Recent, prima centrală electrică de stocare a energiei cu baterii sodiu-ion de mare capacitate din China – centrala electrică de stocare a energiei cu baterii sodiu-ion Volin – a fost pusă în funcțiune în Nanning, Guangxi. Aceasta este o demonstrație a primei faze a proiectului „Tehnologie de stocare a energiei cu baterii sodiu-ion de 100 megawați-oră” din cadrul programului național cheie de cercetare și dezvoltare, cu o putere instalată de 2,5 megawați/10 megawați-oră.
Centrala electrică este investită și construită de Guangxi Power Grid Company din Southern Power Grid, iar scara acestei faze este de 10 MWh. Scara totală a proiectului va ajunge la 100 MWh, ceea ce poate genera 73 de milioane de grade de energie electrică curată anual, reducând în consecință emisiile de dioxid de carbon cu 50.000 de tone și satisfacând nevoile de energie electrică a 35.000 de utilizatori rezidențiali.
Comparativ cu stocarea energiei în baterii litiu-ion, rezervele de materie primă pentru stocarea energiei în baterii sodiu-ion ale „fraților”, ușor de extras, cu costuri reduse și performanțe mai bune la temperaturi scăzute, prezintă avantaje evidente în stocarea energiei la scară largă. „În stadiul de dezvoltare al stocării energiei în baterii sodiu, costul poate fi redus cu 20% până la 30%, sub premisa îmbunătățirii complete a structurii și procesului bateriei, îmbunătățirii ratei de utilizare a materialelor și a duratei de viață, costul energiei electrice putând fi explorat până la 0,2 yuani/kWh, promovând aplicarea economică a noilor tipuri de stocare într-o direcție importantă a tehnologiei”, a declarat Chen Man, secretar general adjunct al Comitetului Tehnic Național pentru Stocarea Energiei Electrice și expert tehnic la nivel strategic al Rețelei Energetice Sudice.
Deși activitatea Chinei în domeniul cercetării și dezvoltării, producției, standardizării, promovării pe piață și aplicării produselor de baterii sodiu-ion este în plină desfășurare, nu există niciun precedent internațional pentru aplicarea tehnologiei bateriilor sodiu-ion la centralele electrice de stocare a energiei de mare capacitate.
În noiembrie 2022, Guangxi Power Grid Company, în colaborare cu South Grid Energy Storage Company, Institutul de Fizică al Academiei Chineze de Științe, Zhongkehai Sodium Technology Co., Ltd. și alte unități ale echipei de proiect, au lansat oficial subtema proiectului național cheie de cercetare și dezvoltare „Tehnologie de integrare a sistemului de stocare a energiei în baterii sodiu-ion de 100 megawați-oră și demonstrație de aplicații”. „Ne concentrăm pe pregătirea de înaltă performanță a miezului electric, integrarea sistemelor și prevenirea și controlul siguranței, precum și pe alte tehnologii cheie pentru a desfășura cercetări, având drepturi de proprietate intelectuală independente asupra tehnologiei de pregătire și integrare a sistemelor de baterii sodiu-ion”, a prezentat liderul de proiect, South China Grid Guangxi Grid Company, director adjunct al Departamentului de Inovație, Gao Lik.
Celula bateriei de mare capacitate este unitatea de bază a întregului sistem de stocare a energiei bateriei sodiu-ion. După un an și jumătate de cercetare, echipa de proiect a dezvoltat prima baterie de stocare a energiei sodiu-ion de 210 Ah din lume, cu durată lungă de viață, zonă largă de temperatură și siguranță ridicată. „Din punct de vedere al performanței, tipul nostru de baterie sodiu-ion are avantajele unei zone largi de temperatură de funcționare, încărcării rapide și multiplicității bune și poate fi încărcată până la 90% în 12 minute”, a declarat Hu Yongsheng, cercetător la Institutul de Fizică al Academiei Chineze de Științe.
În calitate de principali participanți tehnici la proiect, Institutul de Cercetare în Stocarea Energiei al SouthGrid Energy Storage Company, specializat în integrarea sistemelor de stocare a energiei în baterii cu litiu și prevenirea și controlul siguranței în domeniu, are o vastă experiență în cercetare, derulând programul național cheie de cercetare și dezvoltare „Aplicarea tehnologiei de siguranță pe durata ciclului de viață a sistemului de stocare a energiei în baterii litiu-ion”. „Deși principiile de reacție ale bateriilor de sodiu și litiu sunt similare, dezvoltarea unui sistem complet de stocare a energiei care combină caracteristicile de încărcare și descărcare ale bateriilor de sodiu necesită depășirea multor provocări noi”, a declarat cu emoție Li Yongqi, expert tehnic de la SouthGrid Energy Storage Company.
Luând ca exemplu integrarea sistemului, echipa de proiect adoptă în mod inovator o arhitectură distribuită de stocare a energiei bazată pe tensiunea înaltă a bateriilor sodiu-ion, iar întregul sistem integrează 88 de convertoare modulare, realizând o „corespondență unu-la-unu” cu clusterele de baterii, în timp ce arhitectura distribuită tradițională a sistemului de stocare a energiei litiu-ion are nevoie doar de mai mult de 40 de convertoare. Scopul imediat al dublării numărului de convertoare este de a crește disponibilitatea capacității și eficiența conversiei energiei. Eficiența generală a conversiei energiei acestui sistem de stocare a energiei cu baterii de sodiu este mai mare de 92%, în timp ce bateriile cu litiu sunt în general mai mici de 90%, ceea ce se așteaptă să completeze și să înlocuiască eficient bateriile cu litiu și să fie aplicat în stocarea electrochimică a energiei la scară largă, vehicule electrice, utilaje de construcții și alte domenii.
În ceea ce privește prevenirea și controlul siguranței, echipa a dezvoltat o strategie de management termic pentru sistemul de răcire cu lichid, precum și un set complet de tehnologii de prevenire și control al incendiilor pentru sistemul de stocare a energiei bateriilor de sodiu-ion, cum ar fi bariera termică la nivel de modul și stingerea incendiilor de înaltă eficiență.
Diferența de temperatură dintre cele peste 22.000 de celule de baterii cu sodiu din întregul sistem este controlată în limita a 3 grade Celsius. Se utilizează atât disiparea căldurii, cât și bariera de evacuare termică.pătură de aerogel din fibră de sticlăCa material de barieră termică între miezul electric, timpul de dispersie a monomerului bateriei prin fugă termică de la 30 de minute la 2 ore, extins de până la 4 ori, îmbunătățind considerabil siguranța modulului bateriei.
Echipa a dezvoltat tehnologia eficientă de stingere a incendiilor, răcire și anti-reaprindere cu azot lichid, capabilă să stingă incendiul inițial al bateriei în 5 secunde, funcționând astfel timp de 24 de ore fără reaprindere sau explozie. „Tehnologia actuală de stocare a energiei cu litiu și sodiu promovează îmbunătățirea caracteristicilor reciproce, evident. Acest set de cercetări privind sistemele de stocare a energiei cu baterii sodiu-ion și tehnologia practică de stingere, răcire și anti-reaprindere eficientă a incendiilor cu azot lichid, prin aplicarea ciclului de viață al sistemului de stocare a energiei cu baterii litiu-ion, a permis pentru prima dată o aplicație inginerească pentru conversia tehnologiei de siguranță în sincronizarea sistemului de stocare a energiei cu litiu și sodiu”, a declarat LiYongQi.
La 28 ianuarie 2024, academicianul Jiang Jianchun al Academiei Chineze de Inginerie, academicianul Cheng Shijie al Academiei Chineze de Științe, academicianul Zhang Yue, academicianul Sun Jinhua al Academiei de Științe a Uniunii Europene și alți experți din Comitetul de Evaluare al Federației Industriei de Mașini din China au analizat rezultatele proiectului, rezultând că tehnologia generală a „Sistemului de stocare a energiei cu baterii cu ioni de sodiu de 10 MWh pentru centrale electrice de stocare a energiei” dezvoltată de echipa de proiect se află la nivel internațional de top.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd.
Telefon: +86 18683776368 (și WhatsApp)
Tel: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adresă: NO.398 New Green Road, orașul Xinbang, districtul Songjiang, Shanghai
Data publicării: 23 mai 2024