Mikill fjöldi rafhlöðu í orkugeymslukerfinu, mikil afkastageta og afl, þétt uppröðun rafhlöðu og flókin og breytileg vinnuskilyrði eru viðkvæm fyrir vandamálum eins og ójöfnum hitadreifingu og miklum hitamismun milli rafhlöðu, sem leiðir til versnandi afkösta rafhlöðunnar, minnkunar á afkastagetu og styttri endingartíma, sem hefur áhrif á afköst alls kerfisins og í alvarlegum tilfellum getur leitt til hitaupphlaups og öryggisslysa. Til að ná fram orkugeymslu í stórum stíl, með meðallangan til langan hringrás, sterkum þolmörkum og mikilli öryggisafköstum hefur vökvakælingartækni orðið vinsæl leið á sviði hitastjórnunar orkugeymslu.
Eins og er eru algengustu aðferðirnar við hitastjórnun á markaðnum, sem sýndar verða hér að neðan.
Loftkæling
Loftkæling er eins konar kæliaðferð sem notar loft sem kalt miðil og varmaflutning með varmaflutningi til að lækka hitastig rafhlöðunnar, sem er mikið notuð í iðnaðarkælingu, fjarskiptastöðvum og hitastýringarkerfum gagnavera, með tiltölulega mikilli tæknilegri þroska og áreiðanleika.
Vökvakæling
Vökvakæling er eins konar vökvi sem kælimiðill, þar sem vökvaflæði er notað til að flytja hita sem myndast af innri íhlutum upplýsingatæknibúnaðarins í gagnaverinu út á búnaðinn. Í samanburði við loftkælingu er uppbygging vökvakælikerfisins flóknari og þéttari og það krefst ekki stórs svæðis af varmadreifingarrásum, þannig að það tekur tiltölulega lítið svæði.
Kæling á hitapípum
Kæling í hitapípum byggir á fasabreytingu kælimiðilsins sem er innilokað í rörinu til að ná fram varmaflutningi, með mikilli skilvirkni varmadreifingar, öryggi og áreiðanleika o.s.frv., en kostnaðurinn er einnig mikill og hagnýt notkun í rafhlöðukerfum með stórum afkastagetu eins og orkugeymslu er tiltölulega lítil.
| Þrjár helstu samanburðaraðferðir fyrir hitastjórnun | |||
| Einkenni | Loftkæling | Vökvakæling | Fasabreytingarkúlun |
| Kælimiðill | Loft | Vökvi | Efni sem breytir fasa |
| Snertiaðferð | Beint | Óbeint | Beint |
| Hönnun | Auðvelt | Flókið | Auðvelt |
| Skilvirkni varmaflutnings | Neðri | Hærra (0,5-10) | Miðlungs |
| Kostnaður | Neðri | Hærra | Miðlungs |
| Vernd | Lágar kröfur, auðvelt að ná | Flókið kerfi, erfitt að ná fram | Einfalt kerfi, auðvelt að ná fram |
| Varmaflutningsstuðull | 25-100 | 1000-15.000 | / |
| Hitastigsjafnvægi | Óeinsleitni | Einsleitni | Einsleitni |
| Líftími | ≥10 ár | 3-5 ár | Tengt efni |
| Uppsetning | Auðvelt | Erfitt | Auðvelt |
| Umsókn | Lágt orkuþéttleiki rafhlöðunnar, endurhleðsla og úthleðsla | Há orkuþéttleiki rafhlöðu, endurhleðsla og afhleðsla | Miðlungs |
| Tæknilegt þroskastig | Þroskaður | Þroskaður | Óþroskaður |
Vegna hærri varmaflutningsstuðuls og eðlisvarmagetu kælivökvans og þeirrar staðreyndar að það er ekki fyrir áhrifum af þáttum eins og hæð yfir sjávarmáli og loftþrýstingi, hefur vökvakælikerfið sterkari varmadreifingargetu en loftkælt kerfi, sem er aðlögunarhæfara að þróun stórra orkugeymsluverkefna með mikilli orkuþéttleika.
Frá kostnaðarsjónarmiði, samkvæmt viðeigandi rannsóknum, er orkunotkun vökvakælikerfa yfirleitt mun minni en loftkældra kerfa þegar kælingaráhrif eru sömu. Þess vegna, þó að upphafskostnaður vökvakælikerfa sé hærri, getur heildarkostnaður þess yfir allan líftíma orkugeymslukerfisins verið lægri en loftkældra kerfa. Í stuttu máli teljum við að í sumum tilfellum sé gert ráð fyrir að vökvakæling muni smám saman koma í stað loftkælingar sem almennrar hitastýringar fyrir orkugeymslu.
| Kostir vökvakælingar | |
| Lágur orkukostnaður | Vökvakæling getur notað 45°C/113F vatn til kælingar að mestu leyti. |
| Mikil kæliorkuþéttleiki | Loftkæling fyrir skápa yfir 20 kW dregur verulega úr áhrifum vökvakælingar og dýfingar á flísarstigi. |
| Lítil vatnsnotkun | Hægt er að útrýma eða draga verulega úr uppgufunarkælingu |
| Aðlögun að erfiðu umhverfi | Kæling með kafi í vökva þarfnast ekki loftstreymis og er einangruð frá ytra umhverfi. |
| Lágt hávaðastig | Vökvakæling á flísarstigi krefst aðeins lítils loftstreymis |
| Jafnvægi varmaleiðni | Góð meðalhitadreifing fyrir orkugeymslu og rafhlöður. |
| Verulega minni orkunotkun | Heildarorkunotkun er lág, við sömu kæliafköst er orkunotkunin aðeins eins lág og hjá loftkældum einingum. |
| Áhrif allt árið eru sjálfbær | Minna veðurfarsleg áhrif, minni árstíðabundin sveiflur |
Stærð markaðarins fyrir vökvakælingu
Vökvakælingartækni hefur verið viðurkennd af sumum fyrirtækjum í niðurstreymi.
Í ágúst 2023 gaf Longyuan Power Group út aðra lotu rammakaupa fyrir vökvakælikerfi og forsamsetta breyti-hvatastýrða klefa fyrir orkugeymslustöðvar árið 2023, og áætlaður innkaupatími fyrir vökvakælikerfi fyrir orkugeymslukerfi var 600 MW/1200 MWh; National Energy Group gaf út aðra lotu útboðstilkynningu fyrir orkugeymslubúnað árið 2023, og heildarmagn vökvakælikerfis fyrir orkugeymslustöðvar var 600 MW/1200 MWh.
Og frá árinu 2022 hafa viðeigandi framleiðendur hleypt af stokkunum vökvakældum orkugeymslukerfum af stokkunum og fjölbreytni vökvakældra vara hefur verið að aukast.
Í maí 2022 kynnti Sunny Power Power til sögunnar PowerTitan fyrir stórar jarðvirkjanir og PowerStack fyrir orkugeymslu í atvinnuskyni og iðnaði, en bæði kerfin nota vökvakæld kerfi.
Í verkefninu sem GCL EnerD hefur tilkynnt að verði sett í framleiðslu, notar vökvakælda rafhlöðupakkinn litíum-járnfosfat rafhlöðufrumur, með hámarkslíftíma allt að 15.000 sinnum, og notar jafnframt samþætta vökvakælda pípulagnir, með hitastigsmun minni en 3°C. Samþættu vökvakældu orkugeymsluskáparnir eru flokkaðir í tvær megingerðir, þ.e. 100kw og 200kw, sem geta stutt við eftirspurn eftir alls kyns iðnaðar-, viðskipta- og iðnaðarvirkjunum af ýmsum stærðum og í hvaða samsetningum sem er, og forsmíðað form getur dregið úr tíma og kostnaði við uppsetningu og kembiforrit á staðnum. Forsmíðað form getur dregið úr tíma og kostnaði við uppsetningu og gangsetningu á staðnum.
| Ný vara fyrir orkugeymslu í vökvakælingu árið 2022 | ||||
| Nei. | Fyrirtæki | Vöruheiti | Einkenni | Umsókn |
| Orkugeymslukerfi í gámum | ||||
| 1 | Kelong | Kelong S vökvakælt orkugeymslukerfi | Þar á meðal 1500V orkugeymsla, klasa, vökvakælikerfi, öryggisverndarkerfi og snjallt stjórnunarkerfi. Öruggt, snjallt og einfalt. | Ný orkuframleiðsluhlið, raforkukerfishlið, notendahlið |
| 2 | Sólvaxandi | PowerTitan | Vökvakæld orkugeymslulausn | Stór jarðvirkjun |
| 3 | Kína | Ný kynslóð MUSE1.0 vökvakælikerfis | Járnfosfatrafhlöður með keramikhúðaðri byggingu, snefilefnablöndun og BMS-jöfnun, álgrind með forfjólubláum burðareiningum: IP67-vottað rafhlöðuhólf með sjálfstæðu brunavarnarkerfi, eftirlit með rafhlöðustigi og úðahönnun fyrir klasastig, U-laga vökvakæliplata og fagleg pípulagnahönnun. | / |
| 4 | Sermatec | Serlattice vökvakælt ílátageymslukerfi fyrir orku | Vökvakæld hitastýring með mikilli þéttleika kerfissamþættingar. Brunavarnir á PACK-stigi: staðbundið öryggisviðvörunarkerfi. | Orkugeymsla fyrir fyrirtæki og iðnað |
| 5 | Höfuðsterkt | HyperSafe serían af sjálfsöruggum rafgeymum með vökvakælingu og orkugeymslukerfi | Það notar 280Ah járnfosfat fastrafhlöðu; það innleiðir tæknilega ábyrgð í fjórum víddum: rafhlöðuöryggi, samþættingaröryggi, lögregluöryggi og virkt öryggi, til að ná öryggi alls kerfisins. | / |
| 6 | Zhougu | CX-1000 Orkugeymslukerfi fyrir hráar ílát | Með IP54 verndarstigi; C4-5 tæringarvörn, mátbundinni og mjög samþættri hönnun margstiga slökkvikerfis og forsmíðaðri lausn fyrir klefauppsetningu. | / |
| 7 | Narada-afl | Ný kynslóð CenterL vökvakælds orkugeymslukerfis | Vökvakælt kerfi, hlaðið með 280Ah járnfosfat rafhlöðum 1500V kerfispalli með mikilli skilvirkni og samþættingu fullkomins öryggis og langrar líftíma, betri LCOS fjórir helstu kostir | / |
| 8 | Eva | Eve 1500V vökvakælt orkugeymslukerfi | Með alhliða vernd, nákvæmri hitastýringu, sveigjanlegri uppsetningu, mikilli skilvirkni og fjórum kjarnakostum, stuðningi við DC1500V spennupall, hraðri dreifingu, hraðri nettengingu | / |
| 9 | Ímyndað | 1500V snjallt vökvakælt orkugeymslukerfi | Engin uppsetning nauðsynleg, vökvakæld hönnun, tvöföld brunavarnir, snjallt ský, rauntímagreining, tíu ára líftími, ævilangur rekstur og viðhald | Samþætting endurnýjanlegrar orkukerfis, aukaþjónusta raforkukerfa, flutningur og dreifing raforkukerfa, dreifð og örnet |
| 10 | Chintpower | Ný kynslóð PowerBlock orkugeymslukerfi | Mjög samþætt orkugeymslu rafhlöðueining, háspennukassi, hitastýringarkerfi, viðvörunarkerfi fyrir bruna, dreifikerfi fyrir rafmagn o.s.frv. | Stórfelldar orkugeymslustöðvar |
| 11 | Trínasólar | Vökvakældir orkugeymsluskápar frá TrinaStorageEle menta | Með fjórum helstu kostum „hagkvæmni, fullkomnu öryggi, snjallri notkun og viðhaldi sem er þægilegt og sveigjanlegt“ | / |
| 12 | Híþíum | Ný kynslóð vökvakældra íláta | Notið hliðarkælingartækni, hámarkið hitastigsdreifingu kerfisins með fjölþrepa hönnun á hitastjórnunarkerfi með breytilegum þvermáli; hönnun á mörgum rafmagnsvörnum; öryggi kerfisins með því að nota sprengihömlun í útblástursrásum og hönnun á slökkvikerfi. | Nethlið, aflhlið |
| 13 | Shuangdeng Group | Shuangdeng PowerBank Nýtt vökvakælt orkugeymslukerfi | Fjölvíddar slökkvikerfi og forsamsett hönnun alls kerfisins með vökvakælingartækni | Stórfelldar orkugeymslustöðvar |
| Allt í einum orkugeymsluskáp | ||||
| 1 | Sólvaxandi | PowerStack | Vökvakæld orkugeymslulausn fyrir „þrefalda orkusamþættingu“ | Atvinnu- og iðnaðarorkuver |
| 2 | Teplore | TensorpackT dreifð orkugeymslukerfi | Skápurinn notar mjög samþætta hönnunarhugmynd og samþættir rafhlöðu, BMS EMS, hitastjórnunarkerfi, tvíátta DC/AC breyti og slökkvikerfi í eitt. | Iðnaðar- og viðskiptaumhverfi eins og verksmiðjugarðar, hleðslustöðvar, atvinnuhúsnæði, gagnaver o.s.frv. |
| 3
| Sermatec | Vökvakældir innbyggðir útiskápar | Mjög samþætt PCS, rafhlaða, vökvakælir, afldreifingar- og brunavarnakerfi: breitt spennuinntakslíkan, hámarksstuðningur fyrir 4 samsíða einingar: 3-laga BMS arkitektúr, stafrænn LCD skjár, hlaðinn snjöllum EMS, til að ná fram gagnasöfnun og eftirliti með tengdum búnaði. | / |
| 4 | Sinexcel | Geymsluskápur fyrir rafhlöður utandyra | Lítil iðnaðar- og viðskiptanotendur nota 30 kW orkugeymslusendi sem kjarna. Styður marga skápa samsíða til að mæta megavattaþörf meðalstórra og stórra iðnaðar- og viðskiptasamfélaga, eyja og annarra svæða sem eru skráð í raforkukerfinu, utan raforkukerfisins og veikburða raforkukerfi, með „plug and play“ samþættri „allt-í-einu“ hönnun. | Lítil viðskipta- og iðnaðarnotendur |
| 5 | Höfuðsterkt | Ný kynslóð af vökvakældum geymsluskápum í HyperSafe-línunni fyrir sjálföruggar rafgeymar með föstu efnasambandi | Notar 280 Ah kalíumjárnfosfat rafhlaða í föstu formi; innleiðir tæknilegar öryggisráðstafanir í fjórum víddum rafhlöðuöryggis, framleiðsluöryggis, stjórnunaröryggis og virks öryggis til að ná öryggi alls kerfisins. | Orkugeymsla heimila, orkugeymsluvirkjun, orkugeymsla fyrir fyrirtæki og iðnað |
| 6 | Jd-orka | Mátbundinn vökvakælir, uppspretta, nethliðar 1500V orkublokk eBlock372 | Allt-í-einu hönnun, rafhlaða, BMS, há PCS, öryggiskerfi, hitastjórnunarkerfi í einn staðlaðan útiskáp, sem myndar samþætta, plug-and-play orkublokk orkugeymslukerfis samþættingarvörur iðnaðar- og atvinnuvirkjana. | upprunanethlið |
| 7 | Viðskiptavinahlið fyrirtækja og iðnaðar 1000V orkublokkarvörur eBlock200 | / | Notendahlið viðskipta og iðnaðar | |
| Háspennu Cascade orkugeymslukerfi | ||||
| 1 | Jinpan-tækni | Alveg vökvakælt 35kV/12,5MW/25 MWh háspennugeislageymslukerfi | Enginn spennubreytir þarf, bein aðgangur að háspennu yfir 6KV. Net: notar rafhlöðujöfnunartækni, háspennu-kaskaðaorkugeymslutækni og hitastjórnunartækni fyrir vökvakælingu. | Rafmagnshlið, raforkukerfishlið, iðnaðar- og viðskiptanotendahlið |
| 2 | Zhiguang | Beinuppsett orkugeymslukerfi af gerðinni 35kV háspennu með miklu afkastagetu | Það var þróað sameiginlega af Zhiguang Energy Storage, Huaneng Qingneng orkuakademíunni og Shanghai Jiaotong háskólanum og hentar vel til byggingu nýrra orkugeymslustöðva og stórra rafefnafræðilegra orkugeymslustöðva á GW-stigi. | Stórfelldar orkugeymslustöðvar |
Eins og er hafa innlendir og erlendir framleiðendur, sem samþætta orkugeymslur, í grundvallaratriðum hleypt af stokkunum orkugeymslubúnaði sem byggir á vökvakældri varmastjórnunartækni. Frá seinni hluta síðasta árs hafa mörg verkefni smám saman hrint í framkvæmd fjölbreyttum notkunarmöguleikum. Sumir framleiðendur hafa jafnvel hætt að nota loftkældar orkugeymsluvörur og ýtt undir vökvakælda tækni að fullu. Þess vegna, samanborið við loftkæld kerfi, með áframhaldandi þroska tækni og notkunarsviðum vökvakældra kerfa, er það betur í stakk búið til að mæta brýnni þörfum markaðarins fyrir orkugeymslukerfi sem eru stærri og orkuþéttari. Kostirnir við mikinn orkuþéttleika, lítið fótspor, lága aukaorkunotkun og fína hitastýringu munu vekja meiri athygli.
| Fyrirtæki sem stjórna hitastýringarbúnaði fyrir orkugeymslu | |||
| Fyrirtæki | Helstu viðskiptavinir og ferli | Aðalvara | Tæknileg rútína |
| Envicool | CATL, BYD, Narada Power, KeLu Electronics, PingGao Group, Sunshine Power, Hyberstrong, sem og erlendar MC-línur af rafmagnsloftkælum fyrir útihús, MC-línur af almennum kerfissamþættingum og rafhlöðuframleiðendum; Tekjur af orkugeymsluloftkælum og EMW-línu af hitastýringu fyrir orkugeymslu námu 337 milljónum júana árið 2021. | C-serían framleiðir almennra kerfa og rafhlöðuframleiðendur; Orkusparandi loftkæling árið 2021, EMW serían orkusparandi kælir | Loftkæling, vökvakæling |
| Shenling | Ríkisnet o.s.frv. | Samþætt loftkæling á þaki, loftkæling fyrir herbergi með klofinni súlu, samþætt innbyggð loftkæling, nákvæm loftkæling með klofinni stærð sem fest er á herbergi | Loftkæling |
| Tongfei | Árið 2020 hóf fyrirtækið að leggja áherslu á hitastýringu í orkugeymslu og stækkaði viðskiptavinahóp sinn til að fela í sér Sunny Power, Kelong, Trinasolar o.fl. | Vökvakæld kerfi, iðnaðarloftkælingar á þaki, samþættar iðnaðarloftkælingar, klofnar iðnaðarloftkælingar, veggfestar loftkælingar | Loftkæling, vökvakæling |
| Gaolan | Helstu viðskiptavinir okkar eru dreifðir framleiðendur rafhlöðusamþættingar og rafhlöðuverksmiðjur, og við höfum þegar hafið samstarf við Ningde Times. | Byggt á litíum rafhlöðum með einum skáp fyrir orkugeymslu og vökvakælingu, stórfelldum orkugeymsluorkuverum fyrir vökvakælingu, forsmíðuðum kælibúnaði fyrir orkugeymslu og svo framvegis. | Vökvakæling |
| Songzhi | Það hefur komist inn í birgjakerfi Ningde Times, Vision Energy og annarra viðskiptavina, þar sem tvær vörur eru komnar í fjöldaframleiðslu og nokkrar vörur í þróun. | Vökvakælt hitastjórnunarkerfi fyrir orkugeymslu (tvær vörur í fjöldaframleiðslu, nokkrar í þróun) | Loftkæling, vökvakæling |
| Aotecar | Birgðir til Ningde Times hefjast árið 2020 og framleiðsla á neðri lotu á vökvakældu varmastjórnunarkerfi fyrir orkugeymslu hefst árið 2021. | Orkugeymsluvökvakæling og hitastjórnunarkerfi | Loftkæling, vökvakæling |
Möguleikar á fljótandi kæliorku í framtíðinni
Hvað varðar kostnað, samkvæmt viðeigandi rannsóknum, er orkunotkun vökvakælikerfa yfirleitt mun lægri en loftkældra kerfa, miðað við sömu kælingaráhrif. Þess vegna, þó að upphafskostnaður fjárfestingar í vökvakælikerfum sé hærri, gæti heildarkostnaður þeirra yfir allan líftíma orkugeymslukerfisins verið lægri en loftkældra kerfa. Í stuttu máli teljum við að í sumum tilfellum sé gert ráð fyrir að vökvakæling muni smám saman koma í stað loftkælingar sem almennrar hitastýringar fyrir orkugeymslu.
Þrátt fyrir þetta standa vökvakælikerfi enn frammi fyrir ákveðnum áskorunum hvað varðar áreiðanleika. Áður hefur notkun vökvakælingar á sviði hitastýringar orkugeymslu verið tiltölulega lítil og tækniþroski loftkældra kerfa er enn ákveðinn munur, sérstaklega hvað varðar stöðugleika og áreiðanleika í rekstri. Sérstaklega eru pípur vökvakælikerfa viðkvæmar fyrir tæringu og útfellingum, sem leiðir til stíflu eða leka á kælivökva, en vatn, glýkól, sílikonolía og önnur algeng kælivökvi geta skemmt rafhlöðuna eða valdið skammhlaupi í kerfinu, sem leiðir til öryggisáhættu í orkugeymsluorkuverum.
Að auki nær hönnunarlíftími orkugeymslukerfisins venjulega 15 ár, en líftími dælna og loka í vökvakælikerfinu er oft um 7 ár og það er ákveðið misræmi á milli þessara tveggja. Þess vegna er mjög líklegt að viðhalda þurfi vökvakælikerfinu eða skipta um íhluti með því að slökkva á vökvakælikerfinu á meðan geymsluverkefnið stendur yfir, sem hefur áhrif á hagkvæmni verkefnisins. Að sjálfsögðu, með framþróun vökvakælingartækni, teljum við að þessi vandamál verði leyst hvert á fætur öðru, og heildarsýnin á vökvakælingu verður enn framtíðarþróun hitastigsstýringar orkugeymslu.
