Jak vyřešit tepelnou výzvu skladování energie
Řízení teploty se při skladování elektrochemické energie zaměřuje na zlepšení životnosti a bezpečnosti baterií, takže prostorová omezení zařízení pro řízení teploty jsou relativně uvolněná. Elektrochemická akumulační zařízení jsou obvykle nasazována ve venkovním prostředí, takže je věnována větší pozornost stabilitě, životnosti a nákladům na provoz a údržbu zařízení pro regulaci teploty. Požadavky na objem a hmotnost zařízení jsou poměrně volné. V současné době představují vzduchem chlazená řešení velkou část elektrochemického skladování energie, ale s modernizací nových energetických elektráren a skladování energie mimo síť směrem k větší kapacitě baterií a vyšší hustotě výkonu systému se také rychle rozšíří použití řešení chlazení kapalinou. zvýšení.
Požadavky na regulaci teploty u nových energetických vozidel kladou větší důraz na zlepšení účinnosti tepelného managementu a přesnosti regulace teploty v pevných prostorách. Kromě regulace teploty baterie vyžadují nová energetická vozidla také regulaci teploty elektronického řídicího systému, motoru a kabiny. Vzhledem k vyšší hustotě energie napájecích baterií a omezenému prostoru karoserie vyžaduje tepelný management nových energetických vozidel vyšší požadavky na objem, hmotnost, účinnost odvodu tepla a přesnost regulace teploty.
Požadavky na řízení teploty datových center mají za cíl zvýšit chladicí výkon a snížit účinnost využití energie datových center (PUE=celková spotřeba energie zařízení datových center / spotřeba energie IT zařízení). Se zlepšením výpočetního výkonu čipu umělé inteligence výrazně vzrostla spotřeba datových center. Proto řízení teploty IDC zdůrazňuje potřebu účinnosti odvodu tepla, aby udržela krok s rychlostí zlepšování spotřeby energie čipu. Na pozadí zpřísňujících se zásad PUE je třeba dále zlepšovat účinnost tepelného managementu a dále podporovat řešení chlazení ponorem a rozprašováním kapaliny.
Zvyšování poměru vybíjení náboje je trendem ve vývoji elektrochemického skladování energie a také se zvýší požadavky na tepelný management při skladování energie. Akumulátory energie s vyšším poměrem nabití a vybití budou mít rychlejší riziko tepelného úniku. Proto je také třeba dále zlepšovat účinnost přenosu tepla tepelného managementu akumulace energie. Pokud jde o účinnost přenosu tepla, díky vyšší měrné tepelné kapacitě a tepelné vodivosti kapalin ve srovnání s plyny a čím blíže ke zdroji tepla, tím vyšší je účinnost chlazení. Při stejné spotřebě energie je teplota rozptylu tepla kapalinou chlazených bateriových sad o 3-5 stupně nižší než u vzduchem chlazených; A schéma chlazení kapalinou nevyžaduje návrh vzduchových kanálů, což může výrazně ušetřit plochu země, takže nahrazení chlazení vzduchem kapalinovým chlazením se také stane budoucím trendem.
Vzduchové chlazení bude postupně nahrazeno kapalinovým chlazením a imerzní kapalinové chlazení má možnost dále zvyšovat rychlost průniku s klesající cenou chladicí kapaliny. Externí tepelný management s kontejnerem jako cílem tepelného managementu může být pokusným směrem k dalšímu snížení nákladů na řešení tepelného managementu. V technologii chlazení kapalin jsou dvě běžné formy chlazení kapalinou se studenou deskou a chlazení ponornou kapalinou. Pro kapalinové chlazení existují různá řešení, mezi nimiž hlavní proud a účinná řešení zahrnují imerzní kapalinové chlazení, sprejové chlazení a chladící kapalinové chlazení. Imerzní kapalinové chlazení má lepší výkon, včetně jednofázového/fázově změněného chlazení, ale vyžaduje vyšší tepelné a fyzikální vlastnosti, stabilitu, materiálovou kompatibilitu a izolaci chladicí kapaliny, což má za následek vyšší náklady. V současné době je chlazení chladicími deskami relativně vyspělým řešením chlazení kapalinou, s jednoduchou instalací, dobrou kompatibilitou materiálů, nízkými náklady na transformaci, rychlou rychlostí vývoje a nižší cenou než imerzní kapalinové chlazení.
Mezi možné vývojové trendy budoucího tepelného hospodářství patří:
1. Vzduchové chlazení bude nahrazeno kapalinovým chlazením,
2. Vývoj typu studených desek směrem k ponornému typu,
3. Externalizace tepelného managementu. S neustálým zlepšováním výpočetního výkonu čipu, hustoty energie baterie a účinnosti nabíjení a vybíjení se také výrazně zvýší teplo generované zařízením za jednotku času. Trendem rozvoje průmyslu se proto stane zlepšování účinnosti výměny tepla u systémů regulace teploty.
