A Zhangbei megyei Szél- és Napenergia Tároló és Átviteli Nemzeti Demonstrációs Erőműbe sétálva fehér szélturbinák és csillogó kék fotovoltaikus panelek sora látható a zöld füves területen.

Ez a legnagyobb szél-napenergia tárolási és átviteli demonstrációs projekt hazámban. A világ első szél-napenergia-tárolási és -átviteli kombinált energiatermelési ötleteit és műszaki útvonalait alkalmazza. Ez egy átfogó új energetikai demonstrációs projekt, amely integrálja a szélenergiát, a fotovoltaikát, az energiatároló eszközöket és az intelligens energiaátvitelt. .

Ez az erőmű képes „tárolni” a „nehezen megjósolható, nehezen irányítható és nehezen szállítható” szél- és napenergiát, és jó minőségű és megbízható zöld villamos energiává alakítja át a hálózatba való betáplálás céljából, és képes működni. „sima ingadozásokban” és „csúcs borotválkozási és töltési völgyekben” Rugalmas váltás az üzemmódok között. Abban az esetben, ha az elektromos hálózatról megszakad a külső áramellátás, az energiatároló erőmű a belső önindító képességen keresztül képes fenntartani az elektromos hálózat normál működését.

Az energiatárolási technológia fejlesztése az egyik kulcsfontosságú alaptechnológia az új energiatermelés előmozdítása és az energiahálózat biztonságának és stabilitásának javítása érdekében. A különféle típusú elektrokémiai energiatárolási technológiák közül a lítium-titanát akkumulátorok hosszú élettartammal és jó biztonsági teljesítménnyel rendelkeznek, amelyek jól illeszkednek a hálózati energiatárolás alkalmazási forgatókönyveihez. A lítium-titanát akkumulátorok magas ára azonban nem kedvez a nagy léptékű energiatároló alkalmazásoknak.

Ebben a tekintetben a Kínai Villamosenergia-kutató Intézet számos egységgel egyesült, hogy közösen létrehozza az „Olcsó lítium-titanát akkumulátorok fejlesztése energiatároláshoz, valamint a rendszerintegrációs technológia fejlesztése és alkalmazása” projektcsapatot. Évekig tartó kutatás után a projektcsapat az eredeti lítium-titanát akkumulátorra alapozva egy lítium-titanát akkumulátor-anyagrendszert és a gyártási folyamat rekonstrukciós elveit és műszaki megoldásait javasolta az energiatároló alkalmazások igényeinek kielégítésére, és kifejlesztett egy mikron alatti szintű lítium-titanát anyagot. . A projekt által kifejlesztett energiatároló lítium-titanát akkumulátor megőrzi a hosszú élettartam belső jellemzőit, miközben a költségek jelentősen csökkennek. A 2017-es pekingi tudományos és technológiai díjátadón a projekt a második díjat nyerte el.

Az új energia következő kivezetése

Az energiatárolást tekintik az új energia következő kivezetésének. Az új energiaipar jövőbeli fejlődését elősegítő, előremutató technológiaként az energiatárolási ipar óriási szerepet fog játszani az új energiahálózati csatlakozásokban, az új energiajárművekben, az intelligens hálózatokban, a mikrohálózatokban, az elosztott energiarendszerekben és az otthoni energiában. tárolórendszerek.

„Az energiatárolás fejlesztésének oka, hogy a fotovoltaikus és szélenergia-termelés szakaszos és instabil. Ezért az energiatároló rendszerek együttműködésére van szükség a stabil és megbízható energia biztosításához.” A Kínai Elektromos Energia Kutatóintézet Energiatároló Akkumulátor Ontológiai Kutató Iroda igazgatója elmondta Yang Kai újságíróknak.

A nagyszabású energiatárolási technológia alkalmazása elősegítheti a megújuló energiaforrások fejlesztését, javíthatja az elektromos hálózat biztonságát és stabilitását, javíthatja az energiaellátás minőségét, hatékonyan enyhítheti az áramellátás és a kereslet közötti ellentmondást.

A nagyméretű energiatároló rendszerek az energiarendszer-termelés, -átvitel, -elosztás és -használat minden vonatkozásán keresztül futnak. Alkalmazása nemcsak a hagyományos villamosenergia-rendszerek teljesítményét javíthatja, hanem forradalmat hozhat az elektromos hálózatok tervezésében, tervezésében, elrendezésében, üzemeltetésében és kezelésében és használatában is. Ebben az értelemben az energiatárolás technológia nemzetstratégiai jelentőségű technológiai parancsoló magaslat, az energiatárolási technológia fejlesztése pedig tulajdonképpen „a jövő tárolása”.

„Csodálatos virág” lítium-ion akkumulátorokban

Nyilvánvaló, hogy az energiatárolási technológia főként mechanikai energiatárolásra, elektrokémiai energiatárolásra, elektromágneses energiatárolásra és fázisváltozási energiatárolásra oszlik. Az elmúlt években a lítium-ion akkumulátorok által képviselt elektrokémiai energiatárolási technológia a nagy energialéptékű, rugalmas helyválasztás és gyors válaszadás jellemzőivel rendelkezik, amely megfelel az energiarendszerek műszaki követelményeinek és az intelligens hálózatok fejlődési trendjének, valamint a különböző országok kutatóintézetei a kutatás fókuszának tekintik. Legyen a leggyorsabban növekvő energiarendszeri energiatároló technológia. A lítium-ion akkumulátor egyfajta „hintaszék akkumulátor”. A pozitív és negatív elektródák két vegyületből vagy egyszerű anyagból állnak, amelyek többszörösen deinterkalálhatják a lítiumot. Töltéskor a pozitív elektród anyaga delitifikálódik, és a lítium-ionok bejutnak az elektrolitba, és áthatolnak a szeparátoron, hogy a negatív elektródába ágyazzák. A pozitív elektróda oxidációs reakción megy keresztül. A kisülés során ennek az ellenkezője igaz.

A lítium-ion akkumulátor technológia az akkumulátor elektródák anyagának kutatásával rohamosan fejlődött. Mostanra a lítium-kobalt-oxid akkumulátorokról háromkomponensű rendszerekre, lítium-manganátra, lítium-vas-foszfátra, lítium-titanátra és más, egymás mellett létező akkumulátorrendszerekre bővült. A lítium-titanát negatív elektródával ellátott új lítium-ion akkumulátor áttöri a grafit negatív elektróda korlátait, és lényegesen jobb teljesítményt nyújt, mint a hagyományos lítium-ion akkumulátorok, így az egyik legígéretesebb energiatároló akkumulátor. Ennek érdekében Yang Kai bemutatta az újságíróknak a lítium-titanát akkumulátorok négy fő előnyét, amelyek kiemelkedhetnek:

Jó biztonság és stabilitás. Mivel a lítium-titanát anód anyaga nagy lítium beillesztési potenciállal rendelkezik, a töltési folyamat során elkerülhető a fémes lítium képződése és kiválása. És mivel egyensúlyi potenciálja nagyobb, mint a legtöbb elektrolit oldószer redukciós potenciálja, nem lép reakcióba az elektrolittal, és nem képez szilárd anyagot – A folyadék határfelületén lévő passzivációs film megakadályozza számos mellékreakció előfordulását, így nagymértékben javítja a biztonságot. . „Az energiatároló erőművek ugyanazok, mint az elektromos járművek, és a biztonság és a stabilitás a legfontosabb mutatók.” – mondta Yang Kai.

Kiváló gyorstöltési teljesítmény. A túl hosszú töltési idő mindig is nehezen leküzdhető akadály volt az elektromos járművek fejlesztése során. Általában lassú töltésű tisztán elektromos buszokat használnak, és a töltési idő legalább 4 óra, sok tisztán elektromos személygépkocsi töltési ideje pedig akár 8 óra is. A lítium-titanát akkumulátor körülbelül tíz perc alatt teljesen feltölthető, ami minőségi ugrás a hagyományos akkumulátorokhoz képest.

Hosszú ciklus élettartam. A hagyományos lítium-ion akkumulátorokban általánosan használt grafitanyagokhoz képest a lítium-titanát anyagok alig zsugorodnak vagy tágulnak ki a vázszerkezetben a lítium töltése és kisütése során. / A sejttérfogat feszültség okozta elektródaszerkezet károsodás problémája lítium ionok interkalációja során, ezért nagyon kiváló ciklusteljesítménye van. Kísérleti adatok szerint a közönséges lítium-vas-foszfát akkumulátorok átlagos élettartama 4000-6000-szeres, míg a lítium-titanát akkumulátorok élettartama elérheti a 25000 XNUMX-et is.

Jó teljesítmény széles hőmérsékleti ellenállásban. Általánosságban elmondható, hogy az elektromos járműveknek -10°C-on történő töltéskor és kisütéskor problémái vannak. A lítium-titanát akkumulátorok jó széles hőmérséklet-állósággal és nagy tartóssággal rendelkeznek. Normál módon tölthetők és kisüthetők -40°C és 70°C között, függetlenül a fagyos északi országban. Még mindig a forró délen, a jármű nem befolyásolja a munkát az akkumulátor „sokk” miatt, kiküszöbölve a felhasználók aggodalmait .

Pontosan ezekre az előnyökre építve váltak a lítium-titanát akkumulátorok káprázatos „csodává” a lítium-ion akkumulátor technológia fejlődésében.