Na czym polega nowe rozwiązanie zarządzania termicznego w magazynach energii?

 Wraz ze stopniowym wzrostem udziału czystej energii magazynowanie energii odgrywa istotną rolę w wytwarzaniu energii, sieci elektroenergetycznej i użytkowniku systemu elektroenergetycznego. Ze względu na zalety wysokiej gęstości energii, elastycznego zastosowania i szybkiego reagowania, magazynowanie energii rozwija się bardzo szybko.

Według danych CNESA do końca 2021 r. skumulowana zainstalowana skala oddanych do eksploatacji globalnych projektów magazynowania energii elektrycznej to 209,4 GW, a skumulowana zainstalowana skala nowych magazynów energii to 25,4 GW. Na rynku dominują akumulatory sodowo-jonowe, których udział w rynku wynosi ponad 90 procent i 23,1 GW. Łączna zainstalowana skala projektów magazynowania energii elektrycznej uruchomionych w Chinach wynosi 46,1 GW, co stanowi 22 procent całkowitej wielkości rynku światowego. Skumulowana skala zainstalowanych nowych magazynów energii sięga 5,73 GW. Akumulator litowo-jonowy jest głównym nurtem technologii nowego magazynowania energii, odpowiadając za 89,7 procent z 5,14 GW.

Jako główny składnik elektrochemicznego magazynowania energii, bateria wiąże się z dużym ryzykiem niekontrolowanej temperatury. Z punktu widzenia bezpieczeństwa niezwykle ważna jest termiczna gospodarka magazynami energii.

  1. Gospodarka cieplna w elektrochemicznym systemie magazynowania energii

Zarządzanie termiczne jest ważną częścią elektrochemicznego systemu magazynowania energii, łańcuch przemysłowy elektrochemicznego magazynowania energii jest podzielony na trzy części: dostawca sprzętu na wyższym szczeblu, integrator w połowie strumienia i koniec aplikacji.

Urządzenia nadrzędne obejmują zestawy akumulatorów, falowniki do magazynowania energii (PCS), systemy zarządzania akumulatorami (BMS), systemy zarządzania energią (EMS), zarządzanie temperaturą i inne urządzenia; Rdzeniem łącza midstream jest integracja systemu plus EPC; Scenariusze niższego rzędu są podzielone na stronę zasilania, sieć energetyczną i stronę użytkownika.

Większość przedsiębiorstw w łańcuchu magazynowania energii jest zaangażowana w segmenty 1-2, a kilka przedsiębiorstw jest zaangażowanych w cały proces, od akumulatorów po integrację systemów, a nawet EPC.

W latach 2011-2021 na całym świecie miały miejsce łącznie 32 pożary i wybuchy w elektrowniach magazynujących energię. Od stycznia do maja 2022 r. na całym świecie miało miejsce ponad 10 pożarów magazynów energii. Wraz z szybkim rozwojem akumulatorowych stacji magazynowania energii w Chinach, ze względu na problemy z jakością akumulatorów i PCS lub nierówną wydajność konstrukcyjną integratorów systemów, potencjalne zagrożenia pożarowe związane z magazynowaniem energii akumulatorowej są poważne, a wypadki pożarowe są częste.

W dniu 16 kwietnia 2021 r. doszło do pożaru i wybuchu w pekińskiej elektrowni Guoxuan Fuwei Energy Storage. Według śledztwa przyczyną pożaru było wewnętrzne zwarcie w akumulatorze LFP, które spowodowało niekontrolowane nagrzewanie się akumulatora i zapłon. W lipcu tego samego roku projekt „Victoria Big Battery” w Australii, który jest wyposażony w system magazynowania energii Megapack Tesli, zapalił się w komorze akumulatora z powodu wycieku z układu chłodzenia podczas testu.

Ucieczka termiczna akumulatora jest główną przyczyną wypadków pożarowych.

Ucieczka termiczna akumulatora odnosi się do wewnętrznego zwarcia lub zewnętrznego zwarcia, które prowadzi do dużej ilości ciepła wytwarzanego przez akumulator w krótkim czasie, wyzwalając reakcję dodatnich i ujemnych substancji czynnych oraz rozkładu elektrolitu, generując dużą ilość gorącej i palnej gazu, co może spowodować pożar lub wybuch akumulatora.

Częste pożary pokazują, że zarządzanie ciepłem stało się niezbędnym elementem zapewniającym bezpieczną pracę elektrowni magazynujących energię.

  2. Rozwiązania termiczne

Obecnie stosunkowo dojrzałymi rozwiązaniami termicznymi zarządzania termicznego magazynowania energii są chłodzenie powietrzem i chłodzenie cieczą, wśród których chłodzenie powietrzem jest głównym nurtem w obecnym systemie magazynowania energii, a przepuszczalność schematu chłodzenia cieczą ma nadal rosnąć w przyszłości .

Zarządzanie termiczne staje się rdzeniem systemu magazynowania energii, a chłodzenie powietrzem i chłodzenie cieczą to obecnie dojrzałe technologie. Metody chłodzenia zarządzania termicznego magazynowania energii obejmują głównie następujące trzy technologie chłodzenia: chłodzenie powietrzem (chłodzenie powietrzem), chłodzenie cieczą i chłodzenie z przemianą fazową oraz chłodzenie rurami cieplnymi.

  Chłodzenie powietrzem

Obecnie technologia chłodzenia powietrzem jest stosowana głównie w systemach magazynowania energii kontenerów i systemach magazynowania energii stacji bazowych komunikacji o niskiej gęstości mocy. Z jednej strony system chłodzenia powietrzem ma prostą konstrukcję, jest bezpieczny i niezawodny oraz łatwy do wdrożenia; Z drugiej strony, ponieważ system magazynowania energii nie jest tak restrykcyjny jak system akumulatorów pod względem gęstości energii i przestrzeni, można zwiększyć liczbę akumulatorów, aby uzyskać niższą wydajność pracy i szybkość wytwarzania ciepła.

Chłodzenie cieczą

Technologia chłodzenia cieczą wykorzystuje wodę lub inne chłodziwa do rozpraszania ciepła poprzez pośredni kontakt z przewodnikiem równomiernie rozłożonym na płycie chłodzącej cieczą.

Jego zalety to:

1) Blisko źródła ciepła, wydajne chłodzenie;

2) W porównaniu ze schematem chłodzenia powietrzem kontenera o tej samej wydajności, system chłodzenia cieczą nie musi projektować kanału powietrznego, co pozwala zaoszczędzić ponad 50 procent powierzchni podłogi i jest bardziej odpowiednie do przyszłego magazynowania energii na dużą skalę elektrownia o mocy 100 MW lub większej;

3) W porównaniu z układem chłodzenia powietrzem wskaźnik awaryjności jest niższy, ponieważ zmniejsza się użycie wentylatorów i innych elementów mechanicznych;

4) Niski poziom hałasu chłodzenia cieczą, oszczędzający zużycie energii przez system i przyjazny dla środowiska.

  Chłodzenie z przemianą fazową

Chłodzenie z przemianą fazową to metoda chłodzenia wykorzystująca materiały o przemianie fazowej do pochłaniania ciepła.

Wybór materiału zmiennofazowego ma największy wpływ na efekt rozpraszania ciepła przez akumulator. Gdy właściwa pojemność cieplna wybranego materiału zmiennofazowego jest większa, a współczynnik przenikania ciepła jest wyższy, efekt chłodzenia w tych samych warunkach jest lepszy, w przeciwnym razie efekt chłodzenia jest gorszy.

Chłodzenie z przemianą fazową ma zalety zwartej struktury, niskiego oporu cieplnego kontaktu, dobrego efektu chłodzenia, ale sam materiał zmieniający fazę nie ma zdolności rozpraszania ciepła, pochłonięte ciepło musi polegać na układzie chłodzenia cieczą, układzie chłodzenia powietrzem itp. . Lub materiał zmiennofazowy nie może nadal pochłaniać ciepła.

Ponadto materiały zmiennofazowe zajmują miejsce i dużo kosztują.

Sinda Themral jest wiodącym producentem radiatorów, możemy zaprojektować i wyprodukować każdą generację procesorów Intel, AMD itp. Procesory, Nasza fabryka posiada wiele precyzyjnych urządzeń i sprzętu do produkcji wysokiej jakości radiatorów procesora. Jesteśmy partnerem termicznym wielu klientów na świecie, takich jak Flex, DellEMC, Foxconn itp. W przypadku jakichkolwiek wymagań dotyczących temperatury prosimy o kontakt.