Berjalan ke Pembangkit Listrik Demonstrasi Nasional Penyimpanan dan Transmisi Angin dan Surya di Kabupaten Zhangbei, Anda dapat melihat deretan turbin angin putih dan panel fotovoltaik biru berkilauan di padang rumput hijau.

Ini adalah proyek demonstrasi penyimpanan dan transmisi angin-solar terbesar di negara saya. Ini mengadopsi penyimpanan dan transmisi angin-solar pertama di dunia yang menggabungkan ide konstruksi pembangkit listrik dan rute teknis. Ini adalah proyek demonstrasi energi baru yang komprehensif yang mengintegrasikan tenaga angin, fotovoltaik, perangkat penyimpanan energi, dan transmisi daya pintar. .

Pembangkit listrik ini dapat “menyimpan” sumber daya angin dan matahari yang “sulit diprediksi, sulit dikendalikan, dan sulit dikirim”, dan mengubahnya menjadi energi listrik hijau berkualitas tinggi dan andal untuk dimasukkan ke dalam jaringan, dan dapat beroperasi dalam “fluktuasi halus” dan “pencukuran puncak dan lembah pengisian” Peralihan fleksibel antar mode. Dalam kasus kehilangan catu daya eksternal dari jaringan listrik, pembangkit listrik penyimpanan energi dapat mempertahankan operasi normal jaringan listrik melalui kemampuan self-starting internal.

Pengembangan teknologi penyimpanan energi adalah salah satu teknologi inti utama untuk mempromosikan pembangkit energi baru dan meningkatkan keamanan dan stabilitas jaringan listrik. Di antara berbagai jenis teknologi penyimpanan energi elektrokimia, baterai lithium titanate memiliki karakteristik siklus hidup yang panjang dan kinerja keselamatan yang baik, yang sangat cocok untuk skenario aplikasi penyimpanan energi jaringan. Namun, tingginya biaya baterai lithium titanate tidak kondusif untuk aplikasi penyimpanan energi skala besar.

Dalam hal ini, Institut Penelitian Tenaga Listrik China telah bersatu dengan sejumlah unit untuk bersama-sama membentuk tim proyek “Pengembangan baterai lithium titanate berbiaya rendah untuk penyimpanan energi dan pengembangan serta penerapan teknologi integrasi sistem”. Setelah bertahun-tahun penelitian, tim proyek, berdasarkan baterai lithium titanate asli, mengusulkan sistem bahan baterai lithium titanate dan prinsip-prinsip rekonstruksi proses produksi dan solusi teknis untuk memenuhi kebutuhan aplikasi penyimpanan energi, dan mengembangkan bahan lithium titanate tingkat sub-mikron . Baterai lithium titanate untuk penyimpanan energi yang dikembangkan oleh proyek mempertahankan karakteristik intrinsik dari masa pakai yang lama, sementara biayanya sangat berkurang. Dalam Penghargaan Sains dan Teknologi Beijing 2017, proyek ini memenangkan hadiah kedua.

Outlet berikutnya untuk energi baru

Penyimpanan energi dianggap sebagai outlet berikutnya untuk energi baru. Sebagai teknologi berwawasan ke depan untuk mempromosikan pengembangan industri energi baru di masa depan, industri penyimpanan energi akan memainkan peran besar dalam koneksi jaringan energi baru, kendaraan energi baru, jaringan pintar, jaringan mikro, sistem energi terdistribusi, dan energi rumah. sistem penyimpanan.

“Alasan pengembangan penyimpanan energi adalah pembangkit listrik fotovoltaik dan angin terputus-putus dan tidak stabil. Oleh karena itu, kerja sama sistem penyimpanan energi diperlukan untuk menyediakan daya yang stabil dan andal.” Direktur Kantor Penelitian Ontologi Baterai Penyimpanan Energi, Institut Penelitian Tenaga Listrik China Yang Kai mengatakan kepada wartawan.

Penggunaan teknologi penyimpanan energi skala besar dapat mendorong pengembangan energi terbarukan, meningkatkan keamanan dan stabilitas jaringan listrik, meningkatkan kualitas pasokan listrik, dan secara efektif mengurangi kontradiksi antara pasokan dan permintaan daya.

Sistem penyimpanan energi skala besar dijalankan melalui semua aspek pembangkitan, transmisi, distribusi, dan penggunaan sistem tenaga. Penerapannya tidak hanya dapat meningkatkan kinerja sistem tenaga tradisional, tetapi juga membawa revolusi pada perencanaan, desain, tata letak, operasi dan manajemen serta penggunaan jaringan listrik. Dalam hal ini, teknologi penyimpanan energi adalah teknologi yang menguasai ketinggian dengan signifikansi strategis nasional, dan pengembangan teknologi penyimpanan energi sebenarnya “menyimpan masa depan.”

Sebuah “bunga indah” dalam baterai lithium-ion

Dapat dipahami bahwa teknologi penyimpanan energi terutama dibagi menjadi penyimpanan energi mekanik, penyimpanan energi elektrokimia, penyimpanan energi elektromagnetik dan penyimpanan energi perubahan fase. Dalam beberapa tahun terakhir, teknologi penyimpanan energi elektrokimia yang diwakili oleh baterai lithium-ion memiliki karakteristik skala energi yang besar, pemilihan lokasi yang fleksibel, dan kecepatan respons yang cepat, yang memenuhi persyaratan teknis sistem tenaga dan tren pengembangan smart grid, dan telah menjadi fokus penelitian oleh lembaga penelitian di berbagai negara. Menjadi teknologi penyimpanan energi sistem tenaga yang paling cepat berkembang. Baterai lithium-ion adalah sejenis “baterai kursi goyang”. Elektroda positif dan negatif terdiri dari dua senyawa atau zat sederhana yang dapat mendeinterkalasi lithium beberapa kali. Saat pengisian, bahan elektroda positif dihilangkan, dan ion lithium memasuki elektrolit dan menembus pemisah untuk tertanam di elektroda negatif. Elektroda positif mengalami reaksi oksidasi. Hal sebaliknya terjadi pada saat pelepasan.

Teknologi baterai lithium-ion telah berkembang pesat dengan penelitian bahan elektroda baterai. Sekarang telah berkembang dari baterai lithium cobalt oxide ke sistem ternary, lithium manganate, lithium iron phosphate, lithium titanate dan sistem baterai lainnya yang hidup berdampingan. Baterai lithium-ion baru dengan lithium titanate sebagai elektroda negatif menerobos keterbatasan grafit sebagai elektroda negatif, dan memiliki kinerja yang jauh lebih baik daripada baterai lithium-ion tradisional, menjadikannya salah satu baterai penyimpanan energi yang paling menjanjikan. Untuk tujuan ini, Yang Kai memperkenalkan kepada wartawan empat keunggulan utama baterai lithium titanate yang dapat menonjol:

Keamanan dan stabilitas yang baik. Karena bahan anoda litium titanat memiliki potensi penyisipan litium yang tinggi, pembentukan dan pengendapan litium logam dapat dihindari selama proses pengisian. Dan karena potensial kesetimbangannya lebih tinggi daripada potensial reduksi kebanyakan pelarut elektrolit, ia tidak bereaksi dengan elektrolit dan tidak membentuk padatan —Film pasivasi pada antarmuka cairan menghindari terjadinya banyak reaksi samping, sehingga sangat meningkatkan keamanan . “Pembangkit listrik penyimpanan energi sama dengan kendaraan listrik, dan keselamatan dan stabilitas adalah indikator yang paling penting.” kata Yang Kai.

Performa pengisian cepat yang luar biasa. Waktu pengisian yang terlalu lama selalu menjadi kendala yang sulit diatasi dalam pengembangan kendaraan listrik. Umumnya, bus listrik murni pengisian lambat digunakan, dan waktu pengisian setidaknya 4 jam, dan waktu pengisian banyak mobil penumpang listrik murni selama 8 jam. Baterai lithium titanate dapat terisi penuh dalam waktu sekitar sepuluh menit, yang merupakan lompatan kualitatif dari baterai tradisional.

Siklus hidup yang panjang. Dibandingkan dengan bahan grafit yang biasa digunakan dalam baterai lithium-ion tradisional, bahan lithium titanat hampir tidak menyusut atau mengembang dalam struktur kerangka selama proses pengisian dan pemakaian lithium. / Masalah kerusakan struktur elektroda yang disebabkan oleh regangan volume sel saat interkalasi ion lithium, sehingga memiliki kinerja siklus yang sangat baik. Menurut data eksperimental, siklus hidup rata-rata baterai lithium besi fosfat biasa adalah 4000-6000 kali, sedangkan siklus hidup baterai lithium titanate dapat mencapai lebih dari 25000 kali.

Performa bagus dalam ketahanan suhu yang lebar. Umumnya, kendaraan listrik akan mengalami masalah saat pengisian dan pengosongan pada suhu -10°C. Baterai lithium titanate memiliki ketahanan suhu yang baik dan daya tahan yang kuat. Mereka dapat diisi dan dikosongkan secara normal pada -40 ° C hingga 70 ° C, tidak peduli di negara Utara yang beku, Masih di selatan yang panas, kendaraan tidak akan memengaruhi pekerjaan karena “kejutan” baterai, menghilangkan kekhawatiran pengguna .

Justru berdasarkan keunggulan inilah baterai lithium titanate telah menjadi “keajaiban” yang mempesona dalam pengembangan teknologi baterai lithium-ion.