Ulazeći u Nacionalnu demonstracijsku elektranu za pohranu i prijenos vjetra i sunca u okrugu Zhangbei, možete vidjeti redove bijelih vjetroturbina i blistave plave fotonaponske ploče na zelenom travnjaku.

Ovo je najveći demonstracijski projekt skladištenja i prijenosa vjetro-solarne energije u mojoj zemlji. Usvaja prvu na svijetu vjetro-solarnu pohranu i prijenos kombinirane građevinske ideje i tehničke rute za proizvodnju električne energije. Riječ je o sveobuhvatnom novom demonstracijskom projektu energije koji integrira energiju vjetra, fotonaponsku opremu, uređaje za pohranu energije i pametni prijenos energije. .

Ova elektrana može “pohraniti” izvore vjetra i sunca koje je “teško predvidjeti, teško kontrolirati i teško otpremiti” i pretvoriti ih u visokokvalitetnu i pouzdanu zelenu električnu energiju za unos u mrežu, te može raditi. u “glatkim fluktuacijama” i “vršnim dolinama brijanja i punjenja” Fleksibilno prebacivanje između načina rada. U slučaju gubitka vanjskog napajanja iz električne mreže, elektrana za pohranu energije može održavati normalan rad električne mreže kroz unutarnju sposobnost samopokretanja.

Razvoj tehnologije skladištenja energije jedna je od ključnih tehnologija za promicanje nove proizvodnje energije i poboljšanje sigurnosti i stabilnosti električne mreže. Među različitim vrstama elektrokemijskih tehnologija za pohranu energije, litij-titanatne baterije imaju karakteristike dugog ciklusa i dobre sigurnosne performanse, koje su vrlo prikladne za scenarije primjene pohrane energije u mreži. Međutim, visoka cijena litij-titanatnih baterija nije pogodna za velike aplikacije za pohranu energije.

U tom smislu, Kineski institut za istraživanje električne energije ujedinio se s brojnim jedinicama kako bi zajedno formirali projektni tim „Razvoj jeftinih litij-titanatnih baterija za skladištenje energije i razvoj i primjenu tehnologije integracije sustava“. Nakon godina istraživanja, projektni tim, na temelju originalne litij-titanatne baterije, predložio je sustav materijala za litij-titanatnu bateriju i principe rekonstrukcije proizvodnog procesa i tehnička rješenja kako bi zadovoljio potrebe aplikacija za pohranu energije, te razvio materijal litij-titanata ispod mikrona. . Litij-titanatna baterija za pohranu energije razvijena u projektu održava intrinzične karakteristike dugog vijeka trajanja, dok je trošak znatno smanjen. Na dodjeli nagrada za znanost i tehnologiju u Pekingu 2017. projekt je osvojio drugu nagradu.

Sljedeći izlaz za novu energiju

Skladištenje energije smatra se sljedećim izlazom za novu energiju. Kao tehnologija koja je okrenuta budućnosti za promicanje razvoja nove energetske industrije u budućnosti, industrija skladištenja energije imat će veliku ulogu u povezivanju novih energetskih mreža, novim energetskim vozilima, pametnim mrežama, mikromrežama, distribuiranim energetskim sustavima i kućnom energijom sustavi za pohranu.

“Razlog razvoja skladištenja energije je taj što su fotonaponske i vjetroelektrane povremene i nestabilne. Stoga je potrebna suradnja sustava za pohranu energije kako bi se osigurala stabilna i pouzdana energija.” Direktor Ureda za istraživanje ontologije baterija za pohranu energije Kineskog instituta za istraživanje električne energije Yang Kai rekao je novinarima.

Korištenje velike tehnologije skladištenja energije može promicati razvoj obnovljive energije, poboljšati sigurnost i stabilnost električne mreže, poboljšati kvalitetu opskrbe električnom energijom i učinkovito ublažiti proturječje između opskrbe električnom energijom i potražnje.

Sustavi za pohranu energije velikih razmjera prolaze kroz sve aspekte proizvodnje, prijenosa, distribucije i korištenja energetskog sustava. Njegova primjena ne samo da može poboljšati performanse tradicionalnih elektroenergetskih sustava, već i donijeti revoluciju u planiranje, dizajn, raspored, rad te upravljanje i korištenje električnih mreža. U tom smislu, tehnologija skladištenja energije je tehnološka zapovjedna visina s nacionalnim strateškim značajem, a razvoj tehnologije skladištenja energije zapravo je „skladištenje budućnosti“.

“Divan cvijet” u litij-ionskim baterijama

Podrazumijeva se da se tehnologija skladištenja energije uglavnom dijeli na mehaničko skladištenje energije, elektrokemijsko skladištenje energije, elektromagnetsko skladištenje energije i pohranu energije s promjenom faze. Posljednjih godina elektrokemijska tehnologija skladištenja energije koju predstavljaju litij-ionske baterije ima karakteristike velike energetske razmjere, fleksibilnog odabira lokacije i velike brzine odziva, što zadovoljava tehničke zahtjeve elektroenergetskih sustava i trend razvoja pametnih mreža, koje istraživačke institucije u raznim zemljama smatraju fokusom istraživanja. Postanite najbrže rastuća tehnologija za pohranu energije u elektroenergetskom sustavu. Litij-ionska baterija je vrsta “baterije za ljuljanje”. Pozitivna i negativna elektroda sastavljene su od dva spoja ili jednostavne tvari koje mogu više puta deinterkalirati litij. Prilikom punjenja, materijal pozitivne elektrode se delitificira, a litijevi ioni ulaze u elektrolit i prodiru u separator kako bi se ugradili u negativnu elektrodu. Pozitivna elektroda prolazi kroz reakciju oksidacije. Suprotno je tijekom pražnjenja.

Tehnologija litij-ionskih baterija bila je u stanju brzog razvoja s istraživanjem materijala baterijskih elektroda. Sada se proširio s litij-kobalt oksidnih baterija na ternarne sustave, litij-manganat, litij-željezo-fosfat, litij-titanat i druge sustave baterija koje koegzistiraju. Nova litij-ionska baterija s litij-titanatom kao negativnom elektrodom probija inherentna ograničenja grafita kao negativne elektrode i ima znatno bolje performanse od tradicionalnih litij-ionskih baterija, što je čini jednom od najperspektivnijih baterija za pohranu energije. U tu svrhu, Yang Kai je novinarima predstavio četiri glavne prednosti litij-titanatnih baterija koje se mogu istaknuti:

Dobra sigurnost i stabilnost. Budući da anodni materijal litij-titanata ima visok potencijal umetanja litija, tijekom procesa punjenja izbjegava se stvaranje i taloženje metalnog litija. Budući da je njegov ravnotežni potencijal veći od redukcijskog potencijala većine otapala u elektrolitu, ne reagira s elektrolitom i ne stvara krutu tvar — Pasivacijski film na sučelju tekućine izbjegava pojavu mnogih nuspojava, čime se uvelike poboljšava sigurnost . “Elektrane za skladištenje energije su iste kao i električna vozila, a sigurnost i stabilnost su najvažniji pokazatelji.” rekao je Yang Kai.

Izvrsne performanse brzog punjenja. Predugo vrijeme punjenja oduvijek je bila prepreka koju je teško prevladati u razvoju električnih vozila. Općenito se koriste čisti električni autobusi sa sporom punjenjem, a vrijeme punjenja je najmanje 4 sata, a vrijeme punjenja mnogih čisto električnih osobnih automobila je čak 8 sati. Litij-titanatna baterija može se potpuno napuniti za desetak minuta, što je kvalitativni skok u odnosu na tradicionalne baterije.

Dug životni ciklus. U usporedbi s grafitnim materijalima koji se obično koriste u tradicionalnim litij-ionskim baterijama, materijali litij-titanata teško se skupljaju ili šire u strukturi okvira tijekom procesa punjenja i pražnjenja litija. / Problem oštećenja strukture elektrode uzrokovanih naprezanjem volumena ćelije pri interkaliranju litijevih iona, tako da ima vrlo izvrsne performanse ciklusa. Prema eksperimentalnim podacima, prosječni životni vijek običnih litij-željezo-fosfatnih baterija je 4000-6000 puta, dok životni vijek litij-titanatnih baterija može doseći više od 25000 puta.

Dobre performanse u širokoj temperaturnoj otpornosti. Općenito, električna vozila će imati problema pri punjenju i pražnjenju na -10°C. Litij-titanatne baterije imaju dobru široku temperaturnu otpornost i jaku izdržljivost. Mogu se normalno puniti i prazniti na -40°C do 70°C, bez obzira na smrznutu sjevernu zemlju, I dalje na vrućem jugu, vozilo neće utjecati na rad zbog “udara baterije”, otklanjajući brige korisnika .

Upravo na temelju ovih prednosti litij-titanatne baterije postale su blistavo “čudo” u razvoju tehnologije litij-ionskih baterija.