Ukiingia kwenye Kituo cha Kitaifa cha Maonyesho ya Nishati ya Upepo na Uhifadhi wa Jua na Usambazaji katika Kaunti ya Zhangbei, unaweza kuona safu za mitambo ya upepo mweupe na paneli zinazometa za samawati kwenye nyasi za kijani kibichi.

Huu ndio mradi mkubwa zaidi wa uhifadhi wa nishati ya jua na maonyesho ya usambazaji katika nchi yangu. Inachukua uhifadhi wa kwanza duniani wa nishati ya jua na upitishaji mawazo ya ujenzi wa uzalishaji wa nguvu na njia za kiufundi. Ni mradi mpana wa maonyesho ya nishati mpya unaojumuisha nishati ya upepo, voltaiki, vifaa vya kuhifadhi nishati na upitishaji umeme mahiri. .

Kituo hiki cha umeme kinaweza “kuhifadhi” rasilimali za upepo na jua ambazo “ni vigumu kutabiri, vigumu kudhibiti, na vigumu kupeleka”, na kuzibadilisha kuwa nishati ya juu na ya kuaminika ya nishati ya kijani kwa pembejeo kwenye gridi ya taifa, na inaweza kufanya kazi. katika “mabadiliko ya laini” na “kilele cha kunyoa na kujaza mabonde” Kubadili kwa urahisi kati ya modes. Katika kesi ya kupoteza umeme wa nje kutoka kwa gridi ya umeme, kituo cha nguvu cha kuhifadhi nishati kinaweza kudumisha uendeshaji wa kawaida wa gridi ya umeme kupitia uwezo wa ndani wa kuanzisha binafsi.

Ukuzaji wa teknolojia ya uhifadhi wa nishati ni mojawapo ya teknolojia kuu za kukuza uzalishaji mpya wa nishati na kuboresha usalama na uthabiti wa gridi ya umeme. Miongoni mwa aina mbalimbali za teknolojia za uhifadhi wa nishati ya umeme, betri za lithiamu titanate zina sifa za maisha ya mzunguko mrefu na utendaji mzuri wa usalama, ambazo zinafaa kwa matukio ya matumizi ya hifadhi ya nishati ya gridi ya taifa. Hata hivyo, gharama ya juu ya betri za lithiamu titanate haifai kwa matumizi makubwa ya uhifadhi wa nishati.

Katika suala hili, Taasisi ya Utafiti wa Nishati ya Umeme ya China imeungana na idadi ya vitengo ili kuunda timu ya mradi “Maendeleo ya betri za lithiamu titanate za gharama nafuu kwa ajili ya kuhifadhi na kuendeleza nishati na matumizi ya teknolojia ya ushirikiano wa mfumo”. Baada ya miaka ya utafiti, timu ya mradi, kulingana na betri ya awali ya lithiamu titanate, ilipendekeza mfumo wa nyenzo za betri ya lithiamu titanate na kanuni za ujenzi wa mchakato wa uzalishaji na ufumbuzi wa kiufundi ili kukidhi mahitaji ya maombi ya kuhifadhi nishati, na kuendeleza nyenzo ndogo ya kiwango cha Lithium titanate. . Betri ya lithiamu titanate kwa uhifadhi wa nishati iliyotengenezwa na mradi hudumisha sifa za ndani za maisha marefu, huku gharama ikipunguzwa sana. Katika Tuzo za Sayansi na Teknolojia za Beijing za 2017, mradi huo ulishinda tuzo ya pili.

Njia inayofuata ya nishati mpya

Energy storage is considered to be the next outlet for new energy. As a forward-looking technology to promote the development of the new energy industry in the future, the energy storage industry will play a huge role in new energy grid connection, new energy vehicles, smart grids, microgrids, distributed energy systems, and home energy storage systems.

“Sababu ya maendeleo ya hifadhi ya nishati ni kwamba uzalishaji wa umeme wa photovoltaic na upepo ni wa vipindi na usio imara. Kwa hivyo, ushirikiano wa mifumo ya kuhifadhi nishati unahitajika ili kutoa nguvu thabiti na ya kutegemewa. Mkurugenzi wa Ofisi ya Utafiti wa Ontolojia ya Betri ya Kuhifadhi Nishati, Taasisi ya Utafiti wa Nishati ya Umeme ya China Yang Kai aliwaambia waandishi wa habari.

Matumizi ya teknolojia ya kiwango kikubwa cha kuhifadhi nishati inaweza kukuza maendeleo ya nishati mbadala, kuboresha usalama na uthabiti wa gridi ya umeme, kuboresha ubora wa usambazaji wa nishati, na kupunguza kwa ufanisi mgongano kati ya usambazaji wa umeme na mahitaji.

Mifumo mikubwa ya uhifadhi wa nishati hupitia vipengele vyote vya uzalishaji wa mfumo wa nguvu, usambazaji, usambazaji na matumizi. Utumiaji wake hauwezi tu kuboresha utendaji wa mifumo ya nguvu ya jadi, lakini pia kuleta mapinduzi kwa upangaji, muundo, mpangilio, uendeshaji na usimamizi na matumizi ya gridi za nguvu. Kwa maana hii, teknolojia ya uhifadhi wa nishati ni urefu wa kuamuru wa kiteknolojia na umuhimu wa kimkakati wa kitaifa, na maendeleo ya teknolojia ya kuhifadhi nishati ni kweli “kuhifadhi siku zijazo.”

“Maua ya ajabu” katika betri za lithiamu-ioni

Inaeleweka kuwa teknolojia ya uhifadhi wa nishati imegawanywa katika uhifadhi wa nishati ya mitambo, uhifadhi wa nishati ya kielektroniki, uhifadhi wa nishati ya sumakuumeme na uhifadhi wa nishati ya mabadiliko ya awamu. Katika miaka ya hivi karibuni, teknolojia ya uhifadhi wa nishati ya kielektroniki inayowakilishwa na betri za lithiamu-ioni ina sifa ya kiwango kikubwa cha nishati, uteuzi wa eneo linalonyumbulika, na kasi ya majibu ya haraka, ambayo inakidhi mahitaji ya kiufundi ya mifumo ya nguvu na mwenendo wa maendeleo ya gridi mahiri, na imekuwa. inachukuliwa kama lengo la utafiti na taasisi za utafiti katika nchi mbalimbali. Kuwa teknolojia ya uhifadhi wa nishati ya mfumo unaokua kwa kasi zaidi. Betri ya lithiamu-ion ni aina ya “betri ya kiti cha kutikisa”. Electrodes chanya na hasi zinajumuisha misombo miwili au vitu rahisi ambavyo vinaweza kutenganisha lithiamu mara nyingi. Wakati wa malipo, nyenzo za electrode chanya hupunguzwa, na ioni za lithiamu huingia kwenye electrolyte na kupenya separator ili kuingizwa kwenye electrode hasi. Electrode chanya inakabiliwa na mmenyuko wa oxidation. Kinyume chake ni kweli wakati wa kutokwa.

Teknolojia ya betri ya lithiamu-ioni imekuwa katika hali ya maendeleo ya haraka na utafiti wa nyenzo za elektrodi za betri. Sasa imepanuka kutoka kwa betri za lithiamu kobalti oksidi hadi mifumo ya ternary, lithiamu manganeti, fosfati ya chuma ya lithiamu, titanati ya lithiamu na mifumo mingine ya betri iliyopo. Betri mpya ya lithiamu-ioni yenye titanati ya lithiamu kama elektrodi hasi huvunja vikwazo vya asili vya grafiti kama elektrodi hasi, na ina utendaji bora zaidi kuliko betri za jadi za lithiamu-ioni, na kuifanya kuwa mojawapo ya betri zinazoahidi zaidi za kuhifadhi nishati. Kufikia hii, Yang Kai alianzisha kwa waandishi wa habari faida kuu nne za betri za lithiamu titanate ambazo zinaweza kujulikana:

Usalama mzuri na utulivu. Kwa sababu nyenzo ya anodi ya lithiamu ya titanati ina uwezo wa juu wa kuingizwa kwa lithiamu, uzalishaji na unyeshaji wa lithiamu ya metali huepukwa wakati wa kuchaji. Na kwa sababu uwezo wake wa kusawazisha ni wa juu kuliko uwezo wa kupunguza wa vimumunyisho vingi vya elektroliti, haiathiriki na elektroliti na haifanyi kitu kigumu – Filamu ya kupitisha kwenye kiolesura cha kioevu huepuka kutokea kwa athari nyingi za upande, na hivyo kuboresha usalama sana. . “Vituo vya kuhifadhi nishati ni sawa na magari ya umeme, na usalama na uthabiti ndio viashiria muhimu zaidi.” Yang Kai alisema.

Excellent fast charging performance. Too long charging time has always been an obstacle that is difficult to overcome in the development of electric vehicles. Generally, slow-charging pure electric buses are used, and the charging time is at least 4 hours, and the charging time of many pure electric passenger cars is as long as 8 hours. The lithium titanate battery can be fully charged in about ten minutes, which is a qualitative leap from traditional batteries.

Maisha ya mzunguko mrefu. Ikilinganishwa na nyenzo za grafiti zinazotumika sana katika betri za jadi za lithiamu-ioni, nyenzo za lithiamu titanati hazipunguki au kupanuka katika muundo wa mfumo wakati wa kuchaji na kutoa lithiamu. / Tatizo la uharibifu wa muundo wa electrode unaosababishwa na matatizo ya kiasi cha seli wakati wa kuingiliana kwa ioni za lithiamu, kwa hiyo ina utendaji bora sana wa mzunguko. Kulingana na data ya majaribio, maisha ya mzunguko wa wastani wa betri za phosphate ya chuma ya lithiamu ni mara 4000-6000, wakati maisha ya mzunguko wa betri za lithiamu titanate inaweza kufikia zaidi ya mara 25000.

Utendaji mzuri katika upinzani wa joto pana. Kwa ujumla, magari yanayotumia umeme yatakuwa na matatizo yanapochaji na kutoa chaji kwa -10°C. Betri za lithiamu titanate zina upinzani mzuri wa joto pana na uimara wa nguvu. Wanaweza kuchajiwa na kuruhusiwa kwa kawaida katika -40 ° C hadi 70 ° C, haijalishi katika nchi ya Kaskazini iliyohifadhiwa, Bado katika kusini mwa joto, gari halitaathiri kazi kutokana na “mshtuko” wa betri, kuondoa wasiwasi wa watumiaji. .

Ni kwa msingi wa faida hizi kwamba betri za lithiamu titanate zimekuwa “ajabu” ya kushangaza katika maendeleo ya teknolojia ya betri ya lithiamu-ioni.