L'articolo illustra il concetto, le dimensioni del mercato e le tendenze di sviluppo dell'accumulo di energia in aria liquida, analizzando e riassumendo i quattro principali indicatori tecnici delle piastre di raffreddamento a liquido.
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1.Che cos'è l'accumulo di energia ad aria liquida?
La temperatura ha un impatto sulla capacità, sulla sicurezza, sulla durata e su altre proprietà dei sistemi di accumulo di energia elettrochimica, per cui è necessaria una gestione termica dei sistemi di accumulo di energia. Inoltre, il sistema di accumulo di energia è un sistema complesso composto da un gran numero di batterie e PCS, sistema di monitoraggio della batteria（MBS）, EMS, controllo della temperatura, protezione antincendio e altri sottosistemi, di cui la batteria è il componente centrale del sistema.
L'impatto della temperatura sul sistema di accumulo di energia si riflette su due aspetti:
- La temperatura influisce sulle prestazioni di una singola cella della batteria. Una temperatura troppo alta o troppo bassa influisce sul normale utilizzo del nucleo della batteria;
- La temperatura ha un impatto sulle prestazioni del sistema di batterie. La differenza di temperatura tra più celle influisce sulla coerenza del sistema e i problemi di coerenza influiscono sulla sicurezza, sull'efficienza e sulla durata del sistema.
Pertanto, la gestione termica dei sistemi di accumulo di energia è diventata un anello fondamentale nella catena industriale dell'accumulo di energia elettrochimica e il ruolo importante del sistema di accumulo di energia ad aria liquida è evidente.
2. Classificazione della gestione termica dell'accumulo di energia
Attualmente, le vie tecniche principali per la gestione termica dell'accumulo di energia sono il raffreddamento ad aria e il raffreddamento a liquido. Le vie tecnologiche per la gestione termica dell'accumulo di energia si dividono principalmente in raffreddamento ad aria, raffreddamento a liquido, raffreddamento con tubi di calore e raffreddamento a cambiamento di fase. Tra queste, le tecnologie di raffreddamento a tubi di calore e a cambiamento di fase non sono ancora mature. Per conoscere le differenze e gli scenari di utilizzo tra il raffreddamento a liquido e il raffreddamento ad aria, fare clic su Raffreddamento a liquido contro raffreddamento ad aria - chi è più adatto al sistema di accumulo di energia?
3. Stato del mercato dell'accumulo di energia ad aria liquida
Dal punto di vista dell'offerta, la soluzione di accumulo di energia ad aria liquida presenta i vantaggi di un'elevata maturità tecnologica, di un buon effetto di raffreddamento e di un impatto positivo sulle prestazioni del sistema.
- Sicurezza: La soluzione di accumulo di energia ad aria liquida ha un'elevata efficienza di dissipazione del calore e un alto livello di protezione, in grado di far fronte ad ambienti di lavoro più complessi, di ridurre la possibilità di fuga termica e di migliorare la sicurezza di funzionamento del sistema. Alcuni dati dimostrano che la capacità di dissipazione del calore del liquido è 3.000 volte quella dello stesso volume di aria e la capacità di conduzione del calore è 25 volte quella dell'aria. Inoltre, il box del sistema di accumulo di energia ad aria liquida ha un livello di protezione più elevato e può affrontare ambienti di utilizzo più difficili.
- Economia: Per ottenere lo stesso effetto di controllo, la soluzione di accumulo di energia ad aria liquida consuma meno energia, riducendo gli investimenti operativi e migliorando l'economia dell'intero ciclo di vita. Per ottenere la stessa temperatura media della batteria, il raffreddamento ad aria richiede un consumo di energia 2-3 volte superiore rispetto al raffreddamento a liquido. La temperatura massima del pacco batterie, a parità di consumo energetico, è superiore di 3-5 gradi Celsius con il raffreddamento ad aria rispetto a quello a liquido. Il sistema di accumulo di energia ad aria liquida può risparmiare fino a circa 50% di energia in più rispetto al sistema di raffreddamento ad aria.
- Alta integrazione: Poiché la soluzione di accumulo di energia ad aria liquida ha un migliore effetto di raffreddamento, il sistema di accumulo di energia nel container è più integrato. Prendendo come esempio un sistema di accumulo di energia ad aria liquida di una certa marca, la capacità di un container tradizionale da 40 piedi raffreddato ad aria è di 3,44 MWh, mentre la soluzione di raffreddamento a liquido per lo stesso container da 40 piedi ha una capacità di 6,88 MWh. Per le centrali di accumulo di energia con lo stesso capacità della batteriaL'uso di sistemi di batterie raffreddate a liquido consente di risparmiare oltre 40% di spazio.
Dal punto di vista della domanda, la direzione di sviluppo dei sistemi di accumulo di energia con capacità maggiori e più scenari comporta requisiti sempre più elevati per la gestione termica, e le prestazioni della soluzione di accumulo di energia ad aria liquida si adattano meglio a questa situazione.
- La scala delle centrali di accumulo di energia sta diventando sempre più grande. Con l'aumento della percentuale di nuova energia nel sistema elettrico, la richiesta di risorse di peak-shaving come l'accumulo di energia diventa sempre più importante. Le prestazioni di dispacciamento delle centrali di accumulo di energia di grande capacità sono migliori di quelle delle centrali di piccola capacità. Pertanto, le centrali di accumulo di energia su larga scala mostrano una tendenza alla grande capacità..
Attualmente, la scala dei progetti di stoccaggio energetico indipendente sta rapidamente superando i 100 MWh e si sta avvicinando ai GWh. Nel 2022 entreranno in funzione quattro centrali singole da 200MW/400MWh. A settembre 2022, sono stati pianificati e lanciati ben 30 progetti di accumulo di energia con una scala superiore a 500MWh, per un totale di 12,2GW/33GWh. Le centrali elettriche di grande capacità utilizzano solitamente batterie di grande capacità.
Con l'aumento del volume e della capacità del nucleo della batteria, le prestazioni di dissipazione del calore del nucleo stesso peggiorano, per cui le capacità di gestione termica del sistema diventano sempre più esigenti.
- Gli scenari di applicazione delle centrali di accumulo di energia sono più vari. In base ai requisiti per le diverse durate di stoccaggio dell'energia, gli scenari di applicazione dell'accumulo di energia possono essere suddivisi in quattro tipi: tipo di capacità (≥4 ore), tipo di energia (circa 1~2 ore), tipo di potenza (≤30 minuti) e tipo di backup (≥15 minuti). tipo. Negli scenari basati sulla capacità e sull'energia, l'accumulo di energia viene utilizzato per funzioni quali la riduzione dei picchi e il riempimento delle valli, l'accumulo di energia off-grid e il backup di emergenza. La tendenza è quella di una grande capacità.
La produzione di calore di un singolo progetto aumenta e aumentano i requisiti di gestione termica. Negli scenari basati sull'energia, il sistema di accumulo energetico deve assorbire o rilasciare energia istantaneamente e fornire un supporto rapido all'alimentazione. La carica e la scarica rapide richiedono una maggiore regolazione della temperatura della batteria, evidenziando l'importanza dell'accumulo di energia in aria liquida.
4. Quattro indicatori tecnici della piastra di raffreddamento ad accumulo di energia ad aria liquida
Il raffreddamento a liquido a piastra fredda utilizza un componente a piastra fredda a contatto con il componente della batteria. Il calore generato da carica della batteria e lo scarico viene esportato attraverso il mezzo di raffreddamento nel componente a piastra fredda dell'accumulatore di energia ad aria liquida, quindi trasferito attraverso uno o più circuiti di raffreddamento per lo scambio di calore e infine il calore del dispositivo viene dissipato. all'ambiente esterno o per il riciclaggio.
Gli indicatori tecnici della piastra fredda liquida per l'accumulo di energia comprendono principalmente i seguenti aspetti:
- Densità di accumulo di energia
La densità di accumulo di energia si riferisce all'energia che può essere immagazzinata dalla piastra frigorifera liquida di accumulo di energia per unità di volume. La densità di accumulo di energia è uno degli indicatori importanti per misurare le prestazioni tecniche della piastra di raffreddamento liquida ad aria. Attualmente, la densità di accumulo di energia della tecnologia della piastra fredda liquida di accumulo di energia ha raggiunto più di 100Wh/kg, un grande miglioramento rispetto alla tecnologia di accumulo di energia tradizionale.
- Efficienza di scarico
L'efficienza di scarica si riferisce al tasso di utilizzo dell'energia della piastra fredda liquida di accumulo quando rilascia energia. Maggiore è l'efficienza di scarico, maggiore è l'efficienza di conversione energetica della tecnologia di accumulo di energia a piastre fredde liquide. Attualmente, l'efficienza di scarico della tecnologia delle piastre fredde liquide ad accumulo di energia ha raggiunto più di 90%.
- Durata del ciclo
La durata del ciclo si riferisce al numero di volte in cui la tecnologia di accumulo di energia a piastre fredde liquide può mantenere prestazioni stabili durante più cicli di carica e scarica. La durata del ciclo è uno degli indicatori importanti per misurare l'affidabilità della tecnologia di accumulo di energia a piastre fredde liquide. Attualmente, la durata del ciclo della tecnologia di accumulo di energia a piastre fredde liquide ha raggiunto più di 5.000 volte.
- Prestazioni di sicurezza
Prestazioni di sicurezza significa che la tecnologia di accumulo di energia a piastre fredde liquide può mantenere prestazioni stabili durante l'uso e che non si verificheranno incidenti di sicurezza. Le prestazioni di sicurezza sono uno degli indicatori importanti per misurare l'affidabilità della tecnologia di accumulo di energia ad aria liquida. Attualmente, le prestazioni di sicurezza della tecnologia di accumulo di energia a piastre fredde liquide sono ben garantite e possono soddisfare le esigenze di vari scenari applicativi.
Gli indicatori della tecnologia di accumulo energetico a piastre fredde liquide hanno raggiunto un livello molto alto e hanno grandi prospettive di applicazione. In futuro, con il continuo sviluppo e miglioramento della tecnologia, le prestazioni della tecnologia di accumulo di energia a piastre fredde liquide saranno ulteriormente migliorate e l'accumulo di energia ad aria liquida contribuirà maggiormente allo sviluppo sostenibile dell'umanità.
5. Vantaggi dell'accumulo di energia a piastra fredda liquida
- Fonte di acqua fredda efficiente e stabile: La tecnologia delle piastre fredde liquide per l'accumulo di energia ha un'elevata efficienza di congelamento e una distribuzione stabile della temperatura, mantenendo la temperatura dell'acqua di raffreddamento più bassa e duratura, migliorando così l'efficienza di refrigerazione dell'accumulo di energia ad aria liquida e risparmiando sui costi dell'elettricità.
- Alta compatibilità: La tecnologia delle piastre fredde liquide per l'accumulo di energia può essere utilizzata con i sistemi di accumulo di energia già esistenti, come l'accumulo di energia per uso domestico e Accumulo di energia UPSsenza modificare la configurazione del sistema di accumulo di energia originale, rendendolo più conveniente e semplice.
- Sicuro e affidabile: Il sistema di accumulo di energia ad aria liquida che utilizza questa tecnologia è effettivamente sicuro e affidabile e può funzionare in modo indipendente senza l'assistenza di altri sistemi per ottenere efficacemente gli effetti di trasferimento e accumulo di calore.
- Risparmio di spazio e facilità di installazione: Questa tecnologia è efficiente e a risparmio energetico, ha dimensioni ridotte ed è facile da installare, semplifica i collegamenti alle tubazioni ed è semplice e conveniente da installare e implementare.
- Lunga vita e durata: È possibile utilizzare il più grande database per applicare le statistiche e le registrazioni della temperatura media e della temperatura massima alle operazioni intelligenti per ottimizzare l'accumulo e la regolazione del freddo e del calore. Ridurre gli investimenti per la manutenzione, prolungare la vita utile dell'accumulatore di energia ad aria liquida e migliorare la durata.
In breve, la tecnologia delle piastre di raffreddamento per l'accumulo di energia ad aria liquida presenta numerosi vantaggi, quali una fonte di acqua fredda efficiente e stabile, un'elevata compatibilità, sicurezza e affidabilità, risparmio di spazio e facilità di installazione, lunga durata e resistenza, ecc.
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