Az energiatároló rendszerben található akkumulátorok nagy száma, a nagy kapacitás és teljesítmény, az akkumulátorok sűrű elrendezése, valamint az összetett és változó működési körülmények olyan problémákhoz vezetnek, mint az egyenetlen hőmérséklet-eloszlás és az akkumulátorok közötti nagy hőmérsékletkülönbség, ami az akkumulátor teljesítményének romlásához, kapacitáscsökkenéshez és élettartamának lerövidüléséhez vezet, ami kihat az egész rendszer teljesítményére, súlyos esetekben pedig hőmegfutáshoz és biztonsági balesetekhez vezethet. A nagyméretű, közepes-hosszú ciklusú, erős tűréshatárokkal rendelkező és nagy biztonsági teljesítményű energiatárolás megvalósítása érdekében a folyadékhűtéses technológia népszerűvé vált az energiatárolás hőkezelésének területén.
Jelenleg a piacon a főbb hőkezelési módszerek vannak, amelyeket az alábbiakban mutatunk be.
Léghűtés
A léghűtés egyfajta hűtési módszer, amely levegőt használ hideg közegként és konvekciós hőátadással az akkumulátor hőmérsékletének csökkentésére, amelyet széles körben alkalmaznak ipari hűtésben, telekommunikációs bázisállomásokban és adatközpontok hőmérséklet-szabályozási forgatókönyveiben, viszonylag magas műszaki érettséggel és megbízhatósággal.
Folyadékhűtés
A folyadékhűtés egyfajta folyadék, mint hűtőközeg, amely folyadékáramlás segítségével viszi át az adatközpontban lévő informatikai berendezések belső alkatrészei által termelt hőt a berendezés külsejére. A léghűtéssel összehasonlítva a folyadékhűtéses rendszer szerkezete összetettebb és kompaktabb, és nem igényli nagy hőelvezető csatornák kiépítését, így viszonylag kis területet foglal el.
Hőcsöves hűtés
A hőcsöves hűtés a csőben zárt hűtőközeg fázisváltozásán alapul a hőátadás megvalósítása érdekében, nagy hőelvezetési hatékonysággal, biztonsággal és megbízhatósággal stb., de a költségek is magasak, és a gyakorlati alkalmazás nagy kapacitású akkumulátorrendszerekben, például energiatárolásban viszonylag csekély.
| Három fő hőkezelési műszaki rutin összehasonlítása | |||
| Jellegzetes | Léghűtés | Folyadékhűtés | Fázisváltozás gügyögés |
| Hűtőközeg | Levegő | Folyékony | Fázisváltó anyag |
| Kapcsolatfelvételi mód | Közvetlenül | Közvetve | Közvetlenül |
| Tervezés | Könnyen | Összetett | Könnyen |
| Hőátadási hatékonyság | Alacsonyabb | Magasabb (0,5-10) | Közepes |
| Költség | Alacsonyabb | Magasabb | Közepes |
| Védelem | Alacsony követelmények, könnyen megvalósítható | Komplex rendszer, nehezen megvalósítható | Egyszerű rendszer, könnyen megvalósítható |
| Hőátadási együttható | 25-100 | 1000-15 000 | / |
| Hőmérséklet-egyenletesség | Nem egyenletesség | Egyenletesség | Egyenletesség |
| Élettartam | ≥10 év | 3-5 év | Anyagokkal kapcsolatos |
| Telepítés | Könnyen | Nehéz | Könnyen |
| Alkalmazás | Alacsony akkumulátor-energiasűrűség, újratöltés és kisütés | Nagy akkumulátor-energiasűrűség, töltés és kisütés | Közepes |
| Műszaki érettségi szint | Érett | Érett | Éretlen |
A hűtőközeg magasabb hőátadási együtthatója és fajlagos hőkapacitása, valamint az a tény miatt, hogy ezt nem befolyásolják olyan tényezők, mint a tengerszint feletti magasság és a légnyomás, a folyadékhűtő rendszer erősebb hőelvezető képességgel rendelkezik, mint a léghűtéses rendszer, ami jobban alkalmazkodik a nagyméretű, nagy energiasűrűségű energiatárolási projektek fejlesztési trendjéhez.
Költség szempontjából a vonatkozó kutatások szerint azonos hűtési hatás esetén a folyadékhűtéses rendszer energiafogyasztása általában jóval alacsonyabb, mint a léghűtéses rendszeré. Ezért, bár a folyadékhűtéses rendszer kezdeti beruházási költsége magasabb, az energiatároló rendszer teljes életciklusa alatti átfogó költsége alacsonyabb lehet, mint a léghűtéses rendszeré. Összefoglalva, úgy véljük, hogy bizonyos forgatókönyvekben a folyadékhűtés várhatóan fokozatosan felváltja a léghűtést, mint az energiatárolás hőmérséklet-szabályozásának fő formája.
| A folyadékhűtés előnyei | |
| Alacsony energiaköltségek | A folyadékhűtés legtöbbször 45°C/113F vizet használ hűtésre |
| Nagy hűtési teljesítménysűrűség | A 20 kW feletti szekrények léghűtése jelentősen csökkenti a chip szintű folyadékhűtés és az immerzió hatását. |
| Alacsony vízfogyasztás | A párologtató hűtés kiküszöbölhető vagy jelentősen csökkenthető |
| Alkalmazkodás a zord környezetekhez | A víz alatti folyadékhűtés nem igényel légáramlást, és el van szigetelve a külső környezettől. |
| Alacsony zajszint | A chip szintű folyadékhűtés csak kis mennyiségű légáramlást igényel |
| Egyenletes hőelvezetés | Jó átlagos hőelvezetés energiatároláshoz és akkumulátorokhoz. |
| Jelentősen alacsonyabb energiafogyasztás | Az összteljesítmény alacsony, azonos hűtési kapacitás mellett az energiafogyasztás csak a léghűtéses egységeké. |
| Az egész éves hatások fenntarthatóak | Kevésbé befolyásolja az időjárás, kisebb a szezonális volatilitás |
A folyadékhűtési piac mérete
A folyadékhűtési technológiát néhány downstream végfelhasználói vállalat elismerte.
2023 augusztusában a Longyuan Power Group közzétette a 2023-as évre vonatkozó folyadékhűtéses rendszer és előre összeszerelt konverter-booster integrált kabin keretbeszerzésének második tételét energiatároló erőművekhez, a folyadékhűtéses energiatároló rendszer beszerzésének becslése 600 MW/1200 MWh volt; a National Energy Group 2023-ban közzétette az energiatároló berendezések keretbeszerzésének második tételét, a folyadékhűtéses akkumulátorrendszer teljes mennyisége energiatároló erőművekhez 600 MW/1200 MWh volt.
2022 óta a releváns gyártók intenzíven dobtak piacra folyadékhűtéses energiatároló rendszereket, és a folyadékhűtéses termékek választéka egyre növekszik.
2022 májusában a Sunny Power piacra dobta a PowerTitan rendszert nagy földi erőművekhez, valamint a PowerStack rendszert kereskedelmi és ipari energiatároláshoz, amelyek mindkettő folyadékhűtéses rendszert használ.
A GCL EnerD által gyártásba helyezni bejelentett projektben a folyadékhűtéses akkumulátorcsomag lítium-vas-foszfát akkumulátorcellákat alkalmaz, amelyek maximális ciklusideje akár 15 000-szeres, ugyanakkor integrált folyadékhűtéses csővezeték-kialakítást alkalmaz, amelynek hőmérséklet-különbsége kevesebb, mint 3 °C. Az integrált folyadékhűtéses energiatároló szekrények két fő termékcsaládba sorolhatók, nevezetesen 100 kW-os és 200 kW-osak, amelyek mindenféle méretű és bármilyen kombinációjú ipari, kereskedelmi és ipari erőmű iránti igényt ki tudnak elégíteni, és az előregyártott forma csökkentheti a helyszíni telepítés és hibakeresés idejét és költségeit. Az előregyártott forma csökkentheti a helyszíni telepítés és üzembe helyezés idejét és költségeit.
| Új folyadékhűtéses energiatároló termék 2022-ben | ||||
| Nem. | Vállalkozás | Termék neve | Jellegzetes | Alkalmazás |
| Konténer energiatároló rendszer | ||||
| 1 | Kelong | Kelong S folyadékhűtéses energiatároló rendszer | 1500 V-os energiatároló akkumulátorral, klaszterrel, folyadékhűtéses rendszerrel, biztonsági védelmi rendszerrel és intelligens vezérlőrendszerrel. Biztonságos, intelligens és egyszerű. | Új energiatermelő oldal, hálózati oldal, felhasználói oldal |
| 2 | Napnövés | PowerTitan | Folyadékhűtéses energiatároló megoldás | Nagy földi erőmű |
| 3 | Chinaztt | Új generációs MUSE1.0 folyadékhűtési rendszer | Kerámia bevonatú vasfoszfát akkumulátorok, nyomelem-adalékolás és BMS kiegyenlítés, alumínium keret előibolya szerkezeti modulokkal: IP67 besorolású akkumulátorrekesz független tűzvédelmi rendszerrel, PACK szintfigyeléssel és klaszter szintű permetezéssel, U alakú folyadékhűtő lemezzel és professzionális csővezeték-kialakítással. | / |
| 4 | Sermatec | Serlattice folyadékhűtéses konténeres energiatároló rendszer | Folyadékhűtéses hőkezelési kialakítás nagy rendszerintegrációs sűrűséggel PACK-szintű tűzvédelem: helyi biztonsági figyelmeztető rendszer | Kereskedelmi és ipari energiatárolás |
| 5 | Hyberstrong | HyperSafe sorozatú, gyújtószikramentes, szilárdtest akkumulátoros, folyadékhűtéses energiatároló rendszer | 280Ah-s vas-foszfát szilárdtest akkumulátort használ; négy dimenzióban – akkumulátorbiztonság, integrációs biztonság, rendőrségi biztonság és aktív biztonság – biztosít műszaki garanciát a teljes rendszer biztonsága érdekében. | / |
| 6 | Zhougu | CX-1000 nyersanyag-tároló konténer energiatároló rendszer | IP54-es védettségi szinttel; C4-5 korrózióvédelemmel, többlépcsős tűzoltó rendszer moduláris és magasan integrált kialakításával, valamint előregyártott kabinszerelési megoldással. | / |
| 7 | Naradaerő | Új generációs CenterL folyadékhűtéses energiatároló rendszer | Folyadékhűtéses rendszer, 280Ah-s vas-foszfát akkumulátorokkal, 1500V-os rendszerplatform nagy hatékonysággal és a lehető legnagyobb biztonság, hosszú élettartam és jobb LCOS négy fő előnyének integrációjával | / |
| 8 | Éva | Eve 1500 V-os folyadékhűtéses energiatároló rendszer | Átfogó védelemmel, pontos hőmérséklet-szabályozással, rugalmas elrendezéssel, nagy hatékonysággal és négy fő előnnyel, DC1500V feszültségplatform támogatásával, gyors telepítéssel és gyors hálózatépítéssel | / |
| 9 | Ipotisedge | 1500 V-os intelligens folyadékhűtéses energiatároló rendszer | Telepítést nem igényel, folyadékhűtéses kialakítás, kettős tűzvédelem, intelligens felhő, valós idejű elemzés, tízéves élettartam, élettartamig tartó üzemeltetés és karbantartás | Megújuló energia hálózati integráció, hálózati kiegészítő szolgáltatások, elosztott és mikrohálózatok hálózati átvitele és elosztása |
| 10 | Chintpower | Új generáció PowerBlock energiatároló rendszer | Magasan integrált energiatároló akkumulátor modul, nagyfeszültségű doboz, hőmérséklet-szabályozó rendszer, korai figyelmeztető tűzjelző rendszer, energiaelosztó rendszer stb. | Nagyméretű energiatároló üzemek |
| 11 | Trinasolar | Folyadékhűtéses energiatároló szekrények TrinaStorageElementa | A „költséghatékony, maximális biztonságú, intelligens üzemeltetésű és kényelmes, rugalmas karbantartású” négy fő előnnyel | / |
| 12 | Hítium | Új generációs folyadékhűtéses tartály | Oldalsó hűtési technológia alkalmazása, a rendszer hőmérséklet-eloszlásának optimalizálása többlépcsős, változó átmérőjű hőkezelő rendszer kialakításával; többszörös elektromos védelem kialakítása; rendszerbiztonság a kipufogócsatorna robbanásmentesítésével és tűzoltó rendszer kialakításával | Hálózati oldal, teljesítmény oldal |
| 13 | Shuangdeng csoport | Shuangdeng PowerBank új folyadékhűtéses energiatároló rendszer | Többdimenziós tűzoltó és előre összeszerelt kialakítású, folyadékhűtéses rendszer | Nagyméretű energiatároló üzemek |
| Mindent egyben energiatároló szekrény | ||||
| 1 | Napnövés | PowerStack | Folyadékhűtéses energiatároló megoldás a „hármas teljesítményintegrációhoz” | Kereskedelmi és ipari erőművek |
| 2 | Teplore | TensorpackT elosztott energiatároló rendszer | A nagymértékben integrált tervezési koncepciónak köszönhetően a szekrény egyetlen egységben tartalmazza az akkumulátort, az épületfelügyeleti rendszert (BMS EMS), a hőkezelő rendszert, a DC/AC kétirányú átalakítót és a tűzoltó rendszert. | Ipari és kereskedelmi környezetek, például gyárparkok, töltőállomások, kereskedelmi épületek, adatközpontok stb. |
| 3
| Sermatec | Folyadékhűtéses integrált kültéri szekrények | Magasan integrált PCS, akkumulátor, folyadékhűtő, energiaelosztó és tűzvédelmi rendszer: széles feszültségbemeneti paradigma, maximális támogatás 4 párhuzamos egységhez: 3 rétegű BMS architektúra, digitalizált LCD kijelző, intelligens EMS-sel feltöltve, a kapcsolódó berendezések adatgyűjtésének és monitorozásának megvalósításához. | / |
| 4 | Sinexcel | Akkumulátortároló kültéri szekrény | Kis ipari és kereskedelmi felhasználók számára 30 kW-os energiatároló adóként. Több szekrény párhuzamos támogatása a közepes és nagy ipari és kereskedelmi közösségek, szigetek és egyéb hálózatban rögzített mezők megawatt-szintjének kielégítése, hálózaton kívüli, gyenge hálózati forgatókönyvek, plug and play, integrált all-in-one kialakítás. | Kis kereskedelmi és ipari felhasználók |
| 5 | Hyberstrong | Új generációs HyperSafe sorozatú folyadékhűtéses tárolószekrények gyújtószikramentes szilárdtest akkumulátorokhoz | 280Ah-s kálium-vas-foszfát szilárdtest akkumulátort használ; műszaki biztosítékokat valósít meg az akkumulátorbiztonság, a generációs biztonság, a menedzsmentbiztonság és az aktív biztonság négy dimenziójában a teljes rendszer biztonságának elérése érdekében. | Háztartási energiatárolás, energiatároló erőmű, kereskedelmi és ipari energiatárolás |
| 6 | Jd-energia | Moduláris folyadékhűtő Source Grid Side 1500V Energy Block eBlock372 | Mindent egyben kialakítás, az akkumulátor, a BMS, a nagy teljesítményű PCS, a biztonsági rendszer és a hőkezelő rendszer egyetlen szabványos kültéri szekrényben, amely egy integrált, plug-and-play energiatároló rendszer integrációs termékeket alkot ipari és kereskedelmi erőművek számára. | forrás hálózati oldal |
| 7 | Kereskedelmi és ipari ügyféloldal 1000 V-os energiablokk termékek eBlock200 | / | Kereskedelmi és ipari felhasználói oldal | |
| Nagyfeszültségű kaszkádos energiatároló rendszer | ||||
| 1 | Jinpan Technology | Teljesen folyadékhűtéses 35kV/12,5MW/25 MWh nagyfeszültségű kaszkád tároló | Nincs szükség transzformátorra, közvetlen hozzáférés 6 kV feletti nagyfeszültséghez. Hálózat: akkumulátoros aktív kiegyenlítési technológiát, nagyfeszültségű kaszkád energiatároló technológiát és teljes folyadékhűtéses hőkezelési technológiát használ. | Generációs oldal, hálózati oldal, ipari és kereskedelmi felhasználói oldal |
| 2 | Zhiguang | Kaszkád típusú 35 kV-os nagyfeszültségű, közvetlenül szerelt, nagy kapacitású energiatároló rendszer | A Zhiguang Energy Storage, a Huaneng Qingneng Energiaakadémia és a Sanghaji Jiaotong Egyetem által közösen fejlesztett projekt alkalmas új energiatároló erőművek és nagyméretű GW-szintű elektrokémiai energiatároló erőművek építésére. | Nagyméretű energiatároló üzemek |
Jelenleg a hazai és külföldi mainstream energiatároló integrációs gyártók alapvetően a folyadékhűtéses hőkezelési technológián alapuló energiatároló berendezéseket indították el, és a tavalyi év második felétől kezdve számos projektben fokozatosan széles körű alkalmazásokat hajtottak végre, egyes gyártók pedig felhagytak a léghűtéses energiatároló termékekkel, és teljes mértékben a folyadékhűtéses technológia felé fordultak. Ezért a léghűtéses rendszerhez képest a folyadékhűtéses rendszer technológiájának és alkalmazási forgatókönyveinek fejlődésével jobban képes kielégíteni a piac sürgető igényeit az energiatároló rendszerek mérete és az energiasűrűség növekedése iránt. A nagy energiasűrűség, az alacsony helyigény, az alacsony segédenergia-fogyasztás és a finom hőmérséklet-szabályozás előnyei egyre nagyobb figyelmet kapnak.
| Energiatároló hőmérséklet-szabályozó berendezéseket gyártó cégek | |||
| Vállalkozás | Fő ügyfelek és folyamat | Fő termék | Technikai rutin |
| Envicool | A CATL, BYD, Narada Power, KeLu Electronics, PingGao Group, Sunshine Power, Hyberstrong, valamint külföldi MC sorozatú kültéri szekrényklíma-gyártók, MC sorozatú mainstream rendszerintegrátorok és akkumulátorgyártók; a 2021-es energiatároló légkondicionálók, az EMW sorozatú energiatároló hűtőberendezések hőmérséklet-szabályozó üzletágának bevétele elérte a 337 millió jüant. | C sorozatú mainstream rendszerintegrátorok és akkumulátorgyártók; 2021-es energiatároló légkondicionáló, EMW sorozatú energiatároló hűtőberendezés | Léghűtés, folyadékhűtés |
| Shenling | Állami Hálózat stb. | Integrált tetőklíma, osztott oszlopos szobaklíma, integrált beágyazott klíma, helyiségbe szerelt osztott precíziós klíma | Léghűtés |
| Tongfei | 2020-ban a vállalat elkezdte betölteni a terjeszkedést az energiatárolás hőmérséklet-szabályozási területén, és kiterjesztette ügyfelei körét a Sunny Powerre, a Kelongra, a Trinasolarra stb. | Folyadékhűtéses rendszerek, tetőre szerelt ipari klímaberendezések, integrált ipari klímaberendezések, split ipari klímaberendezések, fali klímaberendezések | Léghűtés, folyadékhűtés |
| Gaolan | Fő ügyfeleink elosztott akkumulátor-integrációs gyártók és akkumulátorgyárak, és már elkezdtük az együttműködést a Ningde Times-szal. | Lítium akkumulátoros, egyszekrényes energiatároló folyadékhűtő termékeken alapul, nagyméretű energiatároló erőművi folyadékhűtő rendszeren, előregyártott kabinos energiatároló folyadékhűtő termékeken stb. | Folyadékhűtés |
| Songzhi | Belépett a Ningde Times, a Vision Energy és más ügyfelek beszállítói rendszerébe, két termékkel a tömeggyártás szakaszába lépve, és több termék fejlesztés alatt áll. | Folyadékhűtéses hőkezelő rendszer energiatároláshoz (két termék tömeggyártásban, több fejlesztés alatt) | Léghűtés, folyadékhűtés |
| Aotecar | A Ningde Times szállítása 2020-ban kezdődik, a folyadékhűtéses hőkezelő rendszer energiatárolására szolgáló alsó tételes gyártása pedig 2021-ben. | Energiatároló folyadékhűtés és hőkezelő rendszer | Léghűtés, folyadékhűtés |
A folyadékhűtési energia jövőbeli lehetőségei
Költség szempontjából a vonatkozó tanulmányok szerint a folyadékhűtéses rendszerek energiafogyasztása általában jóval alacsonyabb, mint a léghűtéses rendszereké, azonos hűtési hatás mellett. Ezért, bár a folyadékhűtéses rendszer kezdeti beruházási költsége magasabb, az energiatároló rendszer teljes életciklusa alatti átfogó költsége alacsonyabb lehet, mint a léghűtéses rendszeré. Összefoglalva, úgy véljük, hogy bizonyos forgatókönyvekben a folyadékhűtés várhatóan fokozatosan felváltja a léghűtést, mint az energiatárolás hőmérséklet-szabályozásának fő formája.
Ennek ellenére a folyadékhűtéses rendszerek továbbra is bizonyos kihívásokkal szembesülnek a megbízhatóság tekintetében. Korábban a folyadékhűtés alkalmazása az energiatárolás hőmérséklet-szabályozása területén viszonylag csekély volt, a technológia fejlettsége a léghűtéses rendszerekhez képest még mindig bizonyos mértékű lemaradást mutat, különösen a működés stabilitása és megbízhatósága terén. Pontosabban, a folyadékhűtéses rendszer csövei hajlamosak a korrózióra és a lerakódásokra, ami a hűtőfolyadék elzáródásához vagy szivárgásához vezethet, míg a víz, a glikol, a szilikonolaj és más gyakori hűtőfolyadékok károsíthatják az akkumulátort vagy rövidzárlatot okozhatnak a rendszerben, ami biztonsági kockázatot jelent az energiatároló erőművek számára.
Ezenkívül az energiatároló rendszer tervezési élettartama általában eléri a 15 évet, de a folyadékhűtéses rendszerben lévő szivattyúk és szelepek élettartama gyakran körülbelül 7 év, és a kettő között van bizonyos eltérés. Ezért nagyon valószínű, hogy a folyadékhűtéses rendszert karban kell tartani, vagy az alkatrészeket ki kell cserélni a folyadékhűtéses rendszer leállításával a tárolóprojekt üzemeltetése során, ami befolyásolja a projekt gazdaságosságát. Természetesen a folyadékhűtési technológia fejlődésével úgy gondoljuk, hogy ezek a problémák várhatóan egymás után megoldódnak, a folyadékhűtés átfogó képe továbbra is az energiatároló hőmérséklet-szabályozásának jövőbeli fejlesztési trendje lesz.
