Влизайки в Националната демонстрационна електроцентрала за съхранение и пренос на вятърна и слънчева енергия в окръг Джангбей, можете да видите редици от бели вятърни турбини и блестящи сини фотоволтаични панели на зелената тревна площ.

Това е най-големият демонстрационен проект за съхранение и предаване на вятърна слънчева енергия в моята страна. Той приема първите в света вятърно-слънчеви акумулатори и комбинирани идеи за изграждане на електроенергия и технически маршрути. Това е всеобхватен нов енергиен демонстрационен проект, интегриращ вятърна енергия, фотоволтаици, устройства за съхранение на енергия и интелигентно предаване на енергия. .

Тази електроцентрала може да „съхрани“ вятърните и слънчевите ресурси, които са „трудни за прогнозиране, трудни за контрол и трудни за изпращане“, и да ги преобразува във висококачествена и надеждна зелена електрическа енергия за въвеждане в мрежата и може да работи в „плавни колебания“ и „пикове за бръснене и запълване на долини“ Гъвкаво превключване между режимите. В случай на загуба на външно захранване от електрическата мрежа, електроцентралата за съхранение на енергия може да поддържа нормалната работа на енергийната мрежа чрез вътрешна способност за самостартиране.

Развитието на технологията за съхранение на енергия е една от ключовите основни технологии за насърчаване на ново производство на енергия и подобряване на сигурността и стабилността на електрическата мрежа. Сред различните видове технологии за електрохимично съхранение на енергия, литиево-титанатните батерии имат характеристиките на дълъг живот на цикъла и добри показатели за безопасност, които са много подходящи за сценариите на приложение за съхранение на енергия в мрежата. Въпреки това, високата цена на литиево-титанатните батерии не е благоприятна за широкомащабни приложения за съхранение на енергия.

В тази връзка Китайският изследователски институт за електроенергия се обедини с редица звена, за да формират съвместно проектен екип „Разработване на евтини литиево-титанатни батерии за съхранение на енергия и разработване и прилагане на технология за системна интеграция“. След години на проучване, екипът на проекта, базиран на оригиналната литиево-титанатна батерия, предложи система от материали за литиево-титанатни батерии и принципи за реконструкция на производствения процес и технически решения, за да отговори на нуждите на приложенията за съхранение на енергия, и разработи материал от литиево-титанатно ниво на субмикрони . Разработената от проекта литиево-титанатна батерия за съхранение на енергия поддържа присъщите характеристики на дълъг живот, като същевременно цената е значително намалена. На наградите за наука и технологии в Пекин за 2017 г. проектът спечели втора награда.

Следващият изход за нова енергия

Съхранението на енергия се счита за следващия изход за нова енергия. Като насочена към бъдещето технология за насърчаване на развитието на новата енергийна индустрия в бъдеще, индустрията за съхранение на енергия ще играе огромна роля в новите енергийни мрежи, нови енергийни превозни средства, интелигентни мрежи, микромрежи, разпределени енергийни системи и домашна енергия системи за съхранение.

„Причината за развитието на съхранението на енергия е, че производството на фотоволтаична и вятърна енергия е периодично и нестабилно. Следователно е необходимо сътрудничеството на системите за съхранение на енергия, за да се осигури стабилно и надеждно захранване.” Директорът на отдела за изследване на онтологията на акумулаторните батерии в Китайския изследователски институт за електроенергия Ян Кай каза пред репортери.

Използването на широкомащабна технология за съхранение на енергия може да насърчи развитието на възобновяема енергия, да подобри безопасността и стабилността на електрическата мрежа, да подобри качеството на електрозахранването и ефективно да облекчи противоречието между захранването и търсенето.

Мащабните системи за съхранение на енергия преминават през всички аспекти на производството, преноса, разпределението и използването на електроенергийната система. Неговото приложение може не само да подобри производителността на традиционните енергийни системи, но и да донесе революция в планирането, проектирането, оформлението, работата и управлението и използването на електрическите мрежи. В този смисъл технологията за съхранение на енергия е технологична командна височина с национално стратегическо значение, а развитието на технологията за съхранение на енергия всъщност е „съхранение на бъдещето“.

„Прекрасно цвете“ в литиево-йонни батерии

Разбираемо е, че технологията за съхранение на енергия се разделя главно на механично съхранение на енергия, електрохимично съхранение на енергия, съхранение на електромагнитна енергия и съхранение на енергия с промяна на фазите. През последните години технологията за електрохимично съхранение на енергия, представена от литиево-йонни батерии, има характеристиките на голям енергиен мащаб, гъвкав избор на местоположение и бърза скорост на реакция, която отговаря на техническите изисквания на енергийните системи и тенденцията за развитие на интелигентните мрежи и се превърна в разглежда като изследователски фокус от изследователските институции в различни страни. Станете най-бързо развиващата се технология за съхранение на енергия в енергийната система. Литиево-йонната батерия е вид “батерия за люлеещ се стол”. Положителните и отрицателните електроди са съставени от две съединения или прости вещества, които могат да деинтеркалират лития многократно. При зареждане материалът на положителния електрод се делитифицира и литиевите йони влизат в електролита и проникват в сепаратора, за да бъдат вградени в отрицателния електрод. Положителният електрод претърпява окислителна реакция. По време на изписването е точно обратното.

Технологията на литиево-йонните батерии е в състояние на бързо развитие с изследванията на материалите за акумулаторни електроди. Сега се разшири от литиево-кобалтови оксидни батерии до тройни системи, литиев манганат, литиево-железен фосфат, литиев титанат и други батерии, които съществуват едновременно. Новата литиево-йонна батерия с литиев титанат като отрицателен електрод преминава през присъщите ограничения на графита като отрицателен електрод и има значително по-добра производителност от традиционните литиево-йонни батерии, което я прави една от най-обещаващите батерии за съхранение на енергия. За тази цел Ян Кай представи на репортерите четири основни предимства на литиево-титанатните батерии, които могат да се откроят:

Добра безопасност и стабилност. Тъй като анодният материал от литиев титанат има висок потенциал за вмъкване на литий, генерирането и утаяването на метален литий се избягват по време на процеса на зареждане. И тъй като неговият равновесен потенциал е по-висок от потенциала за редукция на повечето електролитни разтворители, той не реагира с електролита и не образува твърдо вещество — пасивиращият филм върху интерфейса на течността избягва появата на много странични реакции, като по този начин значително подобрява безопасността . „Електростанциите за съхранение на енергия са същите като електрическите превозни средства, а безопасността и стабилността са най-важните показатели. – каза Янг Кай.

Отлична производителност на бързо зареждане. Твърде дългото време за зареждане винаги е било трудно преодолимо препятствие при разработването на електрически превозни средства. Обикновено се използват бавно зареждащи се чисто електрически автобуси и времето за зареждане е най-малко 4 часа, а времето за зареждане на много чисто електрически пътнически автомобили е до 8 часа. Литиево-титанатната батерия може да се зареди напълно за около десет минути, което е качествен скок от традиционните батерии.

Дълъг живот на цикъла. В сравнение с графитните материали, които обикновено се използват в традиционните литиево-йонни батерии, литиево-титанатните материали почти не се свиват или разширяват в структурата на рамката по време на процеса на зареждане и разреждане на литий. / Проблемът с увреждане на структурата на електрода, причинено от напрежение на обема на клетката при интеркалиране на литиеви йони, така че има много отлична производителност на цикъла. Според експериментални данни, средният живот на цикъла на обикновените литиево-желязо-фосфатни батерии е 4000-6000 пъти, докато животът на цикъла на литиево-титанатните батерии може да достигне повече от 25000 XNUMX пъти.

Добра производителност при широка температурна устойчивост. По принцип електрическите превозни средства ще имат проблеми при зареждане и разреждане при -10°C. Литиево-титанатните батерии имат добра широка температурна устойчивост и силна издръжливост. Те могат да се зареждат и разреждат нормално при -40°C до 70°C, без значение в замръзналата северна страна, Все още в горещия юг, превозното средство няма да повлияе на работата поради „шок на батерията“, елиминирайки притесненията на потребителите .

Именно въз основа на тези предимства литиево-титанатните батерии се превърнаха в ослепително „чудо“ в развитието на технологията за литиево-йонни батерии.