Pred kratkim je bila v Nanningu v provinci Guangxi zagnana prva kitajska elektrarna z veliko kapaciteto za shranjevanje energije v natrijevih ionskih baterijah – Volin. Gre za demonstracijski projekt prve faze projekta »Tehnologija shranjevanja energije v natrijevih ionskih baterijah s 100 megavatnimi urami« z nameščeno močjo 2,5 megavata/10 megavatnih ur.
Elektrarno je investiralo in zgradilo podjetje Guangxi Power Grid Company iz Southern Power Grid, obseg te faze pa je 10 MWh. Skupni obseg projekta bo dosegel 100 MWh, kar lahko letno proizvede 73 milijonov stopinj čiste električne energije, kar ustrezno zmanjša emisije ogljikovega dioksida za 50.000 ton in zadovolji potrebe 35.000 gospodinjstev po električni energiji.
V primerjavi s shranjevanjem energije v litij-ionskih baterijah imajo "braterje" natrijeve ionske baterije za shranjevanje energije očitne prednosti: enostavno pridobivanje, nizki stroški, boljše delovanje pri nizkih temperaturah in shranjevanje energije v velikem obsegu. "Storitve shranjevanja energije v natrijevih ionskih baterijah se lahko v razvojni fazi zmanjšajo za 20 % do 30 %. Pod predpostavko popolnega izboljšanja strukture in procesa baterije, izboljšanja stopnje izkoriščenosti materialov in življenjske dobe se lahko stroški električne energije raziščejo na 0,2 juana/kWh, kar spodbuja gospodarsko uporabo nove vrste shranjevanja kot pomembno tehnološko smer," je dejal Chen Man, namestnik generalnega sekretarja Nacionalnega tehničnega odbora za shranjevanje električne energije in tehnični strokovnjak na strateški ravni za Južno elektroenergetsko omrežje.
Čeprav Kitajska s polno paro nadaljuje delo na področju raziskav in razvoja, proizvodnje, standardizacije, promocije trga in uporabe natrijevih ionskih baterij, ni mednarodnega precedensa za uporabo tehnologije natrijevih ionskih baterij v elektrarnah za shranjevanje energije z veliko zmogljivostjo.
Novembra 2022 je podjetje Guangxi Power Grid Company v sodelovanju s podjetjem South Grid Energy Storage Company, Inštitutom za fiziko Kitajske akademije znanosti, podjetjem Zhongkehai Sodium Technology Co., Ltd. in drugimi enotami projektne skupine uradno začelo raziskavo nacionalnega ključnega raziskovalnega in razvojnega programa z naslovom »Tehnologija integracije in demonstracija uporabe 100-megavatnih natrijevih ionskih baterij za shranjevanje energije«. »Osredotočamo se na pripravo visokozmogljivih električnih jeder, sistemsko integracijo ter preprečevanje in nadzor varnosti ter druge ključne tehnologije za izvajanje raziskav, oblikovane z neodvisnimi pravicami intelektualne lastnine za pripravo natrijevih ionskih baterij in tehnologijo sistemske integracije,« je predstavil Gao Lik, vodja projekta, namestnik direktorja oddelka za inovacije podjetja South China Grid Guangxi Grid Company.
Visokozmogljiva baterijska celica je osnovna enota celotnega sistema za shranjevanje energije v natrijevih ionskih baterijah. Po letu in pol raziskav je projektna ekipa razvila prvo na svetu dolgo življenjsko dobo, široko temperaturno območje in visoko varnostno 210Ah natrijevo-ionsko baterijo za shranjevanje energije. »Z vidika zmogljivosti ima naša vrsta natrijevo-ionske baterije prednosti širokega delovnega temperaturnega območja, hitrega polnjenja in dobre množilnosti, poleg tega pa jo je mogoče napolniti do 90 % v 12 minutah,« je dejal Hu Yongsheng, raziskovalec na Inštitutu za fiziko Kitajske akademije znanosti.
Raziskovalni inštitut za shranjevanje energije podjetja SouthGrid Energy Storage Company ima kot glavni tehnični udeleženec v projektu bogate raziskovalne izkušnje na področju integracije sistemov za shranjevanje energije v litijevih baterijah ter preprečevanja in nadzora varnosti na tem področju in je izvajal ključni nacionalni raziskovalni in razvojni program »Uporaba varnostne tehnologije v življenjskem ciklu litijevih ionskih baterijskih sistemov za shranjevanje energije«. »Čeprav so reakcijska načela natrijevih in litijevih baterij podobna, razvoj celovitega sistema za shranjevanje energije, ki združuje lastnosti polnjenja in praznjenja natrijevih baterij, zahteva premagovanje številnih novih izzivov,« je z ganjenjem dejal Li Yongqi, tehnični strokovnjak podjetja SouthGrid Energy Storage Company.
Projektna ekipa je za primer sistemske integracije inovativno sprejela arhitekturo porazdeljenega shranjevanja energije, ki temelji na visoki napetosti natrijevih ionskih baterij, celoten sistem pa integrira 88 modularnih pretvornikov, s čimer doseže "enakomerno korespondenco" z grozdi baterij, medtem ko tradicionalna porazdeljena arhitektura litij-ionskega sistema za shranjevanje energije potrebuje le več kot 40 pretvornikov. Neposredni namen podvojitve števila pretvornikov je povečanje razpoložljivosti zmogljivosti in učinkovitosti pretvorbe energije. Skupna učinkovitost pretvorbe energije tega sistema za shranjevanje energije z natrijevimi baterijami je več kot 92 %, medtem ko je litijeve baterije na splošno manj kot 90 %, kar naj bi dopolnjevalo in učinkovito nadomestilo litijeve baterije ter se uporabljalo v obsežnih elektrokemijskih shranjevalnikih energije, električnih vozilih, gradbenih strojih in drugih področjih.
Kar zadeva preprečevanje in nadzor varnosti, je ekipa razvila strategijo toplotnega upravljanja za sistem tekočega hlajenja ter celoten sklop tehnologij za preprečevanje in nadzor požarov za sistem shranjevanja energije z natrijevimi ionskimi baterijami, kot sta toplotna pregrada na ravni modulov in visoko učinkovito gašenje požara.
Temperaturna razlika med več kot 22.000 natrijevimi baterijskimi celicami v celotnem sistemu je nadzorovana znotraj 3 stopinj Celzija. Uporaba odvajanja toplote in toplotne pregrade za uhajanje toploteodeja iz steklenih vlaken iz aerogelaKot toplotno pregradni material med električnim jedrom se čas toplotnega odtekanja monomera baterije podaljša s 30 minut na 2 uri, kar se lahko podaljša na 4-krat, kar močno izboljša varnost baterijskega modula.
Ekipa je razvila učinkovito tehnologijo gašenja, hlajenja in preprečevanja ponovnega vžiga s tekočim dušikom, ki lahko začetni požar baterije pogasi v 5 sekundah, kar pomeni 24 ur delovanja brez ponovnega vžiga in eksplozije. »Trenutna tehnologija shranjevanja energije z litijevimi in natrijevimi baterijami očitno spodbuja izboljšanje medsebojnih lastnosti. Ta sklop raziskav in praktičnih raziskav sistema shranjevanja energije z natrijevimi ionskimi baterijami ter tehnologije za učinkovito gašenje, hlajenje in preprečevanje ponovnega vžiga s tekočim dušikom prvič v inženirski praksi uporablja varnostno tehnologijo za pretvorbo v sinhronizacijo litijevih in natrijevih sistemov za shranjevanje energije,« je dejal LiYongQi.
28. januarja 2024 so akademik Jiang Jianchun Kitajske inženirske akademije, akademik Cheng Shijie, akademik Zhang Yue, akademik Sun Jinhua Evropske akademije znanosti in drugi strokovnjaki Odbora za ocenjevanje Zveze kitajske strojne industrije pregledali rezultate projekta in ocenili: celotna tehnologija "10 MWh sistema za shranjevanje energije z natrijevimi ionskimi baterijami za elektrarne na shranjevanje električne energije", ki ga je razvila projektna ekipa, je na vodilni mednarodni ravni.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd.
M: +86 18683776368 (tudi WhatsApp)
T: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Naslov: ŠT. 398 Nova zelena cesta, mesto Xinbang, okrožje Songjiang, Šanghaj
Čas objave: 23. maj 2024