Kürzlich wurde in Nanning, Guangxi, Chinas erstes Natrium-Ionen-Batterie-Energiespeicherkraftwerk mit großer Kapazität – das Volin-Natrium-Ionen-Batterie-Energiespeicherkraftwerk – in Betrieb genommen. Dies ist das nationale Schlüsselforschungs- und Entwicklungsprogramm „100-Megawattstunden-Natrium-Ionen-Batterie-Energiespeichertechnologie“, ein Demonstrationsprojekt der ersten Phase des Projekts mit einer installierten Größe von 2,5 Megawatt/10 Megawattstunden.
Das Kraftwerk wird von der Guangxi Power Grid Company von Southern Power Grid investiert und gebaut. Der Umfang dieser Phase beträgt 10 MWh. Der Gesamtumfang des Projekts wird 100 MWh erreichen, wodurch jährlich 73 Millionen Grad sauberer Strom erzeugt werden können. Das Kraftwerk wird von der Guangxi Power Grid Company von Southern Power Grid investiert und gebaut, und der Umfang dieser Phase beträgt 10 MWh. Der Gesamtumfang des Projekts wird 100 MWh erreichen, wodurch jährlich 73 Millionen Grad sauberer Strom erzeugt, die Kohlendioxidemissionen entsprechend um 50.000 Tonnen reduziert und der Strombedarf von 35.000 Privatnutzern gedeckt werden können.
Verglichen mit Lithium-Ionen-Batterie-Energiespeichern haben die „Brüder“ Natrium-Ionen-Batterie-Energiespeicher-Rohstoffreserven, einfache Gewinnung, niedrige Kosten, bessere Leistung bei niedrigen Temperaturen und große Energiespeicherung offensichtliche Vorteile. „Bei der Energiespeicherung von Natriumionenbatterien im Maßstab der Entwicklungsphase können die Kosten um 20 bis 30 % gesenkt werden, unter der Prämisse, die Batteriestruktur und den Batterieprozess vollständig zu verbessern und die Materialausnutzungsrate und den Zyklus zu verbessern „Leben, die Kosten für Strom können auf 0,2 Yuan/kWh gesenkt werden, ist die Förderung der wirtschaftlichen Anwendung neuer Speichertypen in einer wichtigen Richtung der Technologie“, sagte Chen Man, stellvertretender Generalsekretär von National Electric, dem nationalen Energiespeicher sagte das Power Storage Technical Committee und der technische Experte auf strategischer Ebene des Southern Power Grid.
Obwohl Chinas Arbeit in den Bereichen Forschung und Entwicklung, Produktion, Standardisierung, Marktförderung und Anwendung von Natrium-Ionen-Batterieprodukten in vollem Gange ist, gibt es keinen internationalen Präzedenzfall für die Anwendung der Natrium-Ionen-Batterietechnologie in Energiespeicherkraftwerken mit großer Kapazität .
Im November 2022 startete die Guangxi Power Grid Company in Zusammenarbeit mit der South Grid Energy Storage Company, dem Institut für Physik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, Zhongkehai Sodium Technology Co., Ltd. und anderen Einheiten des Projektteams offiziell das nationale Projekt Schlüsselprojekt des Forschungs- und Entwicklungsprogramms Unterthema „100-Megawattstunden-Natrium-Ionen-Batterie-Energiespeichersystem-Integrationstechnologie und Anwendungsdemonstration“ Forschung Nehmen Sie sich der Aufgabe. „Wir konzentrieren uns auf die Hochleistungsvorbereitung elektrischer Kernwaagen, die Systemintegration sowie Sicherheitsprävention und -kontrolle sowie andere Schlüsseltechnologien zur Durchführung von Forschungen, die mit unabhängigen geistigen Eigentumsrechten für die Vorbereitung von Natriumionenbatterien und die Systemintegrationstechnologie ausgestattet sind“, sagte der Projektleiter. Die South China Grid Guangxi Grid Company stellte der stellvertretende Direktor der Abteilung für Innovation, Gao Lik, vor.
Die Hochleistungsbatteriezelle ist die Grundeinheit des gesamten Energiespeichersystems der Natrium-Ionen-Batterie. Nach eineinhalb Jahren Forschung entwickelte das Projektteam die weltweit erste langlebige 210-Ah-Natriumionen-Energiespeicherbatterie mit großer Temperaturzone und hoher Sicherheit. „Aus Leistungssicht hat unsere Art von Natrium-Ionen-Batterie die Vorteile eines breiten Arbeitstemperaturbereichs, einer schnellen Aufladung und einer guten Multiplizität und kann in 12 Minuten auf 90 % aufgeladen werden“, sagte Hu Yongsheng, ein Forscher am Institut für Physik, Chinesische Akademie der Wissenschaften.
Als wichtigster technischer Teilnehmer des Projekts verfügt das SouthGrid Energy Storage Company Energy Storage Research Institute in der Integration von Lithiumbatterie-Energiespeichersystemen sowie in der Sicherheitsprävention und -kontrolle auf diesem Gebiet über umfangreiche Forschungserfahrung und führt das nationale Schlüsselforschungs- und Entwicklungsprogramm durch. „Lithium-Ionen-Batterie-Energiespeichersystem Lebenszyklusanwendung der Sicherheitstechnik“. „Obwohl die Reaktionsprinzipien von Natrium- und Lithiumbatterien ähnlich sind, erfordert die Entwicklung eines vollständigen Energiespeichersystems, das die Lade- und Entladeeigenschaften von Natriumbatterien kombiniert, die Bewältigung vieler neuer Herausforderungen“, sagte Li Yongqi, ein technischer Experte der SouthGrid Energy Storage Company , mit Emotionen.
Am Beispiel der Systemintegration übernimmt das Projektteam auf innovative Weise eine verteilte Energiespeicherarchitektur, die auf der Hochspannung von Natriumionenbatterien basiert. Das gesamte System integriert 88 modulare Wandler und realisiert so eine „Eins-zu-eins-Entsprechung“ mit dem Batteriecluster, während die traditionelle verteilte Architektur von Lithium-Ionen-Energiespeichersystemen nur mehr als 40 Konverter integrieren muss. Der unmittelbare Zweck der Verdoppelung der Anzahl der Konverter besteht darin, die Kapazitätsverfügbarkeit und die Effizienz der Energieumwandlung zu erhöhen. Der Gesamtenergieumwandlungswirkungsgrad dieses Natriumbatterie-Energiespeichersystems beträgt mehr als 92 %, während Lithiumbatterien im Allgemeinen weniger als 90 % betragen, was voraussichtlich Lithiumbatterien ergänzen und effektiv ersetzen und für die elektrochemische Energiespeicherung in großem Maßstab eingesetzt werden kann. Elektrofahrzeuge, Baumaschinen und andere Bereiche.
Was die Sicherheitsverhütung und -kontrolle betrifft, hat das Team eine Wärmemanagementstrategie für das Flüssigkeitskühlsystem sowie einen vollständigen Satz Brandschutz- und Kontrolltechnologien für das Energiespeichersystem der Natrium-Ionen-Batterie entwickelt, wie z. B. eine Wärmebarriere auf Modulebene hocheffiziente Feuerlöschung.
Der Temperaturunterschied zwischen mehr als 22.000 Natriumbatteriezellen im gesamten System wird auf 3 Grad Celsius geregelt. Die Verwendung sowohl einer Wärmeableitung als auch einer thermischen InstabilitätsbarriereGlasfaser-Aerogel-DeckeAls thermisches Barrierematerial zwischen dem elektrischen Kern verlängert sich die thermische Durchgehzeit des Batteriemonomers von 30 Minuten auf 2 Stunden auf das Vierfache, was die Sicherheit des Batteriemoduls erheblich verbessert.
Das Team entwickelte eine effiziente Feuerlösch-, Kühl- und Anti-Rückzündungstechnologie mit flüssigem Stickstoff, die in der Lage ist, den anfänglichen Batteriebrand innerhalb von 5 Sekunden zu löschen und so 24 Stunden lang ohne erneute Entzündung und Explosion auszukommen. „Die aktuelle Lithium- und Natrium-Energiespeichertechnologie fördert offensichtlich die gegenseitige Verbesserung ihrer Eigenschaften. Diese Reihe von Forschungen zu Natrium-Ionen-Batterie-Energiespeichersystemen und praktische Flüssigstickstoff-effiziente Feuerlösch-, Kühl- und Anti-Rückzündungstechnologie durch Lithium-Ionen-Batterieenergie.“ „Der Lebenszyklus von Speichersystemen wird zum ersten Mal in der technischen Anwendung angewendet, die Anwendung zur Konvertierung von Sicherheitstechnologien wird in Lithium- und Natrium-Energiespeichersystemen zum ersten Mal synchronisiert“, sagte LiYongQi.
28. Januar 2024, von der Chinesischen Akademie für Ingenieurwissenschaften, Jiang Jianchun, Akademiker der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, Cheng Shijie-Akademiker, Zhang Yue-Akademiker, Sun Jinhua-Akademiker der Europäischen Akademie der Wissenschaften und anderen Experten des Bewertungsausschusses der China Machinery Industry Federation Ergebnisse des Projekts zur Überprüfung des Gutachtens: Die Gesamttechnologie des vom Projektteam entwickelten „10 MWh Natrium-Ionen-Batterie-Energiespeichersystems für Stromspeicherkraftwerke“ befindet sich auf international führendem Niveau.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 23. Mai 2024