В этой статье мы разберем концепцию, размер рынка, тенденции развития воздушно-жидкостных накопителей энергии, а также проанализируем и обобщим четыре основных технических показателя жидкостных охлаждающих пластин.
1.Что такое накопители энергии на жидком воздухе?
Температура влияет на емкость, безопасность, срок службы и другие свойства электрохимических систем хранения энергии, поэтому требуется терморегулирование систем хранения энергии. Кроме того, система хранения энергии представляет собой сложную систему, состоящую из большого количества аккумуляторов, ПХС, система мониторинга аккумуляторов（MBS）, EMS, температурный контроль, противопожарная защита и другие подсистемы, среди которых батарея является основным компонентом системы.
Влияние температуры на систему хранения энергии отражается в двух аспектах:
- Температура влияет на производительность одного элемента батареи. Слишком высокая или слишком низкая температура влияет на нормальное использование элемента батареи;
- Температура влияет на производительность аккумуляторной системы. Разница температур между несколькими элементами влияет на согласованность системы, а согласованность влияет на безопасность, эффективность и срок службы системы.
Поэтому терморегулирование систем хранения энергии стало ключевым звеном в цепочке электрохимических накопителей энергии, а важная роль системы хранения энергии на жидком воздухе очевидна.
2. Классификация теплового управления накопителями энергии
В настоящее время основными техническими маршрутами для терморегулирования накопителей энергии являются воздушное и жидкостное охлаждение. Технологические маршруты терморегулирования накопителей энергии в основном делятся на воздушное охлаждение, жидкостное охлаждение, охлаждение с помощью тепловых труб и охлаждение с помощью фазового перехода. Среди них технологии охлаждения с помощью тепловых труб и фазового перехода еще не достигли зрелости. Если вы хотите узнать о разнице и сценариях использования жидкостного и воздушного охлаждения, пожалуйста, нажмите Жидкостное охлаждение против воздушного - Кто больше подходит для системы хранения энергии?
3. Состояние рынка накопителей энергии на жидком воздухе
С точки зрения энергоснабжения, решение на основе жидкостного воздушного накопителя энергии обладает такими преимуществами, как высокая технологическая зрелость, хороший охлаждающий эффект и положительное влияние на производительность системы.
- Безопасность: Жидкостно-воздушные накопители энергии обладают высокой эффективностью теплоотдачи и высоким уровнем защиты, что позволяет справиться с более сложными рабочими условиями, снизить вероятность теплового удара и повысить безопасность эксплуатации системы. По некоторым данным, теплоотдача жидкости в 3 000 раз выше, чем у того же объема воздуха, а теплопроводность в 25 раз выше, чем у воздуха. Кроме того, блок системы хранения энергии на жидком воздухе имеет более высокий уровень защиты и может выдерживать более жесткие условия эксплуатации.
- Экономика: Для достижения того же эффекта управления воздушно-жидкостные накопители энергии потребляют меньше энергии, что позволяет сократить инвестиции в эксплуатацию и повысить экономичность всего жизненного цикла. Для достижения одинаковой средней температуры батареи воздушное охлаждение требует в 2-3 раза большего потребления энергии, чем жидкостное. Максимальная температура аккумуляторного блока при одинаковом энергопотреблении на 3-5 градусов Цельсия выше при воздушном охлаждении, чем при жидкостном. Жидкостно-воздушная система хранения энергии позволяет сэкономить на 50% больше энергии, чем воздушная система охлаждения.
- Высокая степень интеграции: Поскольку решение для хранения энергии на жидком воздухе обладает лучшим охлаждающим эффектом, система хранения энергии в контейнере является более интегрированной. Если взять в качестве примера систему хранения энергии на жидком воздухе определенной марки, то емкость традиционного 40-футового контейнера с воздушным охлаждением составляет 3,44 МВт-ч, в то время как решение с жидкостным охлаждением для того же 40-футового контейнера имеет емкость 6,88 МВт-ч. Для электростанций с накопителями энергии с одинаковой ёмкость аккумулятораИспользование аккумуляторных систем с жидкостным охлаждением позволяет сэкономить более 40% площади.
С точки зрения спроса, направление развития систем хранения энергии с большей емкостью и большим количеством сценариев предъявляет все более высокие требования к терморегулированию, и характеристики жидкостных воздушных накопителей энергии лучше соответствуют этому.
- Масштабы электростанций с накопителями энергии становятся все больше и больше. По мере увеличения доли новых видов энергии в энергосистеме спрос на ресурсы для снижения пиковой нагрузки, такие как накопители энергии, становится все более заметным. Диспетчерские характеристики электростанций большой мощности с накопителями энергии лучше, чем у электростанций малой мощности. Поэтому крупномасштабные электростанции с накопителями энергии демонстрируют тенденцию к увеличению мощности.
В настоящее время масштабы проектов независимого хранения энергии быстро превышают 100 МВт-ч и переходят к ГВт-ч. В 2022 году будут введены в эксплуатацию четыре отдельные электростанции мощностью 200 МВт/400 МВт-ч. По состоянию на сентябрь 2022 года было запланировано и запущено 30 проектов по хранению энергии мощностью более 500 МВт-ч, общий объем которых составляет 12,2 ГВт/33 ГВт-ч. На электростанциях большой мощности обычно используются аккумуляторные элементы большой емкости.
По мере увеличения объема и емкости батарейного ядра ухудшаются характеристики теплоотвода самого батарейного ядра, поэтому к возможностям терморегулирования системы будут предъявляться все более высокие требования.
- Сценарии применения электростанций с накопителями энергии более разнообразны. В соответствии с требованиями к различным длительностям хранения энергии сценарии применения накопителей энергии можно разделить на четыре типа: емкостной (≥4 часов), энергетический (около 1~2 часов), силовой (≤30 минут) и резервный (≥15 минут). В сценариях, основанных на мощности и энергии, накопители энергии используются для таких функций, как сокращение пиковых нагрузок и заполнение долины, хранение энергии в автономных сетях и аварийное резервирование. Наблюдается тенденция к увеличению емкости.
Тепловыделение одного проекта увеличивается, и требования к терморегулированию возрастают. В сценариях, основанных на использовании энергии, система хранения энергии должна мгновенно поглощать или отдавать энергию и обеспечивать быструю поддержку питания. Быстрая зарядка и разрядка требуют более высокого температурного режима батареи, что подчеркивает важность жидкостных воздушных накопителей энергии.
4. Четыре технических показателя охлаждающей пластины для хранения энергии жидкого воздуха
При жидкостном охлаждении с помощью холодных пластин используется компонент холодной пластины, контактирующий с компонентом батареи. Тепло, выделяемое при зарядка аккумулятора и разрядки экспортируется через охлаждающую среду в жидком воздушном энергоаккумуляторе холодного пластинчатого компонента, а затем передается через один или несколько охлаждающих контуров для теплообмена, и, наконец, тепло устройства рассеивается. во внешнюю среду или для утилизации.
Технические показатели накопителя энергии liquid cold plate в основном включают в себя следующие аспекты:
- Плотность хранения энергии
Плотность хранения энергии относится к энергии, которая может быть сохранена жидкостной холодильной плитой на единицу объема. Плотность хранения энергии является одним из важных показателей для измерения технических характеристик жидкостного воздушного накопителя энергии. В настоящее время плотность хранения энергии в технологии жидкостных холодильных пластин достигла более 100 Вт-ч/кг, что является большим улучшением по сравнению с традиционной технологией хранения энергии.
- Эффективность разряда
Эффективность разряда - это коэффициент использования энергии при высвобождении энергии в жидком холодном аккумуляторе. Чем выше эффективность разряда, тем выше эффективность преобразования энергии в технологии жидких холодных пластин для хранения энергии. В настоящее время эффективность разряда технологии жидких холодных пластин для хранения энергии достигла более 90%.
- Срок службы цикла
Срок службы - это количество циклов, в течение которых технология жидких холодных пластин для хранения энергии может поддерживать стабильную работу в течение нескольких циклов заряда и разряда. Срок службы является одним из важных показателей, позволяющих оценить надежность технологии жидкостных холодных пластин для хранения энергии. В настоящее время срок службы технологии жидких холодных пластин для хранения энергии достиг более 5 000 раз.
- Показатели безопасности
Показатели безопасности означают, что технология хранения энергии на жидких холодных пластинах может поддерживать стабильную работу во время использования и не произойдет никаких аварий, связанных с безопасностью. Показатели безопасности являются одним из важных индикаторов для оценки надежности технологии хранения энергии на жидком воздухе. В настоящее время характеристики безопасности технологии жидкостных холодных пластин для хранения энергии хорошо гарантированы и могут удовлетворить потребности различных сценариев применения.
Показатели технологии жидких холодных пластин для хранения энергии достигли очень высокого уровня и имеют большие перспективы применения. В будущем, благодаря постоянному развитию и совершенствованию технологий, показатели технологии жидких холодных пластин для хранения энергии будут еще больше улучшаться, а жидкие воздушные накопители энергии будут вносить все больший вклад в устойчивое развитие человечества.
5. Преимущества накопителя энергии liquid cold plate
- Эффективный и стабильный источник холодной воды: Технология жидких холодных пластин для хранения энергии обладает высокой эффективностью замораживания и стабильным распределением температуры, поддерживая температуру охлаждающей воды более низкой и продолжительной, тем самым повышая эффективность охлаждения жидких воздушных накопителей энергии и экономя затраты на электроэнергию.
- Высокая совместимость: Технология жидких холодных пластин для хранения энергии может быть использована с существующими системами хранения энергии, такими как бытовые накопители энергии и Накопители энергии для ИБППри этом не нужно менять конфигурацию оригинальной системы хранения энергии, что делает ее более удобной и простой.
- Безопасность и надежность: Система хранения энергии на жидком воздухе, использующая эту технологию, действительно безопасна и надежна и может работать самостоятельно, без помощи других систем, эффективно достигая эффектов теплопередачи и аккумулирования тепла.
- Экономия места и простота установки: Эта технология энергосберегающая и эффективная, имеет небольшой размер и легко монтируется, упрощает подключение трубопроводов, проста и удобна в установке и применении.
- Долговечность и прочность: Вы можете использовать самую большую базу данных, чтобы применять статистику и записи средней и максимальной температуры для интеллектуальных операций по оптимизации хранения и регулирования холода и тепла. Сокращение инвестиций в техническое обслуживание, увеличение срока службы накопителей энергии на жидком воздухе и повышение долговечности.
Одним словом, технология жидкостных охлаждающих пластин для хранения энергии жидкого воздуха имеет множество преимуществ, таких как эффективный и стабильный источник холодной воды, высокая совместимость, безопасность и надежность, экономия места и простота установки, долгий срок службы и прочность и т.д., поэтому она широко используется в индустрии хранения энергии жидкого воздуха.
+86 - 18925002618
