Увійшовши до Національної демонстраційної електростанції вітрової та сонячної електростанції в окрузі Чжанбей, ви можете побачити ряди білих вітряних турбін і блискучі блакитні фотоелектричні панелі на зеленому лугу.

Це найбільший демонстраційний проект для зберігання та передачі вітро- сонячних батарей у моїй країні. Він використовує перші у світі вітро-сонячні накопичувачі та передачу комбінованих ідей та технічних маршрутів виробництва електроенергії. Це всеосяжний новий демонстраційний проект енергії, який об’єднує енергію вітру, фотовольтаїку, накопичувачі енергії та інтелектуальну передачу електроенергії. .

Ця електростанція може «зберігати» вітрові та сонячні ресурси, які «важко передбачити, важко контролювати і важко диспетчеризувати», і перетворювати їх у високоякісну та надійну зелену енергію для введення в мережу, і може працювати. в «плавних коливаннях» та «піковому гоління та заповненні долин» Гнучкість перемикання між режимами. У разі втрати зовнішнього джерела живлення від електромережі електростанція накопичувача енергії може підтримувати нормальну роботу електромережі за допомогою внутрішньої можливості самозапуску.

Розвиток технологій зберігання енергії є однією з ключових технологій для просування нового виробництва енергії та підвищення безпеки та стабільності електричної мережі. Серед різних типів технологій електрохімічного накопичення енергії літій-титанатні батареї мають характеристики тривалого терміну служби та хороші показники безпеки, які добре підходять для сценаріїв застосування накопичувача енергії в мережі. Однак висока вартість літій-титанатних батарей не сприяє широкомасштабному накопиченню енергії.

У зв’язку з цим Китайський науково-дослідний інститут електроенергетики об’єднався з низкою підрозділів, щоб спільно сформувати проектну групу «Розробка недорогих літій-титанатних акумуляторів для зберігання енергії та розробка та застосування технології системної інтеграції». Після років досліджень команда проекту, заснована на оригінальній літій-титанатній батареї, запропонувала систему матеріалів для літій-титанатної батареї та принципи реконструкції виробничого процесу, а також технічні рішення, щоб задовольнити потреби додатків для зберігання енергії, а також розробила матеріал літій-титанатного рівня субмікронного рівня. . Розроблена в рамках проекту літій-титанатна батарея для накопичення енергії зберігає притаманні характеристики тривалого терміну служби, при цьому вартість значно знижується. У 2017 році на Пекінській премії в галузі науки і технологій проект отримав другу премію.

Наступний вихід для нової енергії

Наступним виходом для нової енергії вважається накопичувач енергії. Будучи перспективною технологією для сприяння розвитку нової енергетичної галузі в майбутньому, індустрія зберігання енергії відіграватиме величезну роль у підключенні нових енергетичних мереж, нових енергетичних транспортних засобів, розумних мереж, мікромереж, розподілених енергетичних систем та домашньої енергії. системи зберігання.

«Причина розвитку накопичувачів енергії полягає в тому, що фотоелектрична та вітрова генерація є переривчастою та нестабільною. Тому для забезпечення стабільного та надійного живлення необхідна співпраця систем зберігання енергії». Про це повідомив журналістам директор відділу досліджень онтології акумуляторних батарей Китайського дослідницького інституту електроенергетики Ян Кай.

Використання великомасштабної технології накопичення енергії може сприяти розвитку відновлюваної енергетики, підвищити безпеку та стабільність електромережі, покращити якість електропостачання та ефективно пом’якшити протиріччя між попитом і постачанням електроенергії.

Масштабні системи зберігання енергії проходять через усі аспекти виробництва, передачі, розподілу та використання електроенергії. Його застосування може не тільки підвищити продуктивність традиційних енергетичних систем, а й здійснити революцію в плануванні, проектуванні, компонуванні, експлуатації, управлінні та використанні електричних мереж. У цьому сенсі технологія зберігання енергії є технологічною командною висотою з національним стратегічним значенням, а розвиток технології зберігання енергії фактично «зберігає майбутнє».

«Чудова квітка» в літій-іонних батареях

Зрозуміло, що технологія зберігання енергії в основному поділяється на накопичення механічної енергії, зберігання електрохімічної енергії, електромагнітне зберігання енергії та зберігання енергії з зміною фаз. Останніми роками технологія електрохімічного накопичення енергії, представлена ​​літій-іонними батареями, має характеристики великого енергетичного масштабу, гнучкого вибору місця розташування та швидкої швидкості реакції, що відповідає технічним вимогам енергосистем та тенденції розвитку розумних мереж. розглядається як дослідницький центр дослідницьких установ у різних країнах. Станьте найшвидше зростаючою технологією зберігання енергії в системі електропостачання. Літій-іонна батарея – це свого роду «батарея качалка». Позитивний і негативний електроди складаються з двох сполук або простих речовин, які можуть деінтеркалювати літій кілька разів. Під час зарядки матеріал позитивного електрода делітифікується, і іони літію потрапляють в електроліт і проникають в сепаратор, щоб вбудуватися в негативний електрод. Позитивний електрод зазнає реакції окислення. Під час виписки все навпаки.

Технологія літій-іонних акумуляторів була в стані швидкого розвитку з дослідженням матеріалів електродів акумулятора. Тепер він розширився від літій-кобальтооксидних батарей до потрійних систем, манганат літію, літій-залізофосфат, титанат літію та інші, що існують одночасно. Нова літій-іонна батарея з титанатом літію в якості негативного електрода долає обмеження, властиві графіту як негативного електрода, і має значно кращу продуктивність, ніж традиційні літій-іонні батареї, що робить її однією з найбільш перспективних акумуляторних батарей. З цією метою Ян Кай представив журналістам чотири основні переваги літій-титанатних батарей, які можуть виділитися:

Хороша безпека і стабільність. Оскільки матеріал анода з титанату літію має високий потенціал введення літію, під час процесу заряджання уникають утворення та осадження металевого літію. І оскільки його рівноважний потенціал вищий, ніж потенціал відновлення більшості електролітних розчинників, він не реагує з електролітом і не утворює тверду речовину — пасиваційна плівка на поверхні розділу рідини запобігає виникненню багатьох побічних реакцій, що значно підвищує безпеку. . «Електростанції, що зберігають енергію, такі ж, як електромобілі, а безпека та стабільність є найважливішими показниками». — сказав Ян Кай.

Відмінна продуктивність швидкої зарядки. Занадто довгий час зарядки завжди був перешкодою, яку важко подолати при розробці електромобілів. Як правило, використовуються електричні автобуси з повільною зарядкою, і час зарядки становить не менше 4 годин, а час зарядки багатьох чисто електричних легкових автомобілів становить 8 годин. Літій-титанатну батарею можна повністю зарядити приблизно за десять хвилин, що є якісним стрибком у порівнянні з традиційними акумуляторами.

Тривалий цикл життя. У порівнянні з графітовими матеріалами, які зазвичай використовуються в традиційних літій-іонних батареях, матеріали з титанату літію майже не стискаються або розширюються в структурі каркаса під час процесу заряджання та розрядження літію. / Проблема пошкодження структури електрода, викликаного деформацією об’єму комірки при інтеркаляції іонів літію, тому він має дуже чудову продуктивність циклу. Згідно з експериментальними даними, середня тривалість циклу звичайних літій-залізо-фосфатних батарей становить 4000-6000 разів, тоді як термін служби літій-титанатних батарей може досягати більше 25000 разів.

Хороші характеристики при широкій температурній стійкості. Як правило, електромобілі будуть мати проблеми під час зарядки та розрядки при -10°C. Літій-титанатні батареї мають хорошу широку термостійкість і високу довговічність. Їх можна заряджати та розряджати нормально при температурі від -40°C до 70°C, незалежно від замерзлих північних країн .

Саме на основі цих переваг літій-титанатні батареї стали сліпучим «чудом» у розвитку технології літій-іонних акумуляторів.