ذخیره سازی انرژی لیتیومی با سدیوم یون در مقیاس شبکه

گسترش فزاینده انرژی های تجدیدپذیر در شبکه های قدرت، نیاز به سامانه های ذخیره سازی انرژی با ظرفیت بالا، ایمنی حرارتی مناسب و هزینه چرخه عمر قابل قبول را بیش از پیش برجسته کرده است. باتری های لیتیوم یون به عنوان فناوری غالب در پروژه های ذخیره سازی مقیاس شبکه مورد استفاده قرار می گیرند، اما محدودیت هایی مانند هزینه بالای مواد اولیه، حساسیت شدید حرارتی، خطر فرار حرارتی و کاهش کارایی در چرخه های عمیق، ضرورت بررسی فناوری های جایگزین را افزایش داده است. در این میان، باتری های سدیم یون به دلیل فراوانی سدیم، هزینه پایین مواد، پایداری حرارتی بهتر و سازگاری با کاربردهای ایستگاهی، به عنوان گزینه ای نوظهور و جذاب مطرح شده اند. در این پژوهش، عملکرد دو فناوری لیتیوم یون و سدیم یون از منظر الکتروشیمیایی، حرارتی، چرخه عمر، هزینه –عملکرد، و قابلیت اطمینان عملیاتی مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که لیتیوم یون همچنان از نظر چگالی انرژی و راندمان چرخه ای برتر است، اما سدیم یون رفتار حرارتی ایمن تر، هزینه سرمایه گذاری کمتر و پایداری عملکرد مناسب تری برای کاربردهای ثابت و ذخیره سازی شبکه دارد. تحلیل اقتصادی نیز نشان داد که در پروژه های مقیاس بزرگ، هزینه سطحی انرژی (LCOE) فناوری سدیم یون در برخی سناریوها تا حدود ۲۰ تا ۳۰ درصد کمتر از لیتیوم یون است. بر اساس جمع بندی این بررسی، می توان نتیجه گرفت که هر دو فناوری جایگاه خاص خود را در معماری آینده ذخیره سازی انرژی خواهند داشت؛ لیتیوم یون برای کاربردهای پرتواتر و چگالی بالا، و سدیم یون برای ذخیره سازی ایستگاهی، مقیاس بزرگ و هزینه محور.

کلیدواژه ها:

ذخیره سازی انرژی ، باتری لیتیوم یون ، باتری سدیم یون ، مدیریت حرارتی ، تحلیل چرخه عمر ، هزینه سطحی انرژی (LCOE) ، کاربردهای مقیاس شبکه ، سامانه های ایستگاهی