Care este noua soluție pentru managementul termic de stocare a energiei?

 Pe măsură ce proporția de energie curată a crescut treptat, stocarea energiei joacă un rol vital în generarea de energie, rețeaua electrică și utilizatorul sistemului de energie. Datorită avantajelor densității mari de energie, aplicării flexibile și răspunsului rapid, stocarea energiei se dezvoltă rapid.

Conform datelor CNESA, până la sfârșitul anului 2021, scara instalată cumulată a proiectelor globale de stocare a energiei electrice puse în funcțiune este de 209,4 GW, iar scara instalată cumulativă a noii stocări de energie este de 25,4 GW. Bateriile cu ioni de sodiu domină piața, cu o cotă de piață de peste 90 la sută și 23,1 GW. Dimensiunea cumulativă instalată a proiectelor de stocare a energiei electrice puse în funcțiune în China este de 46,1 GW, reprezentând 22% din dimensiunea totală a pieței globale. Scara instalată cumulată a noii stocări de energie ajunge la 5,73 GW. Bateria litiu-ion este calea tehnologică principală de stocare a energiei noi, reprezentând 89,7% din 5,14 GW.

Ca componentă de bază a stocării energiei electrochimice, bateria are un risc mare de evadare termică. Din perspectiva siguranței, managementul termic al stocării energiei este extrem de important.

  1. Managementul termic în sistemul de stocare a energiei electrochimice

Managementul termic este o parte importantă a sistemului de stocare a energiei electrochimice, lanțul industrial de stocare a energiei electrochimice este împărțit în trei părți: furnizor de echipamente din amonte, integrator midstream și capăt de aplicație în aval.

Dispozitivele din amonte includ pachete de baterii, invertoare de stocare a energiei (PCS), sisteme de management al bateriilor (BMS), sisteme de management al energiei (EMS), management termic și alte dispozitive; Miezul conexiunii midstream este integrarea sistemului plus EPC; Scenariile din aval sunt împărțite în partea de alimentare cu energie, partea de rețea de energie și partea de utilizator.

Majoritatea întreprinderilor din lanțul industriei de stocare a energiei sunt implicate în segmente 1-2, în timp ce câteva întreprinderi sunt implicate în întregul proces, de la baterie până la integrarea sistemului și chiar EPC.

Din 2011 până în 2021, la nivel global au avut loc un total de 32 de accidente de incendiu și explozie în centralele de stocare a energiei. Din ianuarie până în mai 2022, la nivel global au avut loc peste 10 accidente de incendiu de stocare a energiei. Odată cu dezvoltarea rapidă a stațiilor de stocare a energiei bateriei în China, din cauza problemelor de calitate ale bateriilor și PCS-ului sau a performanței neuniforme de construcție a integratorilor de sisteme, riscurile potențiale de incendiu ale stocării energiei bateriei sunt grave și accidentele de incendiu sunt frecvente.

La 16 aprilie 2021, un incendiu și o explozie au avut loc în stația electrică de stocare a energiei Guoxuan Fuwei din Beijing. Potrivit anchetei, cauza incendiului a fost un scurtcircuit intern în bateria LFP, care a făcut ca bateria să scăpa de sub control și să se aprindă. În iulie același an, proiectul „Victoria Big Battery” din Australia, care este echipat cu sistemul de stocare a energiei Megapack de la Tesla, a luat foc în compartimentul bateriei din cauza scurgerii sistemului de răcire în timpul testului.

Evadarea termică a bateriei este principala cauză a accidentelor de incendiu.

Runawayul termic al bateriei se referă la scurtcircuitul intern sau scurtcircuitul extern care duce la o cantitate mare de căldură generată de baterie într-un timp scurt, declanșând reacția substanțelor active pozitive și negative și descompunerea electroliților, generând o cantitate mare de căldură și combustibil gaz, ceea ce duce la incendiu sau explozie a bateriei.

Incidentele frecvente de incendiu evidențiază faptul că managementul termic a devenit o componentă esențială pentru asigurarea funcționării în siguranță a centralelor de stocare a energiei.

  2. Solutii termice

În prezent, soluțiile termice relativ mature de management termic de stocare a energiei sunt răcirea cu aer și răcirea cu lichid, printre care răcirea cu aer este curentul principal în sistemul actual de stocare a energiei, iar permeabilitatea schemei de răcire cu lichid este de așteptat să continue să crească în viitor. .

Managementul termic devine nucleul sistemului de stocare a energiei, iar răcirea cu aer și răcirea cu lichid sunt tehnologii mature în prezent. Metodele de răcire ale managementului termic de stocare a energiei includ în principal următoarele trei tehnologii de răcire: răcire cu aer (răcire cu aer), răcire cu lichid și răcire cu schimbare de fază și răcire cu conducte de căldură.

  Răcire cu aer

În prezent, tehnologia de răcire cu aer este utilizată în principal în sistemul de stocare a energiei containerelor și în sistemul de stocare a energiei stației de bază de comunicații cu densitate scăzută de putere. Pe de o parte, sistemul de răcire cu aer este simplu ca structură, sigur și fiabil și ușor de implementat; Pe de altă parte, deoarece sistemul de stocare a energiei nu este la fel de restrictiv ca sistemul de baterii de putere în ceea ce privește densitatea energiei și spațiul, numărul bateriilor poate fi crescut pentru a obține o rată de funcționare și o rată de generare de căldură mai scăzute.

Răcire cu lichid

Tehnologia de răcire cu lichid folosește apă sau alți agenți de răcire pentru a disipa căldura prin contact indirect cu conductorul distribuit uniform pe placa de răcire cu lichid.

Avantajele sale includ:

1) Aproape de sursa de căldură, refrigerare eficientă;

2) În comparație cu schema de răcire cu aer a containerului cu aceeași capacitate, sistemul de răcire cu lichid nu trebuie să proiecteze conducta de aer, ceea ce economisește mai mult de 50% din suprafața podelei și este mai potrivit pentru viitoarea stocare a energiei pe scară largă centrală electrică de 100 MW sau mai mult;

3) În comparație cu sistemul de răcire cu aer, rata de eșec este mai mică, deoarece utilizarea ventilatoarelor și a altor componente mecanice este redusă;

4) Zgomot redus de răcire cu lichid, economisind consumul de energie al sistemului și ecologic.

  Răcire cu schimbare de fază

Răcirea cu schimbare de fază este o metodă de răcire care utilizează materiale cu schimbare de fază pentru a absorbi căldura.

Alegerea materialului de schimbare de fază are cea mai mare influență asupra efectului de disipare a căldurii al bateriei. Când capacitatea termică specifică a materialului de schimbare de fază selectat este mai mare și coeficientul de transfer de căldură este mai mare, efectul de răcire în aceleași condiții este mai bun, altfel efectul de răcire este mai rău.

Răcirea cu schimbare de fază are avantajele unei structuri compacte, rezistență termică de contact scăzută, efect de răcire bun, dar materialul cu schimbare de fază în sine nu are capacitatea de disipare a căldurii, căldura absorbită trebuie să se bazeze pe sistemul de răcire cu lichid, sistemul de răcire cu aer etc. ., sau materialul cu schimbare de fază nu poate continua să absoarbă căldură.

În plus, materialele cu schimbare de fază ocupă spațiu și costă mult.

Sinda Themral este un producător lider de radiatoare, putem proiecta și produce fiecare generație de Intel, AMD etc. CPU-uri, Fabrica noastră deține multe facilități și echipamente precise pentru a produce radiatoare CPU de înaltă calitate. Suntem un partener termic cu mulți clienți din lume, cum ar fi Flex, DellEMC, Foxconn etc. Vă rugăm să ne contactați dacă aveți cerințe termice.