storage Company, het Institute of Physics van de Chinese Academie van Wetenschappen, Zhongkehai Sodium Technology Co., Ltd. en andere afdelingen van het projectteam, officieel het nationale onderzoeks- en ontwikkelingsprogramma met als subthema "Integratietechnologie en demonstratie van 100 megawattuur natrium-ionbatterij-energieopslagsysteem". "We richten ons op hoogwaardige voorbereiding op elektrische kernschaal, systeemintegratie en veiligheidspreventie en -controle, evenals andere belangrijke technologieën voor onderzoek, gevormd met onafhankelijke intellectuele eigendomsrechten op natrium-ionbatterijvoorbereiding en systeemintegratietechnologie", aldus Gao Lik, adjunct-directeur van de afdeling Innovatie van South China Grid Guangxi Grid Company.
De batterijcel met hoge capaciteit vormt de basiseenheid van het complete natrium-ion-batterij-energieopslagsysteem. Na anderhalf jaar onderzoek ontwikkelde het projectteam 's werelds eerste 210 Ah natrium-ion-energieopslagbatterij met een lange levensduur, een brede temperatuurzone en een hoge veiligheid. "Wat prestaties betreft, biedt onze natrium-ion-batterij de voordelen van een brede werktemperatuurzone, snel opladen en een goede multipliciteit, en kan deze in 12 minuten tot 90% worden opgeladen", aldus Hu Yongsheng, onderzoeker aan het Institute of Physics van de Chinese Academie van Wetenschappen.
Als belangrijkste technische deelnemer aan het project heeft het SouthGrid Energy Storage Company Energy Storage Research Institute, gespecialiseerd in de integratie van lithium-ionbatterij-energieopslagsystemen en veiligheidspreventie en -controle, een schat aan onderzoekservaring en voert het een nationaal onderzoeks- en ontwikkelingsprogramma uit voor de toepassing van veiligheidstechnologie in de levenscyclus van lithium-ionbatterij-energieopslagsystemen. "Hoewel de reactieprincipes van natrium- en lithiumbatterijen vergelijkbaar zijn, vereist de ontwikkeling van een compleet energieopslagsysteem dat de laad- en ontlaadeigenschappen van natriumbatterijen combineert, veel nieuwe uitdagingen", aldus Li Yongqi, technisch expert van SouthGrid Energy Storage Company, geëmotioneerd.
Met de systeemintegratie als voorbeeld hanteert het projectteam op innovatieve wijze een gedistribueerde energieopslagarchitectuur gebaseerd op de hoge spanning van natriumionbatterijen. Het hele systeem integreert 88 modulaire converters, waardoor een "één-op-één-correspondentie" met de batterijclusters ontstaat, terwijl de traditionele gedistribueerde architectuur van lithiumion-energieopslagsystemen slechts meer dan 40 converters nodig heeft. Het directe doel van de verdubbeling van het aantal converters is het verhogen van de beschikbare capaciteit en de energieomzettingsefficiëntie. De totale energieomzettingsefficiëntie van dit natriumbatterij-energieopslagsysteem is meer dan 92%, terwijl lithiumbatterijen over het algemeen minder dan 90% bedragen. Dit zal naar verwachting lithiumbatterijen aanvullen en effectief vervangen, en worden toegepast in grootschalige elektrochemische energieopslag, elektrische voertuigen, bouwmachines en andere sectoren.
Op het gebied van veiligheidspreventie en -controle heeft het team een thermische beheerstrategie voor het vloeistofkoelsysteem ontwikkeld, evenals een volledige set brandpreventie- en controletechnologieën voor het natriumionbatterij-energieopslagsysteem, zoals thermische barrières op moduleniveau en zeer efficiënte brandblussing.
Het temperatuurverschil tussen meer dan 22.000 natriumbatterijcellen in het gehele systeem wordt binnen 3 graden Celsius gehouden. Door gebruik te maken van zowel warmteafvoer als thermische runawaybarrières.glasvezel aerogel dekenals thermisch barrièremateriaal tussen de elektrische kern, de thermische runaway-spreidingstijd van het batterijmonomeer van 30 minuten tot 2 uur, verlengd tot 4 keer, waardoor de veiligheid van de batterijmodule aanzienlijk wordt verbeterd.
Het team ontwikkelde de efficiënte brandblus-, koel- en anti-herontstekingstechnologie met vloeibare stikstof, die de eerste batterijbrand binnen 5 seconden kan blussen en 24 uur zonder herontsteking of explosie kan blussen. "De huidige lithium- en natrium-energieopslagtechnologieën bevorderen de verbetering van elkaars eigenschappen. Deze reeks onderzoek naar natrium-ionbatterij-energieopslagsystemen en praktische brandblus-, koel- en anti-herontstekingstechnologieën met vloeibare stikstof door middel van de levenscyclustoepassing van lithium-ionbatterij-energieopslagsystemen en de toepassing van veiligheidstechnologie in lithium-ionbatterij-energieopslagsystemen, is de eerste in een technische toepassing," aldus LiYongQi.
28 januari 2024, door de Chinese Academie van Ingenieurswetenschappen Jiang Jianchun academicus, Chinese Academie van Wetenschappen, Cheng Shijie academicus, Zhang Yue academicus, de European Union Academy of Sciences Sun Jinhua academicus en andere deskundigen van de China Machinery Industry Federation Appraisal Committee over de resultaten van het project om een evaluatie uit te voeren van de beoordeling: de algehele technologie van het "10 MWh natriumionbatterij-energieopslagsysteem voor elektriciteitscentrales" ontwikkeld door het projectteam is op internationaal toonaangevend niveau.
Shanghai Orisen Nieuwe Materiaaltechnologie Co., Ltd
M: +86 18683776368 (ook WhatsApp)
Tel: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adres: NO.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Shanghai
Geplaatst op: 23 mei 2024