Při procházce do Národní demonstrační elektrárny větrných a solárních skladování a přenosu v okrese Zhangbei můžete vidět řady bílých větrných turbín a lesknoucí se modré fotovoltaické panely na zelené louce.

Toto je největší demonstrační projekt větrného a solárního skladování a přenosu v mé zemi. Přijímá jako první na světě myšlenky výstavby a technických tras pro ukládání a přenos kombinované energie z větrné a solární energie. Jedná se o komplexní nový energetický demonstrační projekt integrující větrnou energii, fotovoltaiku, zařízení pro ukládání energie a inteligentní přenos energie. .

Tato elektrárna dokáže „skladovat“ větrné a solární zdroje, které jsou „obtížně předvídatelné, obtížně ovladatelné a obtížně expedovatelné“, a přeměnit je na vysoce kvalitní a spolehlivou zelenou elektrickou energii pro vstup do sítě a může fungovat v „plynulých fluktuacích“ a „špičkových oholení a vyplnění údolí“ Flexibilní přepínání mezi režimy. V případě ztráty externího napájení z elektrické sítě může energetická akumulační elektrárna udržovat normální provoz elektrické sítě prostřednictvím vnitřní schopnosti samospouštění.

Vývoj technologie skladování energie je jednou z klíčových klíčových technologií pro podporu nové výroby energie a zlepšení bezpečnosti a stability energetické sítě. Mezi různými typy technologií elektrochemického skladování energie mají lithium-titanátové baterie vlastnosti dlouhé životnosti cyklu a dobrého bezpečnostního výkonu, které se dobře hodí pro aplikační scénáře skladování energie v síti. Vysoká cena lithium-titanátových baterií však nepřispívá k aplikacím skladování energie ve velkém měřítku.

V tomto ohledu se China Electric Power Research Institute spojil s řadou jednotek, aby společně vytvořily projektový tým „Vývoj nízkonákladových lithium-titanátových baterií pro skladování energie a vývoj a aplikace technologie systémové integrace“. Po letech výzkumu projektový tým, založený na původní lithium-titanátové baterii, navrhl materiálový systém lithium-titanátových baterií a principy rekonstrukce výrobního procesu a technická řešení, aby vyhovovaly potřebám aplikací pro skladování energie, a vyvinul materiál lithium-titanátové na submikronové úrovni. . Lithium-titanátová baterie pro ukládání energie vyvinutá v rámci projektu si zachovává vnitřní vlastnosti dlouhé životnosti, přičemž náklady jsou výrazně sníženy. V roce 2017 Beijing Science and Technology Awards získal projekt druhou cenu.

Další odbytiště nové energie

Skladování energie je považováno za další odbytiště nové energie. Jako perspektivní technologie na podporu rozvoje nového energetického průmyslu v budoucnu bude odvětví skladování energie hrát obrovskou roli v novém připojení k energetické síti, nových energetických vozidlech, inteligentních sítích, mikrosítech, distribuovaných energetických systémech a domácí energii. skladovací systémy.

„Důvodem rozvoje akumulace energie je to, že výroba fotovoltaické a větrné energie je přerušovaná a nestabilní. Proto je k zajištění stabilní a spolehlivé energie zapotřebí spolupráce systémů skladování energie.“ Novinářům to řekl Yang Kai, ředitel Úřadu pro výzkum ontologie energetických akumulátorů, China Electric Power Research Institute.

Využití technologie skladování energie ve velkém měřítku může podpořit rozvoj obnovitelné energie, zlepšit bezpečnost a stabilitu elektrické sítě, zlepšit kvalitu dodávky energie a účinně zmírnit rozpor mezi nabídkou a poptávkou po energii.

Rozsáhlé systémy skladování energie procházejí všemi aspekty výroby, přenosu, distribuce a použití energetického systému. Jeho aplikace může nejen zlepšit výkon tradičních energetických systémů, ale také přinést revoluci do plánování, návrhu, uspořádání, provozu a správy a využívání energetických sítí. V tomto smyslu je technologie skladování energie technologickou dominantou s celostátním strategickým významem a vývoj technologie skladování energie ve skutečnosti „uchovává budoucnost“.

„Nádherná květina“ v lithium-iontových bateriích

Rozumí se, že technologie skladování energie se dělí hlavně na mechanické skladování energie, elektrochemické skladování energie, skladování elektromagnetické energie a skladování energie s fázovou změnou. Elektrochemická technologie skladování energie reprezentovaná lithium-iontovými bateriemi se v posledních letech vyznačuje velkým energetickým rozsahem, flexibilním výběrem umístění a rychlou rychlostí odezvy, která odpovídá technickým požadavkům energetických systémů a trendu rozvoje chytrých sítí a byla výzkumné instituce v různých zemích považují za zaměření výzkumu. Staňte se nejrychleji rostoucí technologií skladování energie v energetickém systému. Lithium-iontová baterie je druh „baterie houpacího křesla“. Kladné a záporné elektrody jsou složeny ze dvou sloučenin nebo jednoduchých látek, které dokážou vícenásobně deinterkalovat lithium. Při nabíjení je materiál kladné elektrody delitifikován a ionty lithia vstupují do elektrolytu a pronikají separátorem, aby byly zabudovány do záporné elektrody. Kladná elektroda prochází oxidační reakcí. Při vybíjení je tomu naopak.

Technologie lithium-iontových baterií je ve stavu rychlého rozvoje s výzkumem materiálů pro elektrody baterií. Nyní se rozšířila z lithium-kobaltoxidových baterií na ternární systémy, lithium-manganát, lithium-železofosfát, lithium-titanát a další koexistující bateriové systémy. Nová lithium-iontová baterie s titaničitanem lithným jako zápornou elektrodou překonává přirozená omezení grafitu jako záporné elektrody a má výrazně lepší výkon než tradiční lithium-iontové baterie, což z ní činí jednu z nejslibnějších baterií pro ukládání energie. Za tímto účelem představil Yang Kai novinářům čtyři hlavní výhody lithium-titanátových baterií, které mohou vyniknout:

Dobrá bezpečnost a stabilita. Protože materiál anody s titaničitanem lithným má vysoký potenciál vkládání lithia, je zabráněno generování a srážení kovového lithia během procesu nabíjení. A protože jeho rovnovážný potenciál je vyšší než redukční potenciál většiny elektrolytických rozpouštědel, nereaguje s elektrolytem a netvoří pevnou látku — Pasivační film na rozhraní kapaliny zabraňuje výskytu mnoha vedlejších reakcí, čímž výrazně zlepšuje bezpečnost. . “Elektrárny na skladování energie jsou stejné jako elektrická vozidla a bezpečnost a stabilita jsou nejdůležitějšími ukazateli.” řekl Yang Kai.

Vynikající výkon při rychlém nabíjení. Příliš dlouhá doba nabíjení byla při vývoji elektromobilů vždy těžko překonatelnou překážkou. Obecně se používají čistě elektrobusy s pomalým nabíjením a doba nabíjení je minimálně 4 hodiny a doba nabíjení mnoha čistě elektrických osobních automobilů je až 8 hodin. Lithium-titanátovou baterii lze plně nabít asi za deset minut, což je kvalitativní skok oproti tradičním bateriím.

Dlouhá životnost cyklu. Ve srovnání s grafitovými materiály běžně používanými v tradičních lithium-iontových bateriích se materiály na bázi titaničitanu lithného během procesu nabíjení a vybíjení lithia jen stěží smršťují nebo roztahují ve struktuře konstrukce. / Problém poškození struktury elektrody způsobené objemovým napětím článku při interkalaci lithných iontů, takže má velmi vynikající výkon cyklu. Podle experimentálních údajů je průměrná životnost běžných lithium-železofosfátových baterií 4000-6000krát, zatímco životnost lithium-titanátových baterií může dosáhnout více než 25000krát.

Dobrý výkon v široké teplotní odolnosti. Elektromobily budou mít obecně problémy při nabíjení a vybíjení při -10 °C. Lithium-titanátové baterie mají dobrou odolnost vůči široké teplotě a vysokou životnost. Mohou být nabíjeny a vybíjeny normálně při -40 °C až 70 °C, bez ohledu na zamrzlý sever, stále na horkém jihu vozidlo neovlivní práci kvůli „šoku z baterie“, což eliminuje starosti uživatelů .

Právě na základě těchto výhod se lithium-titanátové baterie staly oslnivým „zázrakem“ ve vývoji technologie lithium-iontových baterií.