Nedávno bola v Nanningu v provincii Guangxi uvedená do prevádzky prvá čínska elektráreň na uskladnenie energie s veľkou kapacitou sodíkovo-iónových batérií – elektráreň Volin na uskladnenie energie s veľkou kapacitou sodíkovo-iónových batérií. Ide o demonštračný projekt prvej fázy projektu „Technológia uskladňovania energie sodíkovo-iónovými batériami s kapacitou 100 megawatthodín“ s inštalovaným výkonom 2,5 megawattu/10 megawatthodín.
Elektráreň investovala a postavila spoločnosť Guangxi Power Grid Company zo spoločnosti Southern Power Grid a rozsah tejto fázy je 10 MWh. Celkový rozsah projektu dosiahne 100 MWh, čo dokáže ročne vyrobiť 73 miliónov stupňov čistej elektriny, zodpovedajúcim spôsobom znížiť emisie oxidu uhličitého o 50 000 ton a uspokojiť potreby elektriny 35 000 domácností.
V porovnaní s lítium-iónovými batériami majú „bratia“ sodíkovo-iónové batérie z hľadiska surovín, ľahko sa ťažia, majú nízke náklady a lepší výkon pri nízkych teplotách, čo pri veľkom skladovaní energie prináša zjavné výhody. „V štádiu vývoja je možné znížiť náklady na skladovanie energie sodíkovo-iónovými batériami o 20 % až 30 %. Za predpokladu úplného zlepšenia štruktúry a procesu batérie, zlepšenia miery využitia materiálov a životnosti je možné náklady na elektrinu znížiť na 0,2 juanu/kWh, čo podporuje ekonomické využitie nového typu skladovania ako dôležitý technologický smer,“ povedal Chen Man, zástupca generálneho tajomníka Národného technického výboru pre skladovanie elektrickej energie a technický expert na strategickej úrovni spoločnosti Southern Power Grid, ktorý sa zaoberá národným skladovaním energie.
Hoci Čína v plnom prúde pracuje na výskume a vývoji, výrobe, štandardizácii, propagácii na trhu a aplikácii sodíkovo-iónových batérií, neexistuje medzinárodný precedens pre aplikáciu technológie sodíkovo-iónových batérií vo veľkokapacitných elektrárňach na skladovanie energie.
V novembri 2022 spoločnosť Guangxi Power Grid Company v spolupráci so spoločnosťou South Grid Energy Storage Company, Fyzikálnym ústavom Čínskej akadémie vied, spoločnosťou Zhongkehai Sodium Technology Co., Ltd. a ďalšími jednotkami projektového tímu oficiálne spustila výskum národného kľúčového výskumného a vývojového programu v rámci podtémy „Technológia integrácie a demonštrácia aplikácií 100-megawatthodinových sodíkovo-iónových batérií“. „Zameriavame sa na vysokovýkonnú prípravu elektrických jadier, systémovú integráciu a bezpečnostnú prevenciu a kontrolu a ďalšie kľúčové technológie na vykonávanie výskumu, vytvorené s nezávislými právami duševného vlastníctva na prípravu sodíkovo-iónových batérií a technológiu systémovej integrácie,“ uviedol Gao Lik, vedúci projektu, zástupca riaditeľa oddelenia inovácií spoločnosti South China Grid Guangxi Grid Company.
Vysokokapacitný batériový článok je základnou jednotkou celého systému skladovania energie sodíkovo-iónovej batérie. Po roku a pol výskumu projektový tím vyvinul prvú sodíkovo-iónovú batériu na svete s dlhou životnosťou, širokou teplotnou zónou a vysokou bezpečnosťou s kapacitou 210 Ah. „Z hľadiska výkonu má náš typ sodíkovo-iónovej batérie výhody širokej pracovnej teplotnej zóny, rýchleho nabíjania a dobrej multiplicity a možno ju nabiť na 90 % za 12 minút,“ povedal Hu Yongsheng, výskumník z Fyzikálneho ústavu Čínskej akadémie vied.
Výskumný ústav pre skladovanie energie spoločnosti SouthGrid Energy Storage Company, ktorý sa zaoberá integráciou systémov skladovania energie s lítiovými batériami a bezpečnostnou prevenciou a kontrolou v tejto oblasti, má ako hlavný technický účastník projektu bohaté výskumné skúsenosti a realizuje národný kľúčový výskumný a vývojový program „Aplikácia bezpečnostnej technológie počas životného cyklu systému skladovania energie s lítium-iónovými batériami“. „Hoci sú reakčné princípy sodíkových a lítiových batérií podobné, vývoj kompletného systému skladovania energie, ktorý kombinuje charakteristiky nabíjania a vybíjania sodíkových batérií, si vyžaduje prekonanie mnohých nových výziev,“ s emóciou povedal Li Yongqi, technický expert spoločnosti SouthGrid Energy Storage Company.
Ako príklad si projektový tím vybral systémovú integráciu a inovatívne prijal distribuovanú architektúru skladovania energie založenú na vysokonapäťových sodíkovo-iónových batériách. Celý systém integruje 88 modulárnych meničov, čím sa dosahuje „priamočiara korešpondencia“ s batériovými klastrami, zatiaľ čo tradičná distribuovaná architektúra systému skladovania lítium-iónovej energie vyžaduje integráciu viac ako 40 meničov. Bezprostredným cieľom zdvojnásobenia počtu meničov je zvýšiť dostupnosť kapacity a účinnosť premeny energie. Celková účinnosť premeny energie tohto systému skladovania energie so sodíkovými batériami je viac ako 92 %, zatiaľ čo lítiové batérie sú vo všeobecnosti nižšie ako 90 %. Očakáva sa, že systém doplní a efektívne nahradí lítiové batérie a bude sa používať vo veľkokapacitnom elektrochemickom skladovaní energie, elektrických vozidlách, stavebných strojoch a ďalších oblastiach.
Pokiaľ ide o prevenciu a kontrolu bezpečnosti, tím vyvinul stratégiu tepelného manažmentu pre systém kvapalinového chladenia, ako aj kompletnú sadu technológií prevencie a kontroly požiaru pre systém skladovania energie sodíkovo-iónových batérií, ako je tepelná bariéra na úrovni modulov a vysokoúčinné hasiace zariadenia.
Teplotný rozdiel medzi viac ako 22 000 článkami sodíkových batérií v celom systéme je regulovaný v rozmedzí 3 stupňov Celzia. Použitie odvodu tepla a tepelnej bariéry proti úniku teplaaerogélová deka zo sklenených vlákienAko tepelná bariéra medzi elektrickým jadrom, monomér batérie predĺžil čas tepelného úniku z 30 minút na 2 hodiny, predĺžený až 4-krát, čím výrazne zlepšil bezpečnosť batériového modulu.
Tím vyvinul technológiu účinného hasenia, chladenia a ochrany proti opätovnému vznieteniu s kvapalným dusíkom, ktorá dokáže uhasiť počiatočný požiar batérie do 5 sekúnd a vydržať 24 hodín bez opätovného vznietenia a výbuchu. „Súčasná technológia skladovania energie s lítium-iónovými batériami zjavne podporuje vzájomné zlepšenie svojich charakteristík. Táto sada výskumu systému skladovania energie s sodíkovo-iónovými batériami a praktickej technológie účinného hasenia, chladenia a ochrany proti opätovnému vznieteniu s kvapalným dusíkom prostredníctvom aplikácie životného cyklu systému skladovania energie s lítium-iónovými batériami a aplikácie premeny bezpečnostnej technológie v synchronizácii systémov skladovania energie s lítium-sodíkom po prvýkrát v inžinierskej aplikácii,“ povedal LiYongQi.
28. januára 2024 akademik Čínskej akadémie inžinierstva Jiang Jianchun, akademik Čínskej akadémie vied Cheng Shijie, akademik Zhang Yue, akademik Akadémie vied Európskej únie Sun Jinhua a ďalší experti Hodnotiacej komisie Čínskej federácie strojárskeho priemyslu o výsledkoch projektu preskúmali hodnotenie: celková technológia „10 MWh sodíkovo-iónového batériového systému na skladovanie energie pre elektrárne na skladovanie elektrickej energie“, ktorú vyvinul projektový tím, je na medzinárodnej úrovni.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd.
M: +86 18683776368 (tiež WhatsApp)
T:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adresa: NO.398 New Green Road, mesto Xinbang, okres Songjiang, Šanghaj
Čas uverejnenia: 23. mája 2024