Suur hulk akude energiasalvestussüsteemis, suur mahtuvus ja võimsus, akude tihe paigutus ning keerulised ja muutuvad töötingimused on altid sellistele probleemidele nagu ebaühtlane temperatuurijaotus ja suur temperatuuride erinevus akude vahel, mis põhjustavad aku jõudluse halvenemist, mahtuvuse vähenemist ja lühenemist, mõjutades kogu süsteemi jõudlust ning tõsistel juhtudel termilist läbimurret ja ohutusõnnetusi. Energia salvestamise ulatuslikuks, keskmise ja pika tsükliga, tugeva tolerantsi ja kõrge ohutustasemega teostamiseks on vedelikjahutustehnoloogiast saanud populaarne viis energia salvestamise termilise haldamise valdkonnas.
Praegu on turul peamised termohaldusmeetodid, mida on näidatud allpool.
Õhujahutus
Õhkjahutus on jahutusmeetod, mis kasutab külma keskkonnana õhku ja konvektsioonilist soojusülekannet aku temperatuuri alandamiseks. Seda kasutatakse laialdaselt tööstuslikus külmutuses, telekommunikatsiooni baasjaamades ja andmekeskuste temperatuuri reguleerimise stsenaariumides ning sellel on suhteliselt kõrge tehniline küpsus ja töökindlus.
Vedeljahutus
Vedeljahutus on omamoodi vedelik külmutusagensina, mis kasutab andmekeskuse IT-seadmete sisemiste komponentide tekitatud soojuse ülekandmiseks vedelikuvoolu seadme välisküljele. Võrreldes õhkjahutusega on vedelikjahutussüsteemi struktuur keerukam ja kompaktsem ning see ei nõua suure ala soojuse hajumise kanalite paigutamist, seega võtab see enda alla suhteliselt väikese ala.
Soojustorude jahutus
Soojustoru jahutus tugineb torus oleva jahutuskeskkonna faasimuutusele, et saavutada soojusülekanne, millel on kõrge soojuse hajumise efektiivsus, ohutus ja töökindlus jne, kuid ka kulud on suured ja praktiline rakendus suure mahutavusega akusüsteemides, näiteks energia salvestamises, on suhteliselt väike.
| Kolme peamise soojushalduse tehnilise rutiini võrdlus | |||
| Iseloomulik | Õhujahutus | Vedeljahutus | Faasimuutuse jahutamine |
| Jahutuskeskkond | Õhk | Vedelik | Faasimuutusmaterjal |
| Kontaktmeetod | Otse | Kaudselt | Otse |
| Disain | Lihtne | Kompleksne | Lihtne |
| Soojusülekande efektiivsus | Alumine | Kõrgem (0,5–10) | Keskmine |
| Maksumus | Alumine | Kõrgem | Keskmine |
| Kaitse | Madalad nõuded, lihtne saavutada | Kompleksne süsteem, raskesti saavutatav | Lihtne süsteem, kergesti saavutatav |
| Soojusülekandetegur | 25–100 | 1000–15 000 | / |
| Temperatuuri ühtlus | Ebaühtlus | Ühtlus | Ühtlus |
| Eluiga | ≥10 aastat | 3–5 aastat | Materjalidega seotud |
| Paigaldamine | Lihtne | Raske | Lihtne |
| Taotlus | Madal aku energiatihedus, laadimine ja tühjendamine | Suur aku energiatihedus, laadimine ja tühjendamine | Keskmine |
| Tehniline küpsusaste | Küps | Küps | Ebaküps |
Jahutusvedeliku kõrgema soojusülekandeteguri ja erisoojusmahtuvuse ning selliste tegurite nagu kõrguse ja õhurõhu mõju puudumise tõttu on vedelikjahutussüsteemil õhkjahutusega süsteemist tugevam soojuse hajumise võime, mis on paremini kohandatav suuremahuliste ja suure energiatihedusega energiasalvestusprojektide arengusuundadega.
Kulude seisukohast on asjakohaste uuringute kohaselt sama jahutusefekti korral vedelikjahutussüsteemi energiatarve tavaliselt palju väiksem kui õhkjahutussüsteemil. Seega, kuigi vedelikjahutussüsteemi algne investeerimiskulu on suurem, võib selle kogukulu energiasalvestussüsteemi elutsükli jooksul olla madalam kui õhkjahutussüsteemil. Kokkuvõttes usume, et mõnes stsenaariumis peaks vedelikjahutus järk-järgult asendama õhkjahutuse kui peamise temperatuuri reguleerimise viisi energia salvestamisel.
| Vedeliku jahutamise eelised | |
| Madalad energiakulud | Vedeljahutus võib enamasti jahutamiseks kasutada 45°C/113F vett |
| Suur jahutusvõimsuse tihedus | Üle 20 kW võimsusega kappide õhkjahutus vähendab oluliselt kiibi tasemel vedelikjahutuse ja immersiooni mõju. |
| Madal veetarve | Aurustusjahutust saab kõrvaldada või oluliselt vähendada |
| Kohanemine karmide keskkondadega | Sukeldatud vedelikjahutus ei vaja õhuvoolu ja on väliskeskkonnast isoleeritud. |
| Madal müratase | Kiibi tasemel vedelikjahutus vajab vaid väikest õhuvoolu |
| Ühtlane soojuse hajumine | Hea keskmine soojuseraldus energia salvestamiseks ja akude toiteks. |
| Märkimisväärselt madalam energiatarve | Üldine energiatarve on madal, sama jahutusvõimsuse tingimustes on energiatarve sama madal kui õhkjahutusega seadmetel. |
| Aastaringsed mõjud on jätkusuutlikud | Ilmastikumõjud on väiksemad, hooajaline volatiilsus väiksem |
Vedeljahutuse turu ulatus
Mõned lõpptarbijaettevõtted on vedelikjahutuse tehnoloogiat tunnustanud.
2023. aasta augustis avaldas Longyuan Power Group 2023. aasta energiasalvestusjaamade vedelikjahutussüsteemi ja eelmonteeritud konverter-võimendi integreeritud kapi raamhanke teise partii ning vedelikjahutusega energiasalvestussüsteemi hanke hinnanguline maht oli 600 MW/1200 MWh; National Energy Group avaldas 2023. aastal energiasalvestusseadmete raamhanke teise partii ning energiasalvestusjaamade vedelikjahutusega akusüsteemi kogumaht oli 600 MW/1200 MWh.
Ja alates 2022. aastast on asjaomased tootjad intensiivselt turule toonud vedelikjahutusega energiasalvestussüsteeme ning vedelikjahutusega toodete valik on suurenenud.
2022. aasta mais tõi Sunny Power turule PowerTitani suurte maapealsete elektrijaamade jaoks ja PowerStacki äri- ja tööstuslikuks energia salvestamiseks, mis mõlemad kasutavad vedelikjahutusega süsteeme.
GCL EnerD poolt tootmisse alustamiseks välja kuulutatud projektis kasutab vedelikjahutusega akupakett liitium-raudfosfaat akuelemente, mille maksimaalne tsüklite eluiga on kuni 15 000 korda, ning samal ajal integreeritud vedelikjahutusega torustiku konstruktsiooni, mille temperatuuride vahe on alla 3 °C. Integreeritud vedelikjahutusega energiasalvestuskapid jagunevad kahte põhiseeriasse, nimelt 100 kW ja 200 kW, mis suudavad rahuldada igat liiki tööstuslike, kaubanduslike ja tööstuslike elektrijaamade nõudlust erineva suurusega ja mis tahes kombinatsioonides, ning eelvalmistatud vorm aitab vähendada paigaldamise ja vigade parandamise aega ja kulusid kohapeal. Eelvalmistatud vorm aitab vähendada kohapealse paigaldamise ja kasutuselevõtu aega ja kulusid.
| Uus vedelikjahutusega energia salvestamise toode 2022. aastal | ||||
| Ei. | Ettevõte | Toote nimi | Iseloomulik | Taotlus |
| Konteineri energiasalvestussüsteem | ||||
| 1 | Kelong | Kelong S vedelikjahutusega energiasalvestussüsteem | Sisaldab 1500 V energiasalvestit, klastrit, vedelikjahutussüsteemi, ohutuskaitsesüsteemi ja intelligentset juhtimissüsteemi. Ohutu, nutikas ja lihtne. | Uue energia tootmise pool, võrgu pool, kasutaja pool |
| 2 | Päikesekasv | PowerTitan | Vedelikjahutusega energia salvestamise lahendus | Suur maapealne elektrijaam |
| 3 | Chinaztt | Uue põlvkonna MUSE1.0 vedelikjahutussüsteem | Keraamilise kattega korpusega raudfosfaatakud, mikroelementide lisamine ja BMS-i ekvalaiser, alumiiniumraam eelvioletse kiirgusega konstruktsioonimoodulitega: IP67-reitinguga akukamber sõltumatu tulekaitsesüsteemiga, PACK-taseme jälgimine ja klastritaseme pihustamine, U-kujuline vedelikjahutusplaat ja professionaalne torustiku disain. | / |
| 4 | Sermatec | Serlattice'i vedelikjahutusega konteinerdatud energiasalvestussüsteem | Vedelikjahutusega termilise juhtimise disain suure süsteemi integreerimise tihedusega PACK-taseme tulekaitse: kohalik turvahoiatussüsteem | Äri- ja tööstuslik energia salvestamine |
| 5 | Hyberstrong | HyperSafe seeria sisemiselt ohutu tahkisaku vedelikjahutusega energiasalvestussüsteem | See kasutab 280Ah raudfosfaadi tahkisakut; see rakendab tehnilist garantiid aku ohutuse, integreerimise ohutuse, politsei ohutuse ja aktiivse ohutuse neljas dimensioonis, et saavutada kogu süsteemi ohutus. | / |
| 6 | Zhougu | CX-1000 toorkonteineri energiasalvestussüsteem | IP54 kaitsetasemega; C4-5 korrosioonikaitsega, mitmeastmelise tulekustutussüsteemi modulaarse ja integreeritud disainiga ning eelvalmistatud kabiini paigalduslahendusega. | / |
| 7 | Naradajõud | Uue põlvkonna CenterL vedelikjahutusega energiasalvestussüsteem | Vedelikjahutusega süsteem, mis on varustatud 280Ah raudfosfaatakudega. 1500V süsteemiplatvorm, millel on kõrge efektiivsus ja ülim ohutus ning pikk eluiga, parem LCOS, neli peamist eelist. | / |
| 8 | Eve | Eve 1500V vedelikjahutusega energiasalvestussüsteem | Põhjaliku kaitse, täpse temperatuuri reguleerimise, paindliku paigutuse, suure efektiivsusega nelja peamise eelise, DC1500V pingeplatvormi toe, kiire juurutamise ja kiire võrgustumisega | / |
| 9 | Ipotisedge | 1500 V intelligentne vedelikjahutusega energiasalvestussüsteem | Paigaldamist pole vaja, vedelikjahutusega disain, kahekordne tulekaitse, intelligentne pilv, reaalajas analüüs, kümneaastane eluiga, eluaegne töö ja hooldus | Taastuvenergia võrkude integreerimine, võrgu abiteenused, võrgu ülekanne ja jaotus, hajutatud ja mikrovõrgud |
| 10 | Chintpower | Uus põlvkond PowerBlocki energiasalvestussüsteem | Kõrgelt integreeritud energiasalvestusaku moodul, kõrgepingekarp, temperatuuri juhtimissüsteem, tulekahju varajase hoiatamise süsteem, jaotussüsteem jne. | Suuremahulised energiasalvestusjaamad |
| 11 | Trinasolar | Vedelikjahutusega energiasalvestuskapid TrinaStorageEle menta | Neli peamist eelist „kulutõhus, ülim ohutus, intelligentne käitamine ja mugava ning paindliku hoolduse” abil | / |
| 12 | Hiitium | Uue põlvkonna vedelikjahutusega konteiner | Võtta kasutusele külgjahutustehnoloogia, optimeerida süsteemi temperatuurijaotust mitmeastmelise muutuva läbimõõduga termilise juhtimissüsteemi abil; mitmekordne elektrikaitse disain; süsteemi ohutus väljalaskekanali plahvatuse leevendamise ja tulekustutussüsteemi disaini abil | Võrgu pool, elektri pool |
| 13 | Shuangdengi grupp | Shuangdeng PowerBank Uus vedelikjahutusega energiasalvestussüsteem | Mitmemõõtmeline tulekustutus- ja eelmonteeritud tervikliku süsteemi disain vedelikjahutustehnoloogiaga | Suuremahulised energiasalvestusjaamad |
| Kõik ühes energiasalvestuskapis | ||||
| 1 | Päikesekasv | PowerStack | Vedelikjahutusega energiasalvestuslahendus „kolmekordse võimsuse integreerimiseks“ | Kaubandus- ja tööstuselektrijaamad |
| 2 | Teplore | TensorpackT hajutatud energiasalvestussüsteem | Äärmiselt integreeritud disainikontseptsiooni omaks võttes ühendab kapp aku, hoone juhtimissüsteemi (BMS) ja elektromagnetilise juhtsüsteemi (EMS), soojushaldussüsteemi, kahesuunalise alalisvoolu/vahelduvvoolu muunduri ja tulekustutussüsteemi üheks tervikuks. | Tööstuslikud ja ärilised stsenaariumid, näiteks tehasepargid, laadimisjaamad, ärihooned, andmekeskused jne. |
| 3
| Sermatec | Vedelikjahutusega integreeritud välistingimustes kasutatavad kapid | Kõrgelt integreeritud arvutite juhtimissüsteem, aku, vedelikjahuti, toitejaotus- ja tulekaitsesüsteem: lai pinge sisendparadigma, maksimaalne tugi 4 paralleelsele seadmele: 3-kihiline BMS-arhitektuur, digitaliseeritud LCD-ekraan, mis on varustatud intelligentse EMS-iga, et saavutada seadmete andmete kogumine ja jälgimine. | / |
| 4 | Sinexcel | Aku hoiustamise välistingimustes kasutatav kapp | Väikesed tööstus- ja ärikasutajad kasutavad kuni 30 kW energiasalvestussaatjat. Toetab paralleelselt mitut kappi, et rahuldada keskmise suurusega ja suurte tööstus- ja ärikogukondade, saarte ja muude elektrivõrgus registreeritud väljade megavattide taset, võrguvälist olukorda, nõrka elektrivõrku, ühenda ja kasuta, integreeritud kõik-ühes disaini. | Väikesed äri- ja tööstustarbijad |
| 5 | Hyberstrong | Uue põlvkonna HyperSafe seeria vedelikjahutusega hoiukapid sisemiselt ohututele tahkisakudele | Kasutab 280Ah kaaliumraudfosfaat tahkisakut; rakendab tehnilisi kaitsemeetmeid aku ohutuse, genereerimisohutuse, juhtimise ohutuse ja aktiivse ohutuse neljas dimensioonis, et saavutada kogu süsteemi ohutus. | Kodumajapidamiste energia salvestamine, energia salvestamise elektrijaam, äri- ja tööstuslik energia salvestamine |
| 6 | Jd-energia | Modulaarne vedelikjahuti Source Grid Side 1500V Energy Block eBlock372 | Kõik-ühes disain, aku, BMS, kõrge PCS, ohutussüsteem, soojushaldussüsteem ühte standardiseeritud väliskappi, moodustades integreeritud, plug-and-play energiaploki energiasalvestussüsteemi integreerimise tooted tööstus- ja kaubanduselektrijaamadele. | allikavõrgu pool |
| 7 | Äri- ja tööstusklientide pool 1000 V energiaplokid eBlock200 | / | Äri- ja tööstuskasutaja pool | |
| Kõrgepinge kaskaadenergia salvestussüsteem | ||||
| 1 | Jinpani tehnoloogia | Täielikult vedelikjahutusega 35 kV/12,5 MW/25 MWh kõrgepinge kaskaadsalvestus | Trafot pole vaja, otsene juurdepääs kõrgepingele üle 6 kV. Võrk: kasutab aku aktiivse ekvalaiseri tehnoloogiat, kõrgepinge kaskaadenergia salvestamise tehnoloogiat ja täielikult vedelikjahutusega soojushalduse tehnoloogiat. | Tootmispool, võrgupool, tööstus- ja ärikasutaja pool |
| 2 | Zhiguang | Kaskaadtüüpi 35kV kõrgepinge otsepaigaldatav suure mahutavusega energiasalvestussüsteem | Zhiguang Energy Storage'i, Huaneng Qingnengi energiaakadeemia ja Shanghai Jiaotongi ülikooli ühiselt välja töötatud lahendus sobib uute energiasalvestuselektrijaamade ja suuremahuliste GW-taseme elektrokeemiliste energiasalvestuselektrijaamade ehitamiseks. | Suuremahulised energiasalvestusjaamad |
Praegu on nii kodumaised kui ka välismaised energiasalvestussüsteemide tootjad põhimõtteliselt turule toonud vedelikjahutusega termohalduse tehnoloogial põhinevad energiasalvestusseadmed ning alates eelmise aasta teisest poolest on paljudes projektides järk-järgult ellu viidud lai valik rakendusi, mõned tootjad on isegi loobunud õhkjahutusega energiasalvestustoodetest ja on täielikult pühendunud vedelikjahutusega tehnoloogia kasutuselevõtule. Seetõttu suudab vedelikjahutusega süsteemide tehnoloogia ja rakendusstsenaariumide jätkuva küpsemise tõttu õhkjahutusega süsteemidega võrreldes paremini rahuldada turu pakilisemaid vajadusi energiasalvestussüsteemide ulatuse ja energiatiheduse osas. Suure energiatiheduse, väikese jalajälje, väikese abienergia tarbimise ja peene temperatuuri reguleerimise eelised köidavad üha enam tähelepanu.
| Energia salvestamise temperatuuri reguleerimise seadmete ettevõtted | |||
| Ettevõte | Peamised kliendid ja protsess | Peamine toode | Tehniline rutiin |
| Envicool | CATL, BYD, Narada Power, KeLu Electronics, PingGao Group, Sunshine Power, Hyberstrong, aga ka välismaised MC-seeria elektrilised väliskliimaseadmed, MC-seeria tavapäraste süsteemiintegraatorite ja akutootjad; 2021. aasta energiasalvestuslike kliimaseadmete ja EMW-seeria energiasalvestusjahutite temperatuuri reguleerimisega seotud äritulud ulatusid 337 miljoni jüaanini. | C-seeria peavoolusüsteemide integraatorid ja akutootjad; 2021. aasta energiasalvestuskonditsioneer, EMW-seeria energiasalvestusjahuti | Õhkjahutus, vedelikjahutus |
| Shenling | Riiklik võrk jne. | Integreeritud katusele paigaldatav kliimaseade, jagatud kolonniga ruumikliimaseade, integreeritud manustatud kliimaseade, ruumi paigaldatav jagatud täppiskliimaseade | Õhujahutus |
| Tongfei | 2020. aastal hakkas ettevõte kavandama energia salvestamise temperatuuri reguleerimise valdkonda ning laiendas oma klientide hulka Sunny Power, Kelong, Trinasolar jne. | Vedelikjahutusega süsteemid, katusele paigaldatavad tööstuslikud kliimaseadmed, integreeritud tööstuslikud kliimaseadmed, split-tüüpi tööstuslikud kliimaseadmed, seinale paigaldatavad kliimaseadmed | Õhkjahutus, vedelikjahutus |
| Gaolan | Meie peamised kliendid on hajutatud akude integreerimise tootjad ja akutehased ning oleme juba alustanud koostööd Ningde Timesiga. | Põhineb liitiumaku ühe kapi energiasalvestusvedeliku jahutustoodetel, suuremahulisel energiasalvestuselektrijaama vedelikjahutussüsteemil, kokkupandavatel salongi energiasalvestusvedeliku jahutustoodetel jne. | Vedeljahutus |
| Songzhi | See on sisenenud Ningde Timesi, Vision Energy ja teiste klientide tarnijate süsteemi, kusjuures kaks toodet on jõudnud masstootmise etappi ja mitu toodet on arendusjärgus. | Vedelikjahutusega termilise haldamise süsteem energia salvestamiseks (kaks toodet masstootmises, mitu arendusjärgus) | Õhkjahutus, vedelikjahutus |
| Aotecar | Tarned Ningde Timesile algavad 2020. aastal ja vedelikjahutusega energia salvestamiseks mõeldud termohaldussüsteemi alumise partii tootmine algab 2021. aastal. | Energia salvestamise vedelikjahutus- ja termilise haldamise süsteem | Õhkjahutus, vedelikjahutus |
Vedeljahutusenergia potentsiaal tulevikus
Mis puutub kuludesse, siis asjakohaste uuringute kohaselt on vedelikjahutussüsteemide energiatarve sama jahutusefekti korral tavaliselt palju madalam kui õhkjahutusega süsteemidel. Seega, kuigi vedelikjahutussüsteemi algne investeerimiskulu on suurem, võib selle kogukulu energiasalvestussüsteemi elutsükli jooksul olla madalam kui õhkjahutusega süsteemil. Kokkuvõttes usume, et mõnes stsenaariumis peaks vedelikjahutus järk-järgult asendama õhkjahutuse kui peamise temperatuuri reguleerimise viisi energia salvestamisel.
Sellest hoolimata seisavad vedelikjahutussüsteemid endiselt silmitsi teatud väljakutsetega töökindluse osas. Varem oli vedelikjahutuse rakendamine energia salvestamise temperatuuri reguleerimise valdkonnas suhteliselt väike, kuid tehnoloogia küpsus on õhkjahutusega võrreldes endiselt teatud määral erinev, eriti töö stabiilsuse ja töökindluse osas. Täpsemalt öeldes on vedelikjahutussüsteemi torustik altid korrosioonile ja ladestumisele, mis põhjustab jahutusvedeliku ummistumist või lekkimist, samas kui vesi, glükool, silikoonõli ja muud tavalised jahutusvedelikud võivad kahjustada akut või põhjustada süsteemi lühise, mis omakorda kujutab endast energia salvestamise elektrijaamade ohutusriske.
Lisaks ulatub energiasalvestussüsteemi projekteeritud eluiga tavaliselt 15 aastani, kuid vedelikjahutussüsteemi sees olevate pumpade ja ventiilide kasutusiga on sageli umbes 7 aastat ning nende kahe vahel on teatav erinevus. Seetõttu on väga tõenäoline, et vedelikjahutussüsteemi tuleb salvestusprojekti käigus hooldada või komponente välja vahetada, sulgedes vedelikjahutussüsteemi, mis mõjutab projekti majanduslikku tasuvust. Loomulikult usume, et vedelikjahutustehnoloogia arenguga loodetakse need probleemid üksteise järel lahendada, kuid vedelikjahutuse üldine vaade jääb energiasalvestustemperatuuri reguleerimise edasiseks arengusuunaks.
