Koje je novo rješenje za termalno upravljanje skladištenjem energije?

 Kako se udio čiste energije postepeno povećava, skladištenje energije igra vitalnu ulogu u proizvodnji električne energije, energetskoj mreži i korisniku elektroenergetskog sistema. Zbog prednosti visoke gustoće energije, fleksibilne primjene i brzog odgovora, skladište energije se brzo razvija.

Prema podacima CNESA-e, do kraja 2021. godine, kumulativna instalirana skala globalnih projekata skladištenja električne energije koja su puštena u rad iznosi 209,4 GW, a kumulativna instalirana skala novog skladišta energije iznosi 25,4 GW. Natrijum-jonske baterije dominiraju tržištem, sa tržišnim udjelom od preko 90 posto i 23,1 GW. Kumulativna instalirana skala projekata skladištenja električne energije koji su pušteni u rad u Kini je 46,1 GW, što čini 22 posto ukupne veličine globalnog tržišta. Kumulativna instalirana skala novog skladišta energije dostiže 5,73 GW. Litijum-jonska baterija je glavna tehnološka ruta novog skladištenja energije, koja čini 89,7 posto od 5,14 GW.

Kao osnovna komponenta elektrohemijskog skladištenja energije, baterija ima veliki rizik od toplotnog bijega. Iz perspektive sigurnosti, termalno upravljanje skladištenjem energije je izuzetno važno.

  1. Upravljanje toplinom u sistemu za skladištenje elektrohemijske energije

Upravljanje toplotom je važan deo elektrohemijskog sistema skladištenja energije, industrijski lanac skladištenja elektrohemijske energije podeljen je na tri dela: uzvodni dobavljač opreme, integrator srednjeg toka i kraj nizvodne aplikacije.

Upstream uređaji uključuju baterijske pakete, pretvarače za skladištenje energije (PCS), sisteme za upravljanje baterijama (BMS), sisteme za upravljanje energijom (EMS), termalno upravljanje i druge uređaje; Srž veze srednjeg toka je sistemska integracija plus EPC; Nizvodni scenariji su podijeljeni na stranu napajanja, stranu električne mreže i stranu korisnika.

Većina preduzeća u lancu industrije skladištenja energije uključena je u 1-2 segmente, dok je nekoliko preduzeća uključeno u cijeli proces od baterije do sistemske integracije, pa čak i EPC.

Od 2011. do 2021. godine, u cijelom svijetu su se dogodile ukupno 32 nesreće u slučaju požara i eksplozija u elektranama za skladištenje energije. Od januara do maja 2022. godine u svijetu se dogodilo više od 10 požara u skladištu energije. Sa brzim razvojem stanica za pohranu energije baterija u Kini, zbog problema s kvalitetom baterija i PCS-a ili neujednačenih konstrukcijskih performansi sistemskih integratora, potencijalne opasnosti od požara akumulatorske energije su ozbiljne i česte su požarne nezgode.

16. aprila 2021. došlo je do požara i eksplozije u elektrani Peking Guoxuan Fuwei Energy Storage. Prema istrazi, uzrok požara je unutrašnji kratki spoj u LFP bateriji, zbog čega se baterija nekontrolirano zagrijala i zapalila. U julu iste godine, projekat "Victoria Big Battery" u Australiji, koji je opremljen Teslinim Megapack sistemom za skladištenje energije, zapalio se u odeljku za baterije zbog curenja sistema za hlađenje tokom testa.

Termički bijeg baterije je glavni uzrok požarnih nesreća.

Termički bijeg baterije odnosi se na unutarnji kratki spoj ili vanjski kratki spoj dovodi do velike količine topline koju baterija stvara u kratkom vremenu, izazivajući reakciju pozitivnih i negativnih aktivnih tvari i razgradnju elektrolita, stvarajući veliku količinu vrućeg i zapaljivog gas, što dovodi do požara ili eksplozije baterije.

Česti požari naglašavaju da je upravljanje toplotom postalo suštinska komponenta za siguran rad elektrana za skladištenje energije.

  2. Toplotna rješenja

Trenutno, relativno zrela termalna rješenja upravljanja toplinom skladištenja energije su zračno hlađenje i hlađenje tekućinom, među kojima je zračno hlađenje glavna struja u trenutnom sistemu skladištenja energije, a očekuje se da će propusnost sheme hlađenja tekućinom nastaviti rasti u budućnosti. .

Upravljanje toplotom postaje srž sistema za skladištenje energije, a vazdušno i tečno hlađenje su sada zrele tehnologije. Metode hlađenja za upravljanje toplinom skladištenja energije uglavnom uključuju sljedeće tri tehnologije hlađenja: hlađenje zrakom (zračno hlađenje), hlađenje tekućinom i hlađenje s promjenom faze i hlađenje toplotnih cijevi.

  Vazdušno hlađenje

Trenutno se tehnologija vazdušnog hlađenja uglavnom koristi u sistemu za skladištenje energije u kontejnerima i sistemu za skladištenje energije bazne stanice sa malom gustinom energije. S jedne strane, sistem vazdušnog hlađenja je jednostavne strukture, siguran i pouzdan i lak za implementaciju; S druge strane, pošto sistem za skladištenje energije nije toliko restriktivan kao sistem baterija za napajanje u smislu gustine energije i prostora, broj baterija se može povećati kako bi se postigla niža radna brzina i stopa proizvodnje toplote.

Tečno hlađenje

Tehnologija hlađenja tekućinom koristi vodu ili druge rashladne tekućine za odvođenje topline kroz indirektan kontakt s provodnikom koji je ravnomjerno raspoređen na ploči za hlađenje tekućinom.

Njegove prednosti uključuju:

1) Blizu izvora toplote, efikasno hlađenje;

2) U poređenju sa kontejnerskom šemom vazdušnog hlađenja istog kapaciteta, sistem tečnog hlađenja ne mora da projektuje vazdušni kanal, koji štedi više od 50 procenata površine poda, i pogodniji je za buduće skladištenje energije velikih razmera elektrana od 100 MW ili više;

3) U poređenju sa sistemom za vazdušno hlađenje, stopa kvarova je manja jer je upotreba ventilatora i drugih mehaničkih komponenti smanjena;

4) Niska buka tečnog hlađenja, ušteda potrošnje energije sistema i ekološki prihvatljiva.

  Fazna promjena hlađenja

Hlađenje sa promenom faze je metoda hlađenja koja koristi materijale sa promenom faze da apsorbuje toplotu.

Izbor materijala za promenu faze ima najveći uticaj na efekat disipacije toplote baterije. Kada je specifični toplotni kapacitet odabranog materijala za promenu faze veći i koeficijent prenosa toplote veći, efekat hlađenja pod istim uslovima je bolji, u suprotnom je efekat hlađenja lošiji.

Hlađenje s promjenom faze ima prednosti kompaktne strukture, niske kontaktne toplinske otpornosti, dobrog efekta hlađenja, ali sam materijal za promjenu faze nema sposobnost odvajanja topline, apsorbirana toplina treba da se oslanja na sistem hlađenja tekućinom, sistem za hlađenje zraka itd. ., ili materijal za promjenu faze ne može nastaviti apsorbirati toplinu.

Osim toga, materijali za promjenu faze zauzimaju prostor i koštaju mnogo.

Sinda Themral je vodeći proizvođač hladnjaka, možemo dizajnirati i proizvesti svaku generaciju Intel, AMD itd. CPU-i, Naša tvornica posjeduje mnogo preciznih objekata i opreme za proizvodnju visokokvalitetnih CPU hladnjaka. Mi smo termalni partner sa mnogim kupcima u svijetu kao što su Flex, DellEMC, Foxconn, itd. Molimo kontaktirajte nas ako imate bilo kakve termalne zahtjeve.