Jaké je nové řešení tepelného managementu akumulace energie?

 S postupným zvyšováním podílu čisté energie hraje akumulace energie zásadní roli při výrobě elektřiny, rozvodné síti a uživateli energetického systému. Díky výhodám vysoké hustoty energie, flexibilní aplikaci a rychlé reakci se ukládání energie rychle rozvíjí.

Podle údajů CNESA je do konce roku 2021 kumulativní instalovaný rozsah globálních projektů skladování elektrické energie uvedených do provozu 209,4 GW a kumulativní instalovaný rozsah nových úložiště energie je 25,4 GW. Sodíkové iontové baterie dominují trhu s podílem na trhu přes 90 procent a 23,1 GW. Kumulativní instalovaný rozsah projektů skladování elektrické energie uvedených do provozu v Číně je 46,1 GW, což představuje 22 procent celkové velikosti globálního trhu. Kumulativní instalovaný rozsah nového úložiště energie dosahuje 5,73 GW. Lithium-iontová baterie je hlavní technologickou cestou nového úložiště energie, která představuje 89,7 procenta z 5,14 GW.

Jako hlavní součást elektrochemického skladování energie má baterie velké riziko tepelného úniku. Z hlediska bezpečnosti je extrémně důležitý tepelný management akumulace energie.

  1. Tepelný management v elektrochemickém systému skladování energie

Tepelný management je důležitou součástí systému skladování elektrochemické energie, průmyslový řetězec skladování elektrochemické energie je rozdělen do tří částí: dodavatel zařízení proti proudu, integrátor středního proudu a konec aplikace po proudu.

Upstream zařízení zahrnují bateriové sady, invertory pro ukládání energie (PCS), systémy správy baterií (BMS), systémy řízení energie (EMS), tepelné řízení a další zařízení; Jádrem midstream linky je systémová integrace plus EPC; Následné scénáře jsou rozděleny na stranu napájení, stranu rozvodné sítě a stranu uživatele.

Většina podniků v řetězci odvětví skladování energie je zapojena do segmentů 1-2, zatímco několik podniků je zapojeno do celého procesu od baterie po systémovou integraci a dokonce i EPC.

Od roku 2011 do roku 2021 došlo na celém světě k celkem 32 požárům a výbuchům v elektrárnách na skladování energie. Od ledna do května 2022 došlo na celém světě k více než 10 nehodám způsobeným požárem skladů energie. S rychlým rozvojem bateriových akumulačních stanic v Číně, kvůli problémům s kvalitou baterií a PCS nebo nerovnoměrnému konstrukčnímu výkonu systémových integrátorů, jsou potenciální nebezpečí požáru bateriového úložiště vážná a požáry jsou časté.

16. dubna 2021 došlo v elektrárně Beijing Guoxuan Fuwei Energy Storage k požáru a explozi. Příčinou požáru byl podle vyšetřování vnitřní zkrat baterie LFP, který způsobil nekontrolované zahřátí baterie a její vznícení. V červenci téhož roku projekt „Victoria Big Battery“ v Austrálii, který je vybaven systémem úložiště energie Megapack od Tesly, vzplál v prostoru pro baterie kvůli úniku chladicího systému během testu.

Tepelný únik baterie je hlavní příčinou požárů.

Tepelný únik baterie označuje vnitřní zkrat nebo vnější zkrat, který vede k velkému množství tepla generovaného baterií v krátkém čase, což spouští reakci pozitivních a negativních aktivních látek a rozklad elektrolytu, vytváří velké množství horkého a hořlavého plyn, což má za následek požár nebo výbuch baterie.

Časté požáry zdůrazňují, že tepelný management se stal nezbytnou součástí pro zajištění bezpečného provozu energetických elektráren.

  2. Tepelná řešení

V současnosti jsou relativně vyspělými tepelnými řešeními tepelného managementu akumulace energie chlazení vzduchem a chlazení kapalinou, mezi nimiž je chlazení vzduchem hlavním proudem v současném systému skladování energie, a očekává se, že propustnost schématu chlazení kapalinou bude v budoucnu dále stoupat. .

Tepelný management se stává jádrem systému skladování energie a chlazení vzduchem a chlazení kapalinou jsou v současnosti vyspělé technologie. Metody chlazení tepelného managementu akumulace energie zahrnují především následující tři technologie chlazení: chlazení vzduchem (chlazení vzduchem), chlazení kapalinou a chlazení s fázovou změnou a chlazení pomocí tepelných trubic.

  Chlazení vzduchem

V současné době se technologie chlazení vzduchem používá hlavně v systému skladování energie kontejnerů a systému skladování energie v komunikačních základnových stanicích s nízkou hustotou výkonu. Na jedné straně má systém chlazení vzduchem jednoduchou strukturu, je bezpečný a spolehlivý a snadno se implementuje; Na druhou stranu, protože systém skladování energie není tak omezující jako systém napájecích baterií, pokud jde o hustotu energie a prostor, lze počet baterií zvýšit, aby se dosáhlo nižší provozní rychlosti a rychlosti vytváření tepla.

Chlazení kapalinou

Technologie kapalinového chlazení využívá vodu nebo jiné chladicí kapaliny k rozptýlení tepla prostřednictvím nepřímého kontaktu s vodičem rovnoměrně rozloženým na desce kapalinového chlazení.

Mezi jeho výhody patří:

1) V blízkosti zdroje tepla, účinné chlazení;

2) Ve srovnání se schématem chlazení kontejnerovým vzduchem se stejnou kapacitou nemusí systém chlazení kapalinou navrhovat vzduchové potrubí, což šetří více než 50 procent podlahové plochy a je vhodnější pro budoucí velkokapacitní skladování energie elektrárna o výkonu 100 MW nebo více;

3) Ve srovnání se systémem chlazení vzduchem je poruchovost nižší, protože je sníženo použití ventilátorů a dalších mechanických součástí;

4) Nízká hlučnost kapalinového chlazení, úspora spotřeby energie systému a šetrnost k životnímu prostředí.

  Chlazení se změnou fáze

Chlazení s fázovou změnou je metoda chlazení, která využívá materiály s fázovou změnou k absorpci tepla.

Volba materiálu pro změnu fáze má největší vliv na tepelný rozptyl baterie. Když je měrná tepelná kapacita zvoleného materiálu s fázovou změnou větší a součinitel přestupu tepla je vyšší, je chladicí účinek za stejných podmínek lepší, v opačném případě je chladicí účinek horší.

Chlazení s fázovou změnou má výhody kompaktní struktury, nízkého kontaktního tepelného odporu, dobrého chladicího účinku, ale samotný materiál s fázovou změnou nemá schopnost odvádět teplo, absorbované teplo se musí spoléhat na systém chlazení kapalinou, systém chlazení vzduchem atd. nebo materiál se změnou fáze nemůže dále absorbovat teplo.

Materiály pro změnu fáze navíc zabírají místo a stojí hodně.

Sinda Themral je přední výrobce chladičů, dokážeme navrhnout a vyrobit každou generaci Intel, AMD atd. CPU, Naše továrna vlastní mnoho přesných zařízení a vybavení pro výrobu vysoce kvalitních chladičů CPU. Jsme tepelným partnerem mnoha zákazníků po celém světě, jako je Flex, DellEMC, Foxconn atd. Pokud máte nějaké požadavky na teplo, kontaktujte nás.