Wchodząc do National Demonstration Power Station of Wind and Solar Storage and Transmission w hrabstwie Zhangbei, można zobaczyć rzędy białych turbin wiatrowych i lśniące na niebiesko panele fotowoltaiczne na zielonych łąkach.

Jest to największy projekt demonstracyjny przechowywania i transmisji energii wiatrowej i słonecznej w moim kraju. Przyjmuje pierwsze na świecie koncepcje konstrukcyjne i drogi techniczne związane z magazynowaniem i transmisją energii wiatrowej i słonecznej. Jest to kompleksowy nowy projekt demonstracyjny energii, który łączy energię wiatrową, fotowoltaikę, urządzenia do magazynowania energii i inteligentną transmisję energii. .

Elektrownia ta może „magazynować” zasoby wiatru i słońca, które są „trudne do przewidzenia, trudne do kontrolowania i trudne do wysłania” i przekształcać je w wysokiej jakości i niezawodną zieloną energię elektryczną do wprowadzenia do sieci i może działać w „płynnych fluktuacjach” i „golenie szczytów i wypełnianie dolin” Elastyczne przełączanie między trybami. W przypadku zaniku zewnętrznego zasilania z sieci elektroenergetycznej, magazyn energii może utrzymać normalną pracę sieci elektroenergetycznej poprzez wewnętrzną zdolność samorozruchu.

Rozwój technologii magazynowania energii jest jedną z kluczowych kluczowych technologii promujących nowe wytwarzanie energii oraz poprawiających bezpieczeństwo i stabilność sieci elektroenergetycznej. Wśród różnych typów technologii elektrochemicznego magazynowania energii baterie tytanowo-litowe charakteryzują się długim cyklem życia i dobrymi parametrami bezpieczeństwa, które są dobrze dostosowane do scenariuszy zastosowań magazynowania energii w sieci. Jednak wysoki koszt baterii tytanowo-litowych nie sprzyja zastosowaniom do magazynowania energii na dużą skalę.

W związku z tym China Electric Power Research Institute połączył siły z wieloma jednostkami, aby wspólnie utworzyć zespół projektowy „Opracowanie tanich baterii tytanowo-litowych do przechowywania energii oraz rozwój i zastosowanie technologii integracji systemów”. Po latach badań zespół projektowy, w oparciu o oryginalną baterię tytanianu litu, zaproponował system materiałów do baterii z tytanianu litu oraz zasady rekonstrukcji procesu produkcyjnego i rozwiązania techniczne w celu zaspokojenia potrzeb zastosowań związanych z magazynowaniem energii, a także opracował materiał z tytanianu litu na poziomie submikronowym . Opracowana w ramach projektu bateria z tytanianu litu do magazynowania energii zachowuje nieodłączną charakterystykę długiej żywotności, przy jednoczesnym znacznym obniżeniu kosztów. W konkursie Beijing Science and Technology Awards 2017 projekt zdobył drugą nagrodę.

Kolejne ujście nowej energii

Magazynowanie energii uważane jest za kolejny rynek zbytu dla nowej energii. Jako przyszłościowa technologia promująca rozwój nowej branży energetycznej w przyszłości, branża magazynowania energii będzie odgrywać ogromną rolę w nowym połączeniu z siecią energetyczną, nowymi pojazdami energetycznymi, inteligentnymi sieciami, mikrosieciami, rozproszonymi systemami energetycznymi i energią domową systemy przechowywania.

„Powodem rozwoju magazynowania energii jest to, że wytwarzanie energii fotowoltaicznej i wiatrowej jest przerywane i niestabilne. Dlatego konieczna jest współpraca systemów magazynowania energii, aby zapewnić stabilną i niezawodną moc.” Dyrektor Biura Badawczego Ontologii Baterii Magazynowania Energii w Chińskim Instytucie Badawczym Energii Elektrycznej Yang Kai powiedział dziennikarzom.

Zastosowanie technologii magazynowania energii na dużą skalę może promować rozwój energii odnawialnej, poprawiać bezpieczeństwo i stabilność sieci energetycznej, poprawiać jakość dostaw energii oraz skutecznie łagodzić sprzeczności między podażą a popytem na energię.

Systemy magazynowania energii na dużą skalę obejmują wszystkie aspekty wytwarzania, przesyłu, dystrybucji i użytkowania systemu elektroenergetycznego. Jego zastosowanie może nie tylko poprawić wydajność tradycyjnych systemów elektroenergetycznych, ale także wprowadzić rewolucję w planowaniu, projektowaniu, rozmieszczaniu, obsłudze i zarządzaniu oraz użytkowaniu sieci elektroenergetycznych. W tym sensie technologia magazynowania energii jest technologicznym szczytem o znaczeniu strategicznym dla kraju, a rozwój technologii magazynowania energii to w rzeczywistości „przechowywanie przyszłości”.

„Cudowny kwiat” w akumulatorach litowo-jonowych

Rozumie się, że technologia magazynowania energii dzieli się głównie na mechaniczne magazynowanie energii, elektrochemiczne magazynowanie energii, magazynowanie energii elektromagnetycznej i magazynowanie energii ze zmianą fazy. W ostatnich latach technologia elektrochemicznego magazynowania energii reprezentowana przez akumulatory litowo-jonowe charakteryzuje się dużą skalą energetyczną, elastycznym doborem lokalizacji i szybkim czasem reakcji, co spełnia wymagania techniczne systemów elektroenergetycznych oraz trend rozwoju inteligentnych sieci i jest uważany za przedmiot badań przez instytucje badawcze w różnych krajach. Zostań najszybciej rozwijającą się technologią magazynowania energii w systemie zasilania. Akumulator litowo-jonowy to rodzaj „baterii do fotela bujanego”. Elektrody dodatnia i ujemna składają się z dwóch związków lub prostych substancji, które mogą wielokrotnie deinterkalować lit. Podczas ładowania materiał elektrody dodatniej ulega rozdrobnieniu, a jony litu dostają się do elektrolitu i penetrują separator, który zostaje osadzony w elektrodzie ujemnej. Elektroda dodatnia przechodzi reakcję utleniania. Odwrotnie jest podczas rozładowania.

Technologia akumulatorów litowo-jonowych jest w stanie szybkiego rozwoju dzięki badaniom nad materiałami elektrod akumulatorów. Obecnie rozszerzył się z akumulatorów litowo-kobaltowych na systemy trójskładnikowe, manganian litu, fosforan litowo-żelazowy, tytanian litu i inne współistniejące systemy akumulatorów. Nowa bateria litowo-jonowa z tytanianem litu jako elektrodą ujemną przełamuje nieodłączne ograniczenia grafitu jako elektrody ujemnej i ma znacznie lepszą wydajność niż tradycyjne baterie litowo-jonowe, co czyni ją jedną z najbardziej obiecujących baterii do magazynowania energii. W tym celu Yang Kai przedstawił dziennikarzom cztery główne zalety baterii tytanowo-litowych, które mogą się wyróżniać:

Dobre bezpieczeństwo i stabilność. Ponieważ materiał anody z tytanianu litu ma wysoki potencjał wstawiania litu, podczas procesu ładowania unika się wytwarzania i wytrącania metalicznego litu. A ponieważ jego potencjał równowagi jest wyższy niż potencjał redukcyjny większości rozpuszczalników elektrolitu, nie reaguje z elektrolitem i nie tworzy ciała stałego — Film pasywacji na granicy cieczy pozwala uniknąć wielu reakcji ubocznych, co znacznie poprawia bezpieczeństwo . „Elektrownie magazynujące energię są takie same jak pojazdy elektryczne, a bezpieczeństwo i stabilność to najważniejsze wskaźniki”. powiedział Yang Kai.

Doskonała wydajność szybkiego ładowania. Zbyt długi czas ładowania zawsze był trudną do pokonania przeszkodą w rozwoju pojazdów elektrycznych. Generalnie stosuje się wolno ładujące się autobusy czysto elektryczne, a czas ładowania wynosi co najmniej 4 godziny, a czas ładowania wielu czysto elektrycznych samochodów osobowych wynosi aż 8 godzin. Baterię z tytanianu litu można w pełni naładować w około dziesięć minut, co jest jakościowym skokiem w porównaniu z tradycyjnymi bateriami.

Długi cykl życia. W porównaniu z materiałami grafitowymi powszechnie stosowanymi w tradycyjnych akumulatorach litowo-jonowych, materiały tytanianu litu prawie nie kurczą się ani nie rozszerzają w strukturze szkieletu podczas procesu ładowania i rozładowywania litu. / Problem uszkodzenia struktury elektrody spowodowanego naprężeniem objętości ogniwa podczas interkalacji jonów litu, dzięki czemu ma bardzo doskonałą wydajność cyklu. Według danych eksperymentalnych średni cykl życia zwykłych akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych wynosi 4000-6000 razy, podczas gdy żywotność akumulatorów tytanianu litu może osiągnąć ponad 25000 razy.

Dobra wydajność w szerokiej odporności na temperaturę. Generalnie pojazdy elektryczne będą miały problemy z ładowaniem i rozładowywaniem w temperaturze -10°C. Baterie tytanowo-litowe mają dobrą odporność na szeroką temperaturę i dużą trwałość. Można je normalnie ładować i rozładowywać w temperaturze od -40°C do 70°C, bez względu na mroźną Północ, Wciąż na gorącym południu pojazd nie wpłynie na pracę z powodu „wstrząsu akumulatora”, eliminując obawy użytkowników .

Właśnie w oparciu o te zalety baterie tytanowo-litowe stały się olśniewającym „cudem” w rozwoju technologii akumulatorów litowo-jonowych.