Este artículo clasificará el concepto, el tamaño del mercado y las tendencias de desarrollo del almacenamiento de energía por aire líquido, y analizará y resumirá los cuatro principales indicadores técnicos de las placas de refrigeración líquida.
1.¿Qué es el almacenamiento de energía por aire líquido?
La temperatura influye en la capacidad, la seguridad, la vida útil y otras propiedades de los sistemas electroquímicos de almacenamiento de energía, por lo que es necesario gestionarla térmicamente. Además, el sistema de almacenamiento de energía es un sistema complejo compuesto por un gran número de baterías, PCS, sistema de control de baterías（MBS）, EMS, control de temperatura, protección contra incendios y otros subsistemas, de los cuales la batería es el componente central del sistema.
El impacto de la temperatura en el sistema de almacenamiento de energía se refleja en dos aspectos:
- La temperatura influye en el rendimiento de una sola célula de la batería. Una temperatura demasiado alta o demasiado baja afectará al uso normal del núcleo de la batería;
- La temperatura influye en el rendimiento del sistema de baterías. Impacto, la diferencia de temperatura entre varias celdas afectará a la consistencia del sistema, y los problemas de consistencia afectarán a la seguridad, la eficiencia y la vida útil del sistema.
Por lo tanto, la gestión térmica de los sistemas de almacenamiento de energía se ha convertido en un eslabón clave de la cadena de la industria de almacenamiento de energía electroquímica, y el importante papel del sistema de almacenamiento de energía de aire líquido es evidente.
2. Clasificación de la gestión térmica del almacenamiento de energía
En la actualidad, las principales vías técnicas para la gestión térmica del almacenamiento de energía son la refrigeración por aire y la refrigeración por líquido. Las vías tecnológicas para la gestión térmica del almacenamiento de energía se dividen principalmente en refrigeración por aire, refrigeración por líquido, refrigeración por tubo de calor y refrigeración por cambio de fase. Entre ellas, las tecnologías de refrigeración por tubo de calor y cambio de fase aún no están maduras. Si desea conocer la diferencia y los escenarios de uso entre la refrigeración líquida y la refrigeración por aire, haga clic en Refrigeración líquida frente a refrigeración por aire - ¿quién es más adecuado para un sistema de almacenamiento de energía?
3. Situación del mercado del almacenamiento de energía en aire líquido
Desde el punto de vista de la oferta, la solución de almacenamiento de energía en aire líquido tiene las ventajas de una gran madurez tecnológica, un buen efecto refrigerante y un impacto positivo en el rendimiento del sistema.
- Seguridad: La solución de almacenamiento de energía de aire líquido tiene una gran eficacia de disipación del calor y un alto nivel de protección, lo que puede hacer frente a entornos de trabajo más complejos, reducir la posibilidad de embalamiento térmico y mejorar la seguridad de funcionamiento del sistema. Algunos datos muestran que la capacidad de disipación de calor del líquido es 3.000 veces superior a la del mismo volumen de aire, y la capacidad de conducción de calor es 25 veces superior a la del aire. Además, la caja del sistema de almacenamiento de energía de aire líquido tiene un mayor nivel de protección y puede hacer frente a entornos de uso más duros.
- Economía: Para conseguir el mismo efecto de control, la solución de almacenamiento de energía por aire líquido consume menos energía, lo que puede reducir la inversión de explotación y mejorar la economía de todo el ciclo de vida. Para alcanzar la misma temperatura media de la batería, la refrigeración por aire requiere un consumo de energía 2-3 veces mayor que la refrigeración por líquido. La temperatura máxima de la batería con el mismo consumo de energía es de 3 a 5 grados centígrados más alta con refrigeración por aire que con refrigeración líquida. El sistema de almacenamiento de energía por aire líquido puede ahorrar hasta unos 50% más de energía que el sistema de refrigeración por aire.
- Alta integración: Dado que la solución de almacenamiento de energía por aire líquido tiene un mejor efecto refrigerante, el sistema de almacenamiento de energía en el contenedor está más integrado. Tomando como ejemplo una determinada marca de sistema de almacenamiento de energía de aire líquido, la capacidad de un contenedor tradicional de 40 pies refrigerado por aire es de 3,44 MWh, mientras que la solución de refrigeración líquida para el mismo contenedor de 40 pies tiene una capacidad de 6,88 MWh. Para centrales de almacenamiento de energía con la misma capacidad de la batería, el uso de sistemas de baterías refrigeradas por líquido puede ahorrar más de 40% de superficie.
Desde el punto de vista de la demanda, la dirección de desarrollo de los sistemas de almacenamiento de energía con mayor capacidad y más escenarios tiene requisitos cada vez más altos de gestión térmica, y el rendimiento de la solución de almacenamiento de energía en aire líquido se ajusta mejor a ello.
- La escala de las centrales de almacenamiento de energía es cada vez mayor. A medida que aumenta la proporción de energía nueva en el sistema eléctrico, la demanda de recursos de ahorro de picos, como el almacenamiento de energía, es cada vez más importante. El rendimiento de despacho de las centrales de almacenamiento de energía de gran capacidad es mejor que el de las centrales de pequeña capacidad. Por lo tanto, las centrales eléctricas de almacenamiento de energía a gran escala muestran una tendencia de gran capacidad.
En la actualidad, la escala de los proyectos independientes de almacenamiento de energía supera rápidamente los 100 MWh y avanza hacia los GWh. En 2022, se pondrán en funcionamiento cuatro centrales independientes de 200MW/400MWh. Hasta septiembre de 2022, se han planificado y puesto en marcha hasta 30 proyectos de almacenamiento de energía con una escala de más de 500MWh, con una escala total de 12,2GW/33GWh. Las centrales eléctricas de gran capacidad suelen utilizar celdas de batería de gran capacidad.
A medida que aumentan el volumen y la capacidad del núcleo de la batería, empeora el rendimiento de disipación térmica del propio núcleo, por lo que la capacidad de gestión térmica del sistema será cada vez más exigente.
- Los escenarios de aplicación de las centrales de almacenamiento de energía son más diversos. Según los requisitos de las distintas duraciones del almacenamiento de energía, los escenarios de aplicación del almacenamiento de energía pueden dividirse en cuatro tipos: tipo capacidad (≥4 horas), tipo energía (aproximadamente 1~2 horas), tipo potencia (≤30 minutos) y tipo respaldo (≥15 minutos). tipo. En los escenarios basados en la capacidad y la energía, el almacenamiento de energía se utiliza para funciones como la reducción de picos y el relleno de valles, el almacenamiento de energía fuera de la red y el respaldo de emergencia. Muestra una tendencia de gran capacidad.
La producción de calor de un solo proyecto aumenta, y los requisitos de gestión térmica también. En los escenarios basados en la potencia, se requiere que el sistema de almacenamiento de energía absorba o libere energía instantáneamente y proporcione un rápido apoyo energético. La carga y descarga rápidas requieren una mayor regulación de la temperatura de la batería, y se pone de relieve la importancia del almacenamiento de energía en aire líquido.
4. Cuatro indicadores técnicos de la placa de refrigeración líquida de almacenamiento de energía por aire líquido
La refrigeración líquida por placa fría utiliza un componente de placa fría para entrar en contacto con el componente de la batería. El calor generado por carga de la batería y descarga se exporta a través del medio de refrigeración en el componente de placa fría de almacenamiento de energía de aire líquido, y luego se transfiere a través de uno o más circuitos de refrigeración para el intercambio de calor, y finalmente se disipa el calor del dispositivo. al ambiente exterior o para su reciclaje.
Los indicadores técnicos de la placa de frío líquido de almacenamiento de energía incluyen principalmente los siguientes aspectos:
- Densidad de almacenamiento de energía
La densidad de almacenamiento de energía se refiere a la energía que puede almacenar la placa de frío líquido de almacenamiento de energía por unidad de volumen. La densidad de almacenamiento de energía es uno de los indicadores importantes para medir el rendimiento técnico de la placa de refrigeración líquida de almacenamiento de energía de aire líquido. En la actualidad, la densidad de almacenamiento de energía de la tecnología de placa de refrigeración líquida de almacenamiento de energía ha alcanzado más de 100 Wh/kg, lo que supone una gran mejora en comparación con la tecnología de almacenamiento de energía tradicional.
- Eficacia de descarga
La eficiencia de descarga se refiere a la tasa de utilización de energía de la placa de frío líquido de almacenamiento de energía al liberar energía. Cuanto mayor sea la eficiencia de descarga, mayor será la eficiencia de conversión de energía de la tecnología de placa fría de almacenamiento de energía líquida. En la actualidad, la eficiencia de descarga de la tecnología de placa de frío líquido de almacenamiento de energía ha alcanzado más de 90%.
- Ciclo de vida
El ciclo de vida se refiere al número de veces que la tecnología de placa de frío líquido de almacenamiento de energía puede mantener un rendimiento estable durante múltiples ciclos de carga y descarga. El ciclo de vida es uno de los indicadores importantes para medir la fiabilidad de la tecnología de placa de frío líquido para almacenamiento de energía. En la actualidad, la vida útil de la tecnología de placa de frío líquido para almacenamiento de energía ha superado las 5.000 veces.
- Prestaciones de seguridad
El rendimiento de seguridad significa que la tecnología de placa fría líquida de almacenamiento de energía puede mantener un rendimiento estable durante su uso y no se producirán accidentes de seguridad. El rendimiento de seguridad es uno de los indicadores importantes para medir la fiabilidad de la tecnología de almacenamiento de energía de aire líquido. En la actualidad, el rendimiento de seguridad de la tecnología de placa de frío líquido para almacenamiento de energía está bien garantizado y puede satisfacer las necesidades de diversos escenarios de aplicación.
Los indicadores de la tecnología de placa de frío líquido para almacenamiento de energía han alcanzado un nivel muy alto y tienen grandes perspectivas de aplicación. En el futuro, con el desarrollo y la mejora continuos de la tecnología, el rendimiento de la tecnología de placa fría líquida de almacenamiento de energía seguirá mejorando, y el almacenamiento de energía de aire líquido contribuirá en mayor medida al desarrollo sostenible de la humanidad.
5. Ventajas de la placa de frío líquido de almacenamiento de energía
- Fuente de agua fría eficiente y estable: La tecnología de placa fría líquida de almacenamiento de energía tiene una alta eficiencia de congelación y una distribución estable de la temperatura, manteniendo la temperatura del agua de refrigeración más baja y duradera, mejorando así la eficiencia de refrigeración del almacenamiento de energía de aire líquido y ahorrando costes de electricidad.
- Alta compatibilidad: La tecnología de placa fría líquida de almacenamiento de energía se puede utilizar con los sistemas de almacenamiento de energía existentes, como el almacenamiento de energía doméstica y la Almacenamiento de energía SAIsin cambiar la configuración del sistema original de almacenamiento de energía, lo que lo hace más cómodo y sencillo.
- Seguro y fiable: El sistema de almacenamiento de energía de aire líquido que utiliza esta tecnología es realmente seguro y fiable y puede funcionar de forma independiente sin la ayuda de otros sistemas para lograr eficazmente los efectos de transferencia de calor y almacenamiento de calor.
- Ahorra espacio y es fácil de instalar: Esta tecnología ahorra energía y es eficiente, tiene un tamaño de instalación pequeño y es fácil de instalar, simplifica las conexiones de las tuberías y es sencilla y cómoda de instalar y poner en marcha.
- Larga vida útil y durabilidad: Puede utilizar la mayor base de datos para aplicar estadísticas y registros de temperatura media y temperatura máxima a operaciones inteligentes para optimizar el almacenamiento y la regulación de frío y calor. Reduzca la inversión en mantenimiento, prolongue la vida útil del almacenamiento de energía de aire líquido y mejore la durabilidad.
En resumen, la tecnología de placa de refrigeración líquida para almacenamiento de energía de aire líquido tiene muchas ventajas, como fuente de agua fría eficiente y estable, alta compatibilidad, seguridad y fiabilidad, ahorro de espacio y fácil instalación, larga vida útil y durabilidad, etc., por lo que se utiliza ampliamente en la industria de almacenamiento de energía de aire líquido.
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