日本航天探索局（JAXA）的火箭和航天器發(fā)射站將配備N(xiāo)GKInsulators的鈉硫（NAS）電池，以確保其電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。

JAXA種子島太空中心位于日本南部的一個(gè)小島上，只有大約30,000名居民。該綜合設(shè)施是日本最大的火箭發(fā)射場(chǎng)，設(shè)有發(fā)射大型火箭以及進(jìn)行空間碎片組裝的設(shè)施。NGK已與建筑公司Kyudenko簽訂合同，為其提供2,400kW/14,400kWhNAS電池存儲(chǔ)系統(tǒng)，該系統(tǒng)計(jì)劃于今年4月投入運(yùn)營(yíng)。

工業(yè)陶瓷公司NGK是目前唯一的NAS電池制造商，這些電池可以在高溫下工作，并且容量大，放電放電時(shí)間長(zhǎng)（6小時(shí)以上），預(yù)期使用壽命為15年，該設(shè)備自2002年以來(lái)就已經(jīng)商業(yè)化，直到幾年前開(kāi)始出現(xiàn)鋰離子熱潮之前，人們一直認(rèn)為該設(shè)備是全球電網(wǎng)規(guī)模應(yīng)用中使用最廣泛的電池技術(shù)。

NGK表示，經(jīng)過(guò)評(píng)估過(guò)程后，該項(xiàng)目選擇了NAS電池技術(shù)，其中包括查看現(xiàn)場(chǎng)部署的長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)記錄，環(huán)境耐受性，容量和持續(xù)時(shí)間能力以及生命周期成本。該公司表示，迄今為止，全球已安裝了超過(guò)4GWh的系統(tǒng)。

該存儲(chǔ)系統(tǒng)將提供三個(gè)主要應(yīng)用：它將通過(guò)在緊急情況下充當(dāng)發(fā)電機(jī)的應(yīng)急備用電源來(lái)提高電源的穩(wěn)定性，并通過(guò)頻率調(diào)節(jié)來(lái)提供改善的電能質(zhì)量，糾正電網(wǎng)中的頻率偏差，本地電力系統(tǒng)，它將用來(lái)為發(fā)電機(jī)提供的多余電力充電，這些發(fā)電機(jī)必須全天候運(yùn)行24/7，但在整個(gè)時(shí)間內(nèi)都沒(méi)有足夠的需求。

根據(jù)NGK的說(shuō)法，在后一種應(yīng)用中，當(dāng)對(duì)電力的需求超過(guò)發(fā)電機(jī)所能提供的峰值時(shí)，存儲(chǔ)在電池中的多余電量將用于平衡負(fù)載。在保持發(fā)電機(jī)高效運(yùn)行的過(guò)程中，將減少現(xiàn)場(chǎng)燃燒的化石燃料的量，從而相應(yīng)地減少排放，同時(shí)NAS電池的長(zhǎng)期使用壽命意味著可以減少正在運(yùn)行的發(fā)電機(jī)的數(shù)量。

NGK迄今為止最大的單個(gè)項(xiàng)目是阿聯(lián)酋阿布扎比的108MW/648MWh項(xiàng)目，電池分為15個(gè)系統(tǒng)，可以作為一個(gè)工廠進(jìn)行控制，這有助于平衡城市的電網(wǎng)并提供備用電源，同時(shí)還減少了依賴(lài)安裝在幾年前的天然氣發(fā)電廠上。NGK電力業(yè)務(wù)主管GauthierDupont在2019年的一次活動(dòng)中表示，該公司可以通過(guò)“超級(jí)工廠”將其電池成本減半，但尚未能夠?qū)崿F(xiàn)與鋰離子電池制造商相同的規(guī)模經(jīng)濟(jì)。有。杜邦呼吁在非鋰電池存儲(chǔ)技術(shù)上進(jìn)行更多投資，以幫助抓住大規(guī)模制造的好處。去年九月宣布NAS電池將由化學(xué)公司BASF通過(guò)與NGK的合作關(guān)系提供給韓國(guó)的綠色氫項(xiàng)目。

鈉硫（NaS）電池最初是由福特汽車(chē)公司（FordMotorCompany）在1960年代開(kāi)發(fā)的，隨后將該技術(shù)出售給了日本NGK公司。NGK現(xiàn)在制造用于固定應(yīng)用的電池系統(tǒng)。該系統(tǒng)在300至350°C的高溫下運(yùn)行，這對(duì)于間歇運(yùn)行可能是一個(gè)運(yùn)行問(wèn)題，大量的儲(chǔ)能裝置已被用來(lái)促進(jìn)配電線路的建設(shè)，往返效率在90％的范圍內(nèi)，因此可以有效利用能量。

鈉硫電池如何工作

NaS電池中的活性物質(zhì)是熔融硫作為正極，熔融鈉作為負(fù)極。電極由固態(tài)陶瓷鈉鋁隔開(kāi)，后者也用作電解質(zhì)。這種陶瓷只允許帶正電的鈉離子通過(guò)。在放電期間，電子從鈉金屬上剝離（每個(gè)鈉原子帶一個(gè)負(fù)電的電子），導(dǎo)致形成鈉離子，然后鈉離子通過(guò)電解質(zhì)移動(dòng)到正極室。從鈉金屬中剝離出來(lái)的電子在電路中移動(dòng)，然后在正電極處返回電池，在那里，它們被熔融的硫吸收，形成多硫化物。移動(dòng)到正極室中的帶正電的鈉離子平衡了電子電荷流。在充電期間，該過(guò)程相反。電池必須保持高溫（通常>300oC）以利于該過(guò)程（即，獨(dú)立的加熱器是電池系統(tǒng)的一部分），Na/S電池效率很高（通常為89％）。

鈉硫電池的主要特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

1、多功能

NAS電池可用于各種應(yīng)用，例如削峰，負(fù)載均衡和減排。它們既可以用于電源中，也可以用作智能電網(wǎng)的核心功能，也可以為輔助服務(wù)，電網(wǎng)頻率控制和無(wú)功補(bǔ)償提供功率。

2、大容量

一個(gè)NAS電池系統(tǒng)能夠提供六個(gè)小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間的電力，可用于長(zhǎng)時(shí)間的能量轉(zhuǎn)移，調(diào)峰，電網(wǎng)頻率控制和應(yīng)急電源。

3、體積小

200kW/1200kWh電池緊湊且易于存儲(chǔ)，可在20英尺的ISO運(yùn)輸容器中使用。得益于完全集裝箱化的電池組，客戶(hù)可以節(jié)省運(yùn)輸和建設(shè)成本。

4、耐用性和長(zhǎng)壽命

NAS電池的容量衰減較小，并且直到其使用壽命結(jié)束（大約15年或4,500次循環(huán)）才需要更換電池。電池可在許多環(huán)境下工作，環(huán)境溫度在-20?+45C度之間。

5、環(huán)保

由于鈉和硫在整個(gè)自然界中都豐富，因此無(wú)需擔(dān)心原材料的消耗。關(guān)心環(huán)境影響的客戶(hù)可以輕松知道這些原材料將永遠(yuǎn)豐富。

6、易于操作和維護(hù)

無(wú)需自放電且無(wú)需均勻充電，因此預(yù)防性維護(hù)工作量極少，因?yàn)橐讚p部件僅需要定期更換。還可以安排維護(hù)，以避免高峰運(yùn)行時(shí)中斷。

NAS電池在全球有效地存儲(chǔ)了530MW/3700MWh的輸出/容量，其電池具有削峰，負(fù)載均衡和減少排放的能力。NAS電池以可靠的設(shè)計(jì)和安全的操作為后盾，是存儲(chǔ)大量電能（額定輸出六小時(shí)）的最有效電池。