Zhangbei maakonnas asuvasse riiklikku tuule- ja päikeseenergia salvestamise ja edastamise demonstratsioonielektrijaama sisse minnes näete rohelisel rohumaal valgeid tuuleturbiine ja säravaid siniseid fotogalvaanilisi paneele.

See on minu riigi suurim tuule-päikeseenergia salvestamise ja edastamise näidisprojekt. See võtab kasutusele maailma esimesed tuule-päikeseenergia salvestamise ja ülekande kombineeritud elektritootmise ehitusideed ja tehnilised marsruudid. See on kõikehõlmav uus energia tutvustusprojekt, mis ühendab tuuleenergiat, fotogalvaanikat, energiasalvestusseadmeid ja nutikat jõuülekannet. .

See elektrijaam suudab “salvestada” tuule- ja päikeseressursse, mida on “raske ennustada, raske kontrollida ja raskesti välja saata”, ning muundada need võrku sisestamiseks kvaliteetseks ja usaldusväärseks roheliseks elektrienergiaks ning töötada. “Sujuvates kõikumistes” ja “Rabemeajamise ja täitmise tipptasemel” Paindlik režiimide vahetamine. Kui elektrivõrgust kaob väline toiteallikas, suudab energiasalvestav elektrijaam säilitada elektrivõrgu normaalse töö sisemise isekäivitusvõime kaudu.

Energia salvestamise tehnoloogia arendamine on üks peamisi põhitehnoloogiaid uue energiatootmise edendamiseks ning elektrivõrgu turvalisuse ja stabiilsuse parandamiseks. Erinevat tüüpi elektrokeemiliste energiasalvestustehnoloogiate hulgas on liitiumtitanaatpatareidel pika eluea ja heade ohutusnäitajate omadused, mis sobivad hästi võrguenergia salvestamise rakendusstsenaariumitega. Liitiumtitanaatpatareide kõrge hind ei soodusta aga suuremahulisi energiasalvestusrakendusi.

Sellega seoses on Hiina elektrienergia uurimisinstituut ühinenud mitmete üksustega, et moodustada ühiselt projektimeeskond “Odavate liitiumtitanaatpatareide arendamine energia salvestamiseks ning süsteemiintegratsiooni tehnoloogia arendamine ja rakendamine”. Pärast aastatepikkust uurimistööd pakkus projektimeeskond esialgse liitiumtitanaatpatarei baasil välja liitiumtitanaatpatarei materjalisüsteemi ja tootmisprotsessi rekonstrueerimise põhimõtted ja tehnilised lahendused, mis vastavad energiasalvestusrakenduste vajadustele, ning töötas välja alla mikronitaseme liitiumtitanaadi materjali. . Projekti raames välja töötatud liitiumtitanaatpatarei energia salvestamiseks säilitab pika eluea olemuslikud omadused, samas kui kulud vähenevad oluliselt. 2017. aasta Pekingi teadus- ja tehnoloogiaauhindade jagamisel pälvis projekt teise auhinna.

Järgmine väljund uuele energiale

Energia salvestamist peetakse järgmiseks uue energia väljundiks. Tulevikku suunatud tehnoloogiana, mis edendab uue energiatööstuse arengut tulevikus, etendab energiasalvestitööstus tohutut rolli uute energiavõrguühenduste, uute energiasõidukite, arukate võrkude, mikrovõrkude, hajutatud energiasüsteemide ja koduenergia loomisel. salvestussüsteemid.

„Energiasalvestamise arendamise põhjuseks on see, et fotogalvaaniline ja tuuleenergia tootmine on katkendlik ja ebastabiilne. Seetõttu on stabiilse ja usaldusväärse võimsuse tagamiseks vajalik energiasalvestussüsteemide koostöö. Hiina elektrienergia uurimisinstituudi energiasalvestusakude ontoloogia uurimisbüroo direktor Yang Kai ütles ajakirjanikele.

Suuremahulise energiasalvestustehnoloogia kasutamine võib soodustada taastuvenergia arengut, parandada elektrivõrgu ohutust ja stabiilsust, parandada toiteallika kvaliteeti ning tõhusalt leevendada vastuolu toitepakkumise ja nõudluse vahel.

Suuremahulised energiasalvestussüsteemid läbivad kõik elektrisüsteemi tootmise, edastamise, jaotamise ja kasutamise aspektid. Selle rakendus ei saa mitte ainult parandada traditsiooniliste elektrisüsteemide jõudlust, vaid tuua ka revolutsiooni elektrivõrkude planeerimises, projekteerimises, paigutuses, toimimises ning haldamises ja kasutamises. Selles mõttes on energia salvestamise tehnoloogia üleriigilise strateegilise tähtsusega tehnoloogiline kõrgus ja energiasalvestustehnoloogia areng on tegelikult “tuleviku talletamine”.

“Imeline lill” liitiumioonakudes

On arusaadav, et energia salvestamise tehnoloogia jaguneb peamiselt mehaaniliseks energia salvestamiseks, elektrokeemiliseks energia salvestamiseks, elektromagnetilise energia salvestamiseks ja faasimuutuse energia salvestamiseks. Viimastel aastatel on liitium-ioonakude esindatud elektrokeemilise energiasalvestustehnoloogia tunnused: suur energiaskaala, paindlik asukohavalik ja kiire reageerimiskiirus, mis vastab elektrisüsteemide tehnilistele nõuetele ja nutikate võrkude arengutrendile ning on olnud eri riikide teadusasutused peavad seda uurimistöö fookuseks. Hakka kõige kiiremini kasvavaks elektrisüsteemi energiasalvestustehnoloogiaks. Liitiumioonaku on omamoodi “kiiktooli aku”. Positiivsed ja negatiivsed elektroodid koosnevad kahest ühendist või lihtsast ainest, mis suudavad liitiumi mitu korda deinterkaleerida. Laadimisel positiivse elektroodi materjal delitifitseeritakse ja liitiumioonid sisenevad elektrolüüti ja tungivad separaatorisse, et sisestada negatiivsesse elektroodi. Positiivne elektrood läbib oksüdatsioonireaktsiooni. Tühjendamise ajal on vastupidi.

Liitium-ioonaku tehnoloogia on aku elektroodide materjalide uurimisel olnud kiire arengu faasis. Nüüd on see laienenud liitiumkoobaltoksiidpatareidelt kolmekomponentsete süsteemide, liitiummanganaadi, liitiumraudfosfaadi, liitiumtitanaadi ja teiste samaaegselt eksisteerivate akusüsteemideni. Uus liitium-ioonaku, mille negatiivne elektrood on liitiumtitanaat, ületab grafiidile kui negatiivsele elektroodile omased piirangud ja on oluliselt parema jõudlusega kui traditsioonilistel liitiumioonakudel, muutes selle üheks kõige lootustandvamaks energiasalvestusakuks. Sel eesmärgil tutvustas Yang Kai ajakirjanikele liitiumtitanaatpatareide nelja peamist eelist, mis võivad silma paista:

Hea turvalisus ja stabiilsus. Kuna liitiumtitanaadi anoodi materjalil on kõrge liitiumi sisestamise potentsiaal, välditakse laadimise ajal metallilise liitiumi teket ja sadestumist. Ja kuna selle tasakaalupotentsiaal on suurem kui enamiku elektrolüütide lahustite redutseerimispotentsiaal, ei reageeri see elektrolüüdiga ega moodusta tahket ainet – vedeliku liidesel olev passiveerimiskile väldib paljude kõrvalreaktsioonide teket, parandades seega oluliselt ohutust. . “Salvestavad elektrijaamad on samad, mis elektrisõidukid ning ohutus ja stabiilsus on kõige olulisemad näitajad.” Yang Kai ütles.

Suurepärane kiire laadimise jõudlus. Liiga pikk laadimisaeg on alati olnud takistuseks, mida on elektrisõidukite arendamisel raske ületada. Üldjuhul kasutatakse aeglase laadimisega puhtelektribusse, mille laadimisaeg on vähemalt 4 tundi ning paljudel puhtalt elektrilistel sõiduautodel lausa 8 tundi. Liitiumtitanaadi aku saab täis laadida umbes kümne minutiga, mis on kvalitatiivne hüpe traditsioonilistest akudest.

Pikk tsükli eluiga. Võrreldes traditsioonilistes liitiumioonakudes tavaliselt kasutatavate grafiitmaterjalidega, ei kahane liitiumtitanaat materjalid liitiumi laadimise ja tühjendamise käigus raami struktuuris peaaegu üldse. / Elektroodide struktuuri kahjustused, mis on põhjustatud liitiumioonide interkalatsioonist põhjustatud raku mahu pingest, mistõttu on sellel väga hea tsükli jõudlus. Eksperimentaalsete andmete kohaselt on tavaliste liitiumraudfosfaatpatareide keskmine tööiga 4000–6000 korda, samas kui liitiumtitanaatpatareide tsükli eluiga võib ulatuda üle 25000 XNUMX korra.

Hea jõudlus laias temperatuurikindluses. Üldiselt on elektrisõidukitel probleeme laadimisel ja tühjendamisel temperatuuril -10 °C. Liitiumtitanaatpatareidel on hea lai temperatuurikindlus ja tugev vastupidavus. Neid saab normaalselt laadida ja tühjendada temperatuuril -40°C kuni 70°C, olenemata külmunud põhjamaalt, kuid kuumas lõunas ei mõjuta sõiduk aku “šoki” tõttu tööd, kaotades kasutajate mured .

Just nendele eelistele toetudes on liitiumtitanaatpatareidest saanud liitium-ioonaku tehnoloogia arengus silmipimestav “ime”.