Какво е новото решение за термично управление на съхранението на енергия?

 Тъй като делът на чистата енергия постепенно се увеличава, съхранението на енергия играе жизненоважна роля в производството на електроенергия, електрическата мрежа и потребителя на електроенергийната система. Благодарение на предимствата на висока енергийна плътност, гъвкаво приложение и бърза реакция, съхранението на енергия се развива бързо.

Според данни на CNESA, до края на 2021 г. кумулативният инсталиран мащаб на глобалните проекти за съхранение на електроенергия, пуснати в експлоатация, е 209,4 GW, а кумулативният инсталиран мащаб на ново съхранение на енергия е 25,4 GW. Натриево-йонните батерии доминират на пазара с пазарен дял от над 90 процента и 23,1 GW. Кумулативният инсталиран мащаб на проекти за съхранение на електрическа енергия, пуснати в експлоатация в Китай, е 46,1 GW, което представлява 22 процента от общия размер на световния пазар. Кумулативният инсталиран мащаб на ново съхранение на енергия достига 5,73 GW. Литиево-йонната батерия е основният технологичен път за ново съхранение на енергия, което представлява 89,7 процента от 5,14 GW.

Като основен компонент на електрохимичното съхранение на енергия, батерията има голям риск от термично изтичане. От гледна точка на безопасността, термичното управление на съхранението на енергия е изключително важно.

  1. Топлинно управление в електрохимична система за съхранение на енергия

Топлинното управление е важна част от електрохимичната система за съхранение на енергия, индустриалната верига за електрохимично съхранение на енергия е разделена на три части: доставчик на оборудване нагоре по веригата, интегратор в средата и край на приложението надолу по веригата.

Устройствата нагоре по веригата включват батерийни пакети, инвертори за съхранение на енергия (PCS), системи за управление на батерията (BMS), системи за управление на енергията (EMS), управление на топлината и други устройства; Ядрото на междинната връзка е системна интеграция плюс EPC; Сценариите надолу по веригата са разделени на страна на захранването, страна на електрическата мрежа и страна на потребителя.

Повечето предприятия във веригата на индустрията за съхранение на енергия участват в 1-2 сегменти, докато няколко предприятия участват в целия процес от батерия до системна интеграция и дори EPC.

От 2011 г. до 2021 г. в световен мащаб са възникнали общо 32 инцидента с пожар и експлозия в електроцентрали за съхранение на енергия. От януари до май 2022 г. в световен мащаб са възникнали повече от 10 пожара в хранилище за енергия. С бързото развитие на станциите за съхранение на енергия от батерии в Китай, поради проблемите с качеството на батериите и PCS или неравномерното изпълнение на конструкцията на системните интегратори, потенциалните опасности от пожар при съхранението на енергия от батерии са сериозни и инцидентите с пожар са чести.

На 16 април 2021 г. възникна пожар и експлозия в електроцентрала Beijing Guoxuan Fuwei Energy Storage. Според разследването причината за пожара е вътрешно късо съединение в батерията на LFP, което е довело до неконтролируемо нагряване и запалване на батерията. През юли същата година проектът "Victoria Big Battery" в Австралия, който е оборудван със системата за съхранение на енергия Megapack на Tesla, се запали в отделението за батерии поради изтичане на охладителната система по време на теста.

Топлинното изтичане на батерията е основната причина за пожари.

Термичното изтичане на батерията се отнася до вътрешно късо съединение или външно късо съединение, което води до голямо количество топлина, генерирано от батерията за кратко време, задействайки реакцията на положителни и отрицателни активни вещества и разлагане на електролита, генерирайки голямо количество горещ и запалим газ, което води до пожар или експлозия на батерията.

Честите пожари подчертават, че управлението на топлината се е превърнало в основен компонент за осигуряване на безопасна работа на електроцентралите за съхранение на енергия.

  2. Топлинни решения

Понастоящем относително зрелите термични решения за термично управление на съхранението на енергия са въздушно охлаждане и охлаждане с течност, сред които въздушното охлаждане е основният поток в настоящата система за съхранение на енергия и се очаква пропускливостта на схемата за охлаждане с течност да продължи да нараства в бъдеще .

Топлинното управление се превръща в основата на системата за съхранение на енергия, а въздушното охлаждане и течното охлаждане са зрели технологии в момента. Методите за охлаждане на термичното управление на съхранението на енергия включват главно следните три технологии за охлаждане: въздушно охлаждане (въздушно охлаждане), течно охлаждане и охлаждане с фазова промяна и охлаждане с топлинна тръба.

  Въздушно охлаждане

Понастоящем технологията за въздушно охлаждане се използва главно в система за съхранение на енергия в контейнери и система за съхранение на енергия на комуникационни базови станции с ниска плътност на мощността. От една страна, системата за въздушно охлаждане е проста по структура, безопасна и надеждна и лесна за изпълнение; От друга страна, тъй като системата за съхранение на енергия не е толкова рестриктивна, колкото системата от захранващи батерии по отношение на енергийна плътност и пространство, броят на батериите може да бъде увеличен, за да се получи по-ниска работна скорост и скорост на генериране на топлина.

Течно охлаждане

Технологията за течно охлаждане използва вода или други охлаждащи течности за разсейване на топлината чрез индиректен контакт с проводника, равномерно разпределен върху плочата за течно охлаждане.

Предимствата му включват:

1) Близо до източник на топлина, ефективно охлаждане;

2) В сравнение със схемата за въздушно охлаждане на контейнера със същия капацитет, системата за течно охлаждане не се нуждае от проектиране на въздуховод, което спестява повече от 50 процента от площта на пода и е по-подходящо за бъдещо широкомащабно съхранение на енергия електроцентрала от 100 MW или повече;

3) В сравнение със системата за въздушно охлаждане, процентът на повреда е по-нисък, тъй като използването на вентилатори и други механични компоненти е намалено;

4) Нисък шум от течно охлаждане, спестяваща консумация на енергия на системата и екологично чиста.

  Охлаждане с промяна на фазите

Охлаждането с фазова промяна е метод на охлаждане, който използва материали с фазова промяна за абсорбиране на топлина.

Изборът на материал за промяна на фазата има най-голямо влияние върху ефекта на разсейване на топлината на батерията. Когато специфичният топлинен капацитет на избрания материал за промяна на фазата е по-голям и коефициентът на топлопреминаване е по-висок, охлаждащият ефект при същите условия е по-добър, в противен случай охлаждащият ефект е по-лош.

Охлаждането с фазова промяна има предимствата на компактна структура, ниско контактно термично съпротивление, добър охлаждащ ефект, но самият материал с фазова промяна няма способността да разсейва топлината, абсорбираната топлина трябва да разчита на системата за течно охлаждане, системата за въздушно охлаждане и т.н. ., или материалът за промяна на фазата не може да продължи да абсорбира топлина.

Освен това материалите с фазова промяна заемат място и струват много.

Sinda Themral е водещ производител на радиатори, ние можем да проектираме и произвеждаме всяко поколение Intel, AMD и др. Процесори, нашата фабрика притежава много прецизни съоръжения и оборудване за производство на висококачествени радиатори за процесори. Ние сме топлинен партньор с много клиенти по света като Flex, DellEMC, Foxconn и др. Моля, свържете се с нас, ако имате някакви изисквания за топлинна енергия.