Ko se sprehodite do nacionalne demonstracijske elektrarne za shranjevanje in prenos vetra in sonca v okrožju Zhangbei, lahko na zelenem travniku vidite vrste belih vetrnih turbin in bleščeče modre fotovoltaične plošče.

To je največji demonstracijski projekt za shranjevanje in prenos sončne energije vetra v moji državi. Sprejema prvo na svetu vetrno-sončno shranjevanje in prenos kombinirane gradbene ideje in tehnične poti. Gre za celovit nov predstavitveni projekt energije, ki vključuje vetrno energijo, fotovoltaiko, naprave za shranjevanje energije in pametni prenos energije. .

Ta elektrarna lahko “shrani” vetrne in sončne vire, ki jih je “težko predvideti, jih je težko nadzorovati in jih je težko odpreti”, in jih pretvori v visokokakovostno in zanesljivo zeleno električno energijo za vnos v omrežje in lahko deluje. v »gladkih nihanjih« in »vrhih britjih in polnih dolinah« Prilagodljivo preklapljanje med načini. V primeru izgube zunanjega napajanja iz električnega omrežja lahko elektrarna za shranjevanje energije vzdržuje normalno delovanje električnega omrežja prek notranje sposobnosti samozagona.

Razvoj tehnologije za shranjevanje energije je ena ključnih ključnih tehnologij za spodbujanje nove proizvodnje energije ter izboljšanje varnosti in stabilnosti električnega omrežja. Med različnimi vrstami elektrokemičnih tehnologij za shranjevanje energije imajo litij-titanatne baterije značilnosti dolge življenjske dobe in dobre varnostne zmogljivosti, ki so zelo primerne za scenarije uporabe shranjevanja energije v omrežju. Vendar pa visoki stroški litij-titanatnih baterij niso ugodni za obsežne aplikacije za shranjevanje energije.

V zvezi s tem se je Kitajski inštitut za raziskave električne energije združil s številnimi enotami, da bi skupaj oblikoval projektno skupino “Razvoj poceni litij-titanatnih baterij za shranjevanje energije ter razvoj in uporabo tehnologije sistemske integracije”. Po letih raziskav je projektna skupina, ki temelji na originalni litij-titanatni bateriji, predlagala sistem materiala litij-titanatnih baterij in načela rekonstrukcije proizvodnega procesa ter tehnične rešitve za izpolnjevanje potreb aplikacij za shranjevanje energije in razvila material iz litijevega titanata na podmikronski ravni. . Litij-titanatna baterija za shranjevanje energije, ki jo je razvil projekt, ohranja intrinzične lastnosti dolge življenjske dobe, medtem ko so stroški močno zmanjšani. Na podelitvi nagrad za znanost in tehnologijo v Pekingu 2017 je projekt prejel drugo nagrado.

Naslednji izhod za novo energijo

Skladiščenje energije velja za naslednji izhod za novo energijo. Kot v prihodnost usmerjena tehnologija za spodbujanje razvoja nove energetske industrije v prihodnosti bo industrija shranjevanja energije igrala veliko vlogo pri povezovanju novih energetskih omrežij, novih energetskih vozil, pametnih omrežij, mikro omrežij, porazdeljenih energetskih sistemov in energije doma. sistemi za shranjevanje.

»Razlog za razvoj shranjevanja energije je v tem, da sta fotovoltaična in vetrna proizvodnja prekinitvena in nestabilna. Zato je za zagotavljanje stabilne in zanesljive energije potrebno sodelovanje sistemov za shranjevanje energije. Direktor Urada za raziskave ontologije baterij za shranjevanje energije na Kitajskem inštitutu za raziskave električne energije Yang Kai je novinarjem povedal.

Uporaba obsežne tehnologije za shranjevanje energije lahko spodbuja razvoj obnovljive energije, izboljša varnost in stabilnost električnega omrežja, izboljša kakovost oskrbe z električno energijo in učinkovito ublaži nasprotje med oskrbo z električno energijo in povpraševanjem.

Obsežni sistemi za shranjevanje energije potekajo skozi vse vidike proizvodnje, prenosa, distribucije in uporabe električnega sistema. Njegova uporaba ne more samo izboljšati učinkovitosti tradicionalnih elektroenergetskih sistemov, ampak tudi prinese revolucijo pri načrtovanju, oblikovanju, postavitvi, delovanju ter upravljanju in uporabi električnih omrežij. V tem smislu je tehnologija shranjevanja energije tehnološko zapovedna višina z nacionalnim strateškim pomenom, razvoj tehnologije shranjevanja energije pa je pravzaprav »skladiščenje prihodnosti«.

“Čudovit cvet” v litij-ionskih baterijah

Razume se, da je tehnologija shranjevanja energije v glavnem razdeljena na mehansko shranjevanje energije, elektrokemično shranjevanje energije, elektromagnetno shranjevanje energije in shranjevanje energije s spremembo faz. V zadnjih letih ima elektrokemična tehnologija shranjevanja energije, ki jo predstavljajo litij-ionske baterije, značilnosti velikega energetskega obsega, fleksibilne izbire lokacije in hitre odzivne hitrosti, ki ustreza tehničnim zahtevam elektroenergetskih sistemov in trendu razvoja pametnih omrežij, raziskovalne ustanove v različnih državah obravnavajo kot raziskovalno središče. Postanite najhitreje rastoča tehnologija za shranjevanje energije v elektroenergetskem sistemu. Litij-ionska baterija je neke vrste “baterija za gugalni stol”. Pozitivna in negativna elektroda sta sestavljeni iz dveh spojin ali preprostih snovi, ki lahko večkrat deinterkalirajo litij. Pri polnjenju se material pozitivne elektrode delitificira, litijevi ioni pa vstopijo v elektrolit in prodrejo v separator, da se vgradijo v negativno elektrodo. Pozitivna elektroda je podvržena oksidacijski reakciji. Med odpustom je ravno nasprotno.

Tehnologija litij-ionskih baterij je bila v hitrem razvoju z raziskavami materialov baterijskih elektrod. Zdaj se je razširil z litij-kobalt oksidnih baterij na ternarne sisteme, litijev manganat, litijev železov fosfat, litijev titanat in druge sisteme baterij, ki soobstajajo. Nova litij-ionska baterija z litijevim titanatom kot negativno elektrodo prebije inherentne omejitve grafita kot negativne elektrode in ima bistveno boljšo zmogljivost kot tradicionalne litij-ionske baterije, zaradi česar je ena najbolj obetavnih baterij za shranjevanje energije. V ta namen je Yang Kai novinarjem predstavil štiri glavne prednosti litij-titanatnih baterij, ki lahko izstopajo:

Dobra varnost in stabilnost. Ker ima anodni material litijevega titanata visok potencial vstavljanja litija, se med postopkom polnjenja preprečita nastajanje in obarjanje kovinskega litija. In ker je njegov ravnotežni potencial višji od redukcijskega potenciala večine elektrolitnih topil, ne reagira z elektrolitom in ne tvori trdne snovi – Pasivacijski film na vmesniku tekočine preprečuje pojav številnih stranskih reakcij, s čimer se močno izboljša varnost . “Elektrarne za shranjevanje energije so enake kot električna vozila, varnost in stabilnost pa sta najpomembnejša kazalca.” Je rekel Yang Kai.

Odlična zmogljivost hitrega polnjenja. Predolg čas polnjenja je bil vedno ovira, ki jo je pri razvoju električnih vozil težko premagati. Na splošno se uporabljajo čisti električni avtobusi s počasnim polnjenjem, čas polnjenja pa je vsaj 4 ure, čas polnjenja številnih čisto električnih osebnih avtomobilov pa je kar 8 ur. Litij-titanatno baterijo je mogoče popolnoma napolniti v približno desetih minutah, kar je kakovosten preskok v primerjavi s tradicionalnimi baterijami.

Dolga življenjska doba cikla. V primerjavi z grafitnimi materiali, ki se običajno uporabljajo v tradicionalnih litij-ionskih baterijah, se materiali iz litijevega titanata med procesom polnjenja in praznjenja litija skoraj ne skrčijo ali razširijo v strukturi ogrodja. / Problem poškodbe strukture elektrode zaradi volumna celice pri interkaliranju litijevih ionov, zato ima zelo odlično ciklično delovanje. Po eksperimentalnih podatkih je povprečna življenjska doba navadnih litij-železovih fosfatnih baterij 4000-6000-krat, medtem ko lahko življenjska doba litij-titanatnih baterij doseže več kot 25000-krat.

Dobra zmogljivost pri široki temperaturni odpornosti. Na splošno bodo električna vozila imela težave pri polnjenju in praznjenju pri -10°C. Litij-titanatne baterije imajo dobro široko temperaturno odpornost in močno vzdržljivost. Običajno jih je mogoče polniti in prazniti pri -40°C do 70°C, ne glede na zamrznjeno severno državo. Še vedno na vročem jugu, vozilo ne bo vplivalo na delo zaradi »šoka baterije«, kar odpravlja skrbi uporabnikov .

Ravno na podlagi teh prednosti so litij-titanatne baterije postale bleščeč »čudež« pri razvoju tehnologije litij-ionskih baterij.