Este artigo irá analisar o conceito, a dimensão do mercado, as tendências de desenvolvimento do armazenamento de energia de ar líquido e analisar e resumir os quatro principais indicadores técnicos das placas de arrefecimento líquido.
1) O que é o armazenamento de energia em ar líquido?
A temperatura tem um impacto na capacidade, segurança, vida útil e outras propriedades dos sistemas electroquímicos de armazenamento de energia, pelo que é necessária a gestão térmica dos sistemas de armazenamento de energia. Além disso, o sistema de armazenamento de energia é um sistema complexo composto por um grande número de baterias, PCS, sistema de monitorização da bateria（MBS）, EMS, controlo de temperatura, proteção contra incêndios e outros subsistemas, dos quais a bateria é o componente central do sistema.
O impacto da temperatura no sistema de armazenamento de energia reflecte-se em dois aspectos:
- A temperatura tem um impacto no desempenho de uma única célula de bateria. Uma temperatura demasiado alta ou demasiado baixa afectará a utilização normal do núcleo da pilha;
- A temperatura tem um impacto no desempenho do sistema de baterias. O impacto, a diferença de temperatura entre várias células afectará a consistência do sistema, e os problemas de consistência afectarão a segurança, a eficiência e a vida útil do sistema.
Por conseguinte, a gestão térmica dos sistemas de armazenamento de energia tornou-se um elo fundamental na cadeia da indústria de armazenamento eletroquímico de energia, e o papel importante do sistema de armazenamento de energia de ar líquido é evidente.
2. Classificação da gestão térmica do armazenamento de energia
Atualmente, as principais vias técnicas para a gestão térmica do armazenamento de energia são o arrefecimento por ar e o arrefecimento por líquido. As vias tecnológicas de gestão térmica do armazenamento de energia dividem-se principalmente em arrefecimento por ar, arrefecimento por líquido, arrefecimento por tubos de calor e arrefecimento por mudança de fase. Entre elas, as tecnologias de arrefecimento por tubos de calor e por mudança de fase ainda não estão maduras. Se quiser saber a diferença e os cenários de utilização entre o arrefecimento a líquido e o arrefecimento a ar, clique em Arrefecimento líquido vs. arrefecimento a ar - quem é mais adequado para um sistema de armazenamento de energia?
3. Situação do mercado de armazenamento de energia em ar líquido
Do lado da oferta, a solução de armazenamento de energia de ar líquido tem as vantagens de uma elevada maturidade tecnológica, um bom efeito de arrefecimento e um impacto positivo no desempenho do sistema.
- Segurança: A solução de armazenamento de energia de ar líquido tem uma elevada eficiência de dissipação de calor e um elevado nível de proteção, que pode lidar com ambientes de trabalho mais complexos, reduzir a possibilidade de fuga térmica e melhorar a segurança de funcionamento do sistema. Alguns dados mostram que a capacidade de dissipação de calor do líquido é 3.000 vezes superior à do mesmo volume de ar e a capacidade de condução de calor é 25 vezes superior à do ar. Além disso, a caixa do sistema de armazenamento de energia de ar líquido tem um nível de proteção mais elevado e pode suportar ambientes de utilização mais severos.
- Economia: Para obter o mesmo efeito de controlo, a solução de armazenamento de energia de ar líquido consome menos energia, o que pode reduzir o investimento operacional e melhorar a economia de todo o ciclo de vida. Para atingir a mesma temperatura média da bateria, o arrefecimento por ar requer um consumo de energia 2-3 vezes superior ao do arrefecimento por líquido. A temperatura máxima da bateria com o mesmo consumo de energia é 3-5 graus Celsius mais elevada com o arrefecimento a ar do que com o arrefecimento a líquido. O sistema de armazenamento de energia por ar líquido pode poupar até cerca de 50% mais energia do que o sistema de arrefecimento por ar.
- Integração elevada: Uma vez que a solução de armazenamento de energia a ar líquido tem um melhor efeito de arrefecimento, o sistema de armazenamento de energia no contentor é mais integrado. Tomando como exemplo uma determinada marca de sistema de armazenamento de energia de ar líquido, a capacidade de um contentor tradicional de 40 pés arrefecido a ar é de 3,44 MWh, enquanto a solução de arrefecimento líquido para o mesmo contentor de 40 pés tem uma capacidade de 6,88 MWh. Para centrais eléctricas de armazenamento de energia com a mesma capacidade da bateriaA utilização de sistemas de baterias arrefecidas por líquido pode poupar mais de 40% de espaço no chão.
Do lado da procura, a direção do desenvolvimento de sistemas de armazenamento de energia com maior capacidade e mais cenários tem requisitos cada vez mais elevados para a gestão térmica, e o desempenho da solução de armazenamento de energia de ar líquido corresponde melhor a isso.
- A escala das centrais de armazenamento de energia está a aumentar cada vez mais. À medida que a proporção de novas energias no sistema elétrico aumenta, a procura de recursos de redução de picos, como o armazenamento de energia, torna-se cada vez mais importante. O desempenho de despacho das centrais eléctricas de armazenagem de energia de grande capacidade é melhor do que o das centrais eléctricas de pequena capacidade. Por conseguinte, as centrais eléctricas de armazenagem de energia em grande escala apresentam uma tendência de grande capacidade.
Atualmente, a escala dos projectos independentes de armazenamento de energia está a ultrapassar rapidamente os 100 MWh e a aproximar-se dos GWh. Em 2022, serão colocadas em funcionamento quatro centrais eléctricas individuais de 200MW/400MWh. A partir de setembro de 2022, foram planeados e lançados 30 projectos de armazenamento de energia com uma escala superior a 500MWh, com uma escala total de 12,2GW/33GWh. As centrais eléctricas de grande capacidade utilizam normalmente células de bateria de grande capacidade.
À medida que o volume e a capacidade do núcleo da bateria aumentam, o desempenho da dissipação de calor do próprio núcleo da bateria piora, pelo que as capacidades de gestão térmica do sistema se tornarão cada vez mais exigentes.
- Os cenários de aplicação das centrais eléctricas de armazenamento de energia são mais diversificados. De acordo com os requisitos para diferentes durações de armazenamento de energia, os cenários de aplicação de armazenamento de energia podem ser divididos em quatro tipos: tipo de capacidade (≥4 horas), tipo de energia (cerca de 1 ~ 2 horas), tipo de energia (≤30 minutos) e tipo de backup (≥15 minutos). tipo. Em cenários baseados na capacidade e na energia, o armazenamento de energia é utilizado para funções como a redução de picos e o preenchimento de vales, o armazenamento de energia fora da rede e a reserva de emergência. Apresenta uma tendência de grande capacidade.
A produção de calor de um único projeto aumenta e os requisitos de gestão térmica aumentam. Em cenários baseados em energia, o sistema de armazenamento de energia é necessário para absorver ou libertar energia instantaneamente e fornecer apoio rápido à energia. O carregamento e o descarregamento rápidos requerem uma maior regulação da temperatura da bateria, sendo realçada a importância do armazenamento de energia em ar líquido.
4. Quatro indicadores técnicos da placa de arrefecimento líquido de armazenamento de energia de ar líquido
O arrefecimento líquido por placa fria utiliza um componente de placa fria para entrar em contacto com o componente da bateria. O calor gerado pelo carregamento da bateria e a descarga é exportada através do meio de arrefecimento no componente de placa fria de armazenamento de energia de ar líquido e, em seguida, transferida através de um ou mais circuitos de arrefecimento para troca de calor e, finalmente, o calor do dispositivo é dissipado. para o ambiente exterior ou para reciclagem.
Os indicadores técnicos da placa fria líquida de armazenamento de energia incluem principalmente os seguintes aspectos:
- Densidade de armazenamento de energia
A densidade de armazenamento de energia refere-se à energia que pode ser armazenada pela placa de refrigeração líquida de armazenamento de energia por unidade de volume. A densidade de armazenamento de energia é um dos indicadores importantes para medir o desempenho técnico da placa de refrigeração líquida de armazenamento de energia de ar líquido. Atualmente, a densidade de armazenamento de energia da tecnologia da placa de refrigeração líquida de armazenamento de energia atingiu mais de 100Wh/kg, o que representa uma grande melhoria em comparação com a tecnologia tradicional de armazenamento de energia.
- Eficiência de descarga
A eficiência de descarga refere-se à taxa de utilização de energia da placa fria líquida de armazenamento de energia quando liberta energia. Quanto maior for a eficiência de descarga, maior será a eficiência de conversão de energia da tecnologia de placa fria líquida de armazenamento de energia. Atualmente, a eficiência de descarga da tecnologia de placa fria líquida de armazenamento de energia atingiu mais de 90%.
- Ciclo de vida
O ciclo de vida refere-se ao número de vezes que a tecnologia de placas frias de armazenamento de energia líquida consegue manter um desempenho estável durante vários ciclos de carga e descarga. O ciclo de vida é um dos indicadores importantes para medir a fiabilidade da tecnologia de placas frias de armazenagem de energia líquida. Atualmente, o ciclo de vida da tecnologia de placas frias líquidas de armazenagem de energia atingiu mais de 5.000 vezes.
- Desempenho de segurança
O desempenho em termos de segurança significa que a tecnologia de placas frias de armazenamento de energia líquida pode manter um desempenho estável durante a utilização e que não ocorrerão acidentes de segurança. O desempenho de segurança é um dos indicadores importantes para medir a fiabilidade da tecnologia de armazenamento de energia de ar líquido. Atualmente, o desempenho de segurança da tecnologia de placas frias de armazenamento de energia líquida tem sido bem garantido e pode satisfazer as necessidades de vários cenários de aplicação.
Os indicadores da tecnologia de placas frias líquidas de armazenamento de energia atingiram um nível muito elevado e têm grandes perspectivas de aplicação. No futuro, com o desenvolvimento contínuo e a melhoria da tecnologia, o desempenho da tecnologia de placas frias líquidas de armazenamento de energia será ainda melhorado e o armazenamento de energia de ar líquido dará maiores contribuições para o desenvolvimento sustentável da humanidade.
5. Vantagens da placa fria líquida de armazenamento de energia
- Fonte de água fria eficiente e estável: A tecnologia de placa fria líquida de armazenamento de energia tem uma elevada eficiência de congelação e uma distribuição estável da temperatura, mantendo a temperatura da água de arrefecimento mais baixa e duradoura, melhorando assim a eficiência de refrigeração do armazenamento de energia de ar líquido e poupando custos de eletricidade.
- Elevada compatibilidade: A tecnologia de placa fria líquida de armazenamento de energia pode ser utilizada com sistemas de armazenamento de energia existentes, como o armazenamento de energia doméstica e Armazenamento de energia UPSsem alterar a configuração do sistema de armazenamento de energia original, tornando-o mais cómodo e simples.
- Seguro e fiável: O sistema de armazenamento de energia de ar líquido que utiliza esta tecnologia é, de facto, seguro e fiável e pode funcionar de forma independente, sem a assistência de outros sistemas, para obter eficazmente efeitos de transferência e armazenamento de calor.
- Poupança de espaço e fácil de instalar: Esta tecnologia poupa energia e é eficiente, tem um tamanho de instalação pequeno e é fácil de instalar, simplifica as ligações de condutas e é simples e conveniente de instalar e implementar.
- Longa vida útil e durabilidade: Pode utilizar a maior base de dados para aplicar estatísticas e registos de temperatura média e temperatura máxima a operações inteligentes para otimizar o armazenamento e a regulação do frio e do calor. Reduzir o investimento em manutenção, prolongar a vida útil do armazenamento de energia de ar líquido e melhorar a durabilidade.
Em suma, a tecnologia de placa de arrefecimento líquido para armazenamento de energia de ar líquido tem muitas vantagens, tais como fonte de água fria eficiente e estável, elevada compatibilidade, segurança e fiabilidade, economia de espaço e fácil instalação, longa vida útil e durabilidade, etc., pelo que é amplamente utilizada na indústria de armazenamento de energia de ar líquido.
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