Didelis akumuliatorių skaičius energijos kaupimo sistemoje, didelė talpa ir galia, tankus akumuliatorių išdėstymas ir sudėtingos bei kintančios darbo sąlygos lemia tokias problemas kaip netolygus temperatūros pasiskirstymas ir dideli temperatūrų skirtumai tarp akumuliatorių, dėl kurių blogėja akumuliatorių veikimas, sumažėja talpa ir sutrumpėja tarnavimo laikas, o tai turi įtakos visos sistemos veikimui, o sunkiais atvejais gali sukelti šiluminį išsiveržimą ir saugos avarijas. Siekiant įgyvendinti didelio masto, vidutinio ir ilgo ciklo, didelio tolerancijos lygio ir didelio saugos lygio energijos kaupimo kryptį, skysčio aušinimo technologija tapo populiariu būdu energijos kaupimo šilumos valdymo srityje.
Šiuo metu rinkoje yra pagrindiniai šilumos valdymo metodai, kurie būtų parodyti toliau.
Oro aušinimas
Oro aušinimas yra aušinimo metodas, kuriame oras naudojamas kaip šalta terpė ir konvekcinis šilumos perdavimas, siekiant sumažinti akumuliatoriaus temperatūrą. Jis plačiai naudojamas pramoninio šaldymo, telekomunikacijų bazinių stočių ir duomenų centrų temperatūros valdymo scenarijuose, pasižymintis gana aukštu techniniu brandumu ir patikimumu.
Skysčio aušinimas
Skysčio aušinimas – tai tam tikras skystis, veikiantis kaip šaltnešis, kuris perduoda duomenų centro IT įrangos vidinių komponentų generuojamą šilumą į įrangos išorę skysčio srautu. Palyginti su oro aušinimu, skysčio aušinimo sistemos struktūra yra sudėtingesnė ir kompaktiškesnė, todėl nereikia didelio šilumos išsklaidymo kanalų ploto, todėl ji užima santykinai nedidelį plotą.
Šilumos vamzdžių aušinimas
Šilumos vamzdžių aušinimas priklauso nuo vamzdžio viduje esančios aušinimo terpės fazės pokyčio, kad būtų užtikrintas šilumos perdavimas, didelis šilumos išsklaidymo efektyvumas, saugumas ir patikimumas ir kt., tačiau kaina taip pat yra didelė, o praktinis pritaikymas didelės talpos akumuliatorių sistemose, tokiose kaip energijos kaupimas, yra santykinai mažas.
| Trys pagrindiniai šilumos valdymo techniniai rutinos palyginimai | |||
| Būdingas | Oro aušinimas | Skysčio aušinimas | Fazės kaitos vėsinimas |
| Aušinimo terpė | Oras | Skystis | Fazinio kaitos medžiaga |
| Kontaktinis būdas | Tiesiogiai | Netiesiogiai | Tiesiogiai |
| Dizainas | Lengva | Kompleksas | Lengva |
| Šilumos perdavimo efektyvumas | Žemutinis | Didesnis (0,5–10) | Vidutinis |
| Kaina | Žemutinis | Aukštesnis | Vidutinis |
| Apsauga | Maži reikalavimai, lengva pasiekti | Sudėtinga sistema, sunkiai įgyvendinama | Paprasta sistema, lengva pasiekti |
| Šilumos perdavimo koeficientas | 25–100 | 1000–15 000 | / |
| Temperatūros vienodumas | Nevienodumas | Vienodumas | Vienodumas |
| Gyvenimo trukmė | ≥10 metų | 3–5 metai | Susiję su medžiagomis |
| Įrengimas | Lengva | Sunku | Lengva |
| Paraiška | Mažas akumuliatoriaus energijos tankis, įkrauti ir iškrauti | Didelis akumuliatoriaus energijos tankis, įkrovimas ir iškrovimas | Vidutinis |
| Techninio brandumo lygis | Brandus | Brandus | Nesubrendęs |
Dėl didesnio aušinimo skysčio šilumos perdavimo koeficiento ir savitosios šiluminės talpos bei to, kad jam įtakos neturi tokie veiksniai kaip aukštis virš jūros lygio ir oro slėgis, skysčio aušinimo sistema pasižymi didesniu šilumos išsklaidymo pajėgumu nei oru aušinama sistema, todėl ji labiau prisitaiko prie didelio masto, didelio energijos tankio energijos kaupimo projektų plėtros tendencijų.
Kalbant apie sąnaudas, remiantis atitinkamais tyrimais, esant tokiam pačiam aušinimo efektui, skysčio aušinimo sistemos energijos suvartojimas paprastai yra daug mažesnis nei oru aušinamos sistemos. Todėl, nors pradinė skysčio aušinimo sistemos investicija yra didesnė, jos bendros išlaidos per visą energijos kaupimo sistemos gyvavimo ciklą gali būti mažesnės nei oru aušinamos sistemos. Apibendrinant, manome, kad kai kuriais atvejais tikimasi, jog skysčio aušinimas palaipsniui pakeis oro aušinimą kaip pagrindinę energijos kaupimo temperatūros reguliavimo formą.
| Skysčio aušinimo privalumai | |
| Mažos energijos sąnaudos | Skysčio aušinimas dažniausiai gali naudoti 45 °C / 113 °F vandenį aušinimui |
| Didelis aušinimo galios tankis | Spintelių, kurių galia didesnė nei 20 kW, oro aušinimas žymiai sumažina lustų lygio skysčio aušinimo ir panardinimo poveikį. |
| Mažas vandens suvartojimas | Garavimo aušinimas gali būti pašalintas arba gerokai sumažintas |
| Prisitaikymas prie atšiaurių aplinkos sąlygų | Panardintam skysčio aušinimui nereikia oro srauto ir jis yra izoliuotas nuo išorinės aplinkos. |
| Žemas triukšmo lygis | Lusto lygio skysčio aušinimui reikia tik nedidelio oro srauto |
| Vienodas šilumos išsklaidymas | Geras vidutinis šilumos išsklaidymas energijos kaupimui ir maitinimo baterijoms. |
| Žymiai mažesnis energijos suvartojimas | Bendras energijos suvartojimas yra mažas, esant tokioms pačioms šaldymo galios sąlygoms, energijos suvartojimas yra toks pat mažas kaip ir oru aušinamų įrenginių. |
| Poveikis ištisus metus yra tvarus | Mažiau įtakos turi orai, mažesnis sezoninis kintamumas |
Skystojo aušinimo rinkos mastas
Skysčio aušinimo technologiją pripažino kai kurios galutinio vartojimo įmonės.
2023 m. rugpjūtį „Longyuan Power Group“ paskelbė antrąją energijos kaupimo elektrinėms skirtų skystojo aušinimo sistemų ir iš anksto surinktų keitiklių-stiprintuvų integruotų kabinų bendrųjų pirkimų partiją, o skystojo aušinimo energijos kaupimo sistemos pirkimo sąmata buvo 600 MW / 1200 MWh; „National Energy Group“ paskelbė antrąją energijos kaupimo įrangos bendrųjų pirkimų konkurso skelbimą 2023 m., o bendras skystojo aušinimo akumuliatorių sistemos, skirtos energijos kaupimo elektrinėms, kiekis buvo 600 MW / 1200 MWh.
Nuo 2022 m. atitinkami gamintojai intensyviai pristatė skysčiu aušinamas energijos kaupimo sistemas, o skysčiu aušinamų gaminių asortimentas didėja.
2022 m. gegužę „Sunny Power“ pristatė „PowerTitan“ didelėms antžeminėms elektrinėms ir „PowerStack“ komerciniam ir pramoniniam energijos kaupimui, kurie abu naudoja skysčiu aušinamas sistemas.
Projekte, kurį „GCL EnerD“ paskelbė apie gamybos pradžią, skysčiu aušinamame akumuliatorių bloke naudojami ličio geležies fosfato akumuliatorių elementai, kurių maksimali ciklų trukmė yra iki 15 000 kartų, ir tuo pačiu metu įdiegta integruota skysčiu aušinamų vamzdynų konstrukcija, kurios temperatūrų skirtumas yra mažesnis nei 3 °C. Integruotos skysčiu aušinamos energijos kaupimo spintos skirstomos į dvi pagrindines gaminių serijas: 100 kW ir 200 kW, kurios gali patenkinti visų rūšių pramoninių, komercinių ir pramoninių elektrinių, nepriklausomai nuo jų dydžio ir derinio, paklausą, o surenkama forma gali sumažinti įrengimo ir derinimo vietoje laiką bei sąnaudas. Surenkama forma gali sumažinti įrengimo ir paleidimo vietoje laiką bei sąnaudas.
| Naujas skysto aušinimo energijos kaupimo produktas 2022 m. | ||||
| Nr. | Įmonė | Produkto pavadinimas | Būdingas | Paraiška |
| Konteinerių energijos kaupimo sistema | ||||
| 1 | Kelongas | „Kelong S“ skysčiu aušinama energijos kaupimo sistema | Įskaitant 1500 V energijos kaupimo akumuliatorių, bloką, skysčio aušinimo sistemą, saugos apsaugos sistemą ir išmaniąją valdymo sistemą. Saugu, išmanu ir paprasta. | Naujos energijos gamybos pusė, tinklo pusė, vartotojo pusė |
| 2 | Saulėgrąža | PowerTitan | Skysčiu aušinamas energijos kaupimo sprendimas | Didelė antžeminė elektrinė |
| 3 | Chinaztt | Naujos kartos MUSE1.0 skysčio aušinimo sistema | Geležies fosfato akumuliatoriai su keramika dengtu korpusu, mikroelementų legiravimu ir BMS išlyginimu, aliuminio rėmu su priešvioletiniais konstrukciniais moduliais: IP67 klasės akumuliatorių skyrius su nepriklausoma priešgaisrine sistema, PACK lygio stebėjimu ir klasterio lygio purškimu, U formos skysčio aušinimo plokšte ir profesionalia vamzdynų konstrukcija. | / |
| 4 | Sermatec | Serlattice skysčiu aušinama konteinerinė energijos kaupimo sistema | Skysčiu aušinama šilumos valdymo konstrukcija su dideliu sistemos integravimo tankiu. PACK lygio priešgaisrinė apsauga: vietinė apsaugos įspėjimo sistema. | Komercinis ir pramoninis energijos kaupimas |
| 5 | Hyberstrongas | „HyperSafe“ serijos iš esmės saugi kietojo kūno baterija, skysčiu aušinama energijos kaupimo sistema | Jame naudojama 280Ah geležies fosfato kietojo kūno baterija; įgyvendinamos techninės garantijos keturiais baterijų saugos, integracijos saugos, policijos saugumo ir aktyvaus saugumo aspektais, siekiant užtikrinti visos sistemos saugumą. | / |
| 6 | Zhougu | CX-1000 žaliavinio konteinerio energijos kaupimo sistema | Su IP54 apsaugos lygiu; C4-5 apsauga nuo korozijos, modulinė ir labai integruota daugiapakopės gaisro gesinimo sistemos konstrukcija bei iš anksto pagamintu kabinos montavimo sprendimu. | / |
| 7 | Naradapower | Naujos kartos „CenterL“ skysčiu aušinama energijos kaupimo sistema | Skysčiu aušinama sistema, aprūpinta 280 Ah geležies fosfato akumuliatoriais, 1500 V sistemos platforma, pasižyminti dideliu efektyvumu ir maksimalaus saugumo bei ilgo tarnavimo laiko integracija, geresniu LCOS, keturiais pagrindiniais privalumais. | / |
| 8 | Ieva | „Eve 1500V“ skysčiu aušinama energijos kaupimo sistema | Su išsamia apsauga, tiksliu temperatūros valdymu, lanksčiu išdėstymu, dideliu efektyvumu, keturiais pagrindiniais privalumais, palaikoma DC1500V įtampos platforma, greitas diegimas, greitas tinklų kūrimas | / |
| 9 | Ipotisedge | 1500 V išmanioji skysčiu aušinama energijos kaupimo sistema | Nereikia montuoti, skysčiu aušinamas dizainas, dviguba priešgaisrinė apsauga, išmanusis debesis, realaus laiko analizė, dešimties metų tarnavimo laikas, visą eksploatavimo laiką trunkanti eksploatacija ir priežiūra | Atsinaujinančiosios energijos tinklo integravimas, tinklo pagalbinės paslaugos, tinklo perdavimas ir paskirstymas, paskirstytieji ir mikro tinklai |
| 10 | Chintpower | Naujoji karta „PowerBlock“ energijos kaupimo sistema | Labai integruotas energijos kaupimo akumuliatoriaus modulis, aukštos įtampos dėžutė, temperatūros kontrolės sistema, ankstyvojo įspėjimo apie gaisrą sistema, elektros energijos paskirstymo sistema ir kt. | Didelio masto energijos kaupimo įrenginiai |
| 11 | Trinasolar | Skysčiu aušinamos energijos kaupimo spintos gaminiai „TrinaStorageElementa“ | Su „ekonomišku, maksimaliu saugumu, išmaniu valdymu ir patogia bei lanksčia priežiūra“ keturiais pagrindiniais privalumais | / |
| 12 | Hitis | Naujos kartos skysčiu aušinamas konteineris | Įdiegti šoninio aušinimo technologiją, optimizuoti sistemos temperatūros paskirstymą taikant daugiapakopę kintamo skersmens šilumos valdymo sistemos konstrukciją; daugialypę elektros apsaugos konstrukciją; sistemos saugumą naudojant išmetimo kanalo sprogimo mažinimo ir gaisro gesinimo sistemos konstrukciją. | Tinklo pusė, elektros pusė |
| 13 | Shuangdeng grupė | „Shuangdeng PowerBank“ – nauja skysčiu aušinama energijos kaupimo sistema | Daugialypis gaisrų gesinimo ir iš anksto surinktas visos sistemos su skysčio aušinimo technologija projektas | Didelio masto energijos kaupimo įrenginiai |
| Viskas vienoje energijos kaupimo spintelėje | ||||
| 1 | Saulėgrąža | „PowerStack“ | Skysčiu aušinamas energijos kaupimo sprendimas „trigubai galios integracijai“ | Komercinės ir pramoninės elektrinės |
| 2 | Teplore | „TensorpackT“ paskirstytoji energijos kaupimo sistema | Pritaikius itin integruotą dizaino koncepciją, spintelė sujungia akumuliatorių, BMS EMS, šilumos valdymo sistemą, dvikryptį nuolatinės/kintamosios srovės keitiklį ir gaisro gesinimo sistemą į vieną. | Pramoniniai ir komerciniai scenarijai, tokie kaip gamyklų parkai, įkrovimo stotelės, komerciniai pastatai, duomenų centrai ir kt. |
| 3
| Sermatec | Skysčiu aušinamos integruotos lauko spintelės | Labai integruota PCS, akumuliatorius, skysčio aušintuvas, elektros paskirstymo ir priešgaisrinės apsaugos sistema: plati įtampos įvesties paradigma, maksimalus 4 lygiagrečių įrenginių palaikymas: 3 sluoksnių BMS architektūra, skaitmeninis LCD ekranas su išmaniąja EMS sistema, skirta susijusios įrangos duomenų rinkimui ir stebėjimui. | / |
| 4 | Sinexcel | Baterijų laikymo lauko spintelė | Mažiems pramoniniams ir komerciniams vartotojams skirtas 30 kW energijos kaupimo siųstuvas kaip pagrindas. Palaiko kelias spinteles lygiagrečiai, kad būtų patenkintas vidutinių ir didelių pramoninių ir komercinių bendruomenių, salų ir kitų tinkle užregistruotų laukų megavatų lygis, neprisijungus prie tinklo, silpno tinklo scenarijai, „plug and play“, integruotas „viskas viename“ dizainas. | Maži komerciniai ir pramoniniai vartotojai |
| 5 | Hyberstrongas | Naujos kartos „HyperSafe“ serijos skysčiu aušinamos saugojimo spintos, skirtos iš esmės saugioms kietojo kūno baterijoms | Naudoja 280 Ah kalio geležies fosfato kietojo kūno akumuliatorių; įgyvendina technines apsaugos priemones keturiais akumuliatorių saugos, generavimo saugos, valdymo saugos ir aktyviosios saugos aspektais, kad būtų užtikrintas visos sistemos saugumas. | Buitinės energijos kaupimas, energijos kaupimo elektrinė, komercinė ir pramoninė energijos kaupimas |
| 6 | Jd-energija | Modulinis skysčio aušintuvas „Source Grid Side“ 1500 V energijos blokas „eBlock372“ | „All-in-one“ konstrukcija – akumuliatorius, BMS, didelis PCS, saugos sistema, šilumos valdymo sistema viename standartizuotame lauko spintelės komplekte, sudarant integruotą, „plug-and-play“ energijos bloko energijos kaupimo sistemos integravimo produktą pramoninėms ir komercinėms elektrinėms. | šaltinio tinklo pusėje |
| 7 | Komercinių ir pramoninių klientų pusėje 1000 V energijos blokų produktai eBlock200 | / | Komercinių ir pramoninių vartotojų pusėje | |
| Aukštos įtampos kaskadinė energijos kaupimo sistema | ||||
| 1 | Jinpan technologija | Visiškai aušinamas skysčiu 35 kV / 12,5 MW / 25 MWh aukštos įtampos kaskadinė saugykla | Transformatoriaus nereikia, tiesioginė prieiga prie aukštos įtampos, viršijančios 6 kV. Tinklelis: naudojama aktyvaus akumuliatorių išlyginimo technologija, aukštos įtampos kaskadinės energijos kaupimo technologija ir visiškai skysto aušinimo šilumos valdymo technologija. | Generavimo pusė, tinklo pusė, pramoninių ir komercinių vartotojų pusė |
| 2 | Žiguangas | Kaskadinio tipo 35 kV aukštos įtampos tiesiogiai montuojama didelės talpos energijos kaupimo sistema | Jį kartu sukūrė „Zhiguang Energy Storage“, „Huaneng Qingneng“ energetikos akademija ir Šanchajaus Jiaotong universitetas, ir jis tinka naujų energijos kaupimo elektrinių ir didelio masto GW lygio elektrocheminių energijos kaupimo elektrinių statybai. | Didelio masto energijos kaupimo įrenginiai |
Šiuo metu, įskaitant vidaus ir užsienio pagrindinius energijos kaupimo integravimo gamintojus, iš esmės pristatė skysčiu aušinamą šilumos valdymo technologiją pagrįstą energijos kaupimo įrangą, o nuo praėjusių metų antrosios pusės daugelyje projektų palaipsniui buvo vykdoma plati pritaikymo sritis, kai kurie gamintojai netgi atsisakė oru aušinamų energijos kaupimo gaminių, visiškai pereidami prie skysčiu aušinamų technologijų. Todėl, palyginti su oru aušinamomis sistemomis, skysčiu aušinamų sistemų technologijoms ir pritaikymo scenarijams toliau bręstant, jos gali geriau patenkinti skubius rinkos poreikius, susijusius su energijos kaupimo sistemų mastu ir didėjančiu energijos tankiu. Didelis energijos tankis, mažas užimamas plotas, mažas pagalbinės energijos suvartojimas ir tikslus temperatūros valdymas pritrauks daugiau dėmesio.
| Energijos kaupimo temperatūros reguliavimo įrangos įmonės | |||
| Įmonė | Pagrindiniai klientai ir procesas | Pagrindinis produktas | Techninė rutina |
| Envicool | CATL, BYD, Narada Power, KeLu Electronics, PingGao Group, Sunshine Power, Hyberstrong, taip pat užsienio MC serijos galios lauko spintelių oro kondicionieriai, MC serijos pagrindiniai sistemų integratoriai ir akumuliatorių gamintojai; 2021 m. energiją kaupiančių oro kondicionierių, EMW serijos energiją kaupiančių aušintuvų temperatūros reguliavimo verslo pajamos siekė 337 mln. juanių. | C serijos pagrindinių sistemų integratoriai ir akumuliatorių gamintojai; 2021 m. energiją kaupiantis oro kondicionierius, EMW serijos energiją kaupiantis aušintuvas | Oro aušinimas, skysčio aušinimas |
| Šenlingas | Valstybinis tinklas ir kt. | Integruotas ant stogo montuojamas oro kondicionierius, padalintas kolonėlės tipo kambario oro kondicionierius, integruotas įterptinis oro kondicionierius, kambaryje montuojamas padalintas tikslus oro kondicionierius | Oro aušinimas |
| Tongfei | 2020 m. bendrovė pradėjo plėsti energijos kaupimo temperatūros reguliavimo sritį ir išplėtė savo klientų ratą, įtraukdama „Sunny Power“, „Kelong“, „Trinasolar“ ir kt. | Skysčiu aušinamos sistemos, ant stogo montuojami pramoniniai oro kondicionieriai, integruoti pramoniniai oro kondicionieriai, skaldyti pramoniniai oro kondicionieriai, prie sienos montuojami oro kondicionieriai | Oro aušinimas, skysčio aušinimas |
| Gaolanas | Pagrindiniai mūsų klientai yra paskirstytosios akumuliatorių integracijos gamintojai ir akumuliatorių gamyklos, o mes jau pradėjome bendradarbiauti su „Ningde Times“. | Remiantis ličio baterijos vienos spintelės energijos kaupimo skysčio aušinimo produktais, didelio masto energijos kaupimo elektrinės skysčio aušinimo sistema, surenkamaisiais kabinos energijos kaupimo skysčio aušinimo produktais ir kt. | Skysčio aušinimas |
| Songzhi | Ji pateko į „Ningde Times“, „Vision Energy“ ir kitų klientų tiekėjų sistemą, du produktai pereina į masinę gamybą, o keli produktai yra kuriami. | Skysčiu aušinama šilumos valdymo sistema energijai kaupti (du produktai masinėje gamyboje, keli kuriami) | Oro aušinimas, skysčio aušinimas |
| Aotecar | Tiekimas „Ningde Times“ prasidės 2020 m., o skysčiu aušinamos šilumos valdymo sistemos, skirtos energijos kaupimui, apatinės partijos gamyba prasidės 2021 m. | Energijos kaupimo skysčio aušinimo ir šilumos valdymo sistema | Oro aušinimas, skysčio aušinimas |
Skystojo aušinimo energijos potencialas ateityje
Kalbant apie sąnaudas, remiantis atitinkamais tyrimais, skysčio aušinimo sistemų energijos suvartojimas paprastai yra daug mažesnis nei oru aušinamų sistemų, esant tokiam pačiam aušinimo efektui. Todėl, nors pradinė skysčio aušinimo sistemos investicija yra didesnė, jos bendros išlaidos per visą energijos kaupimo sistemos gyvavimo ciklą gali būti mažesnės nei oru aušinamos sistemos. Apibendrinant, manome, kad kai kuriais atvejais tikimasi, jog skysčio aušinimas palaipsniui pakeis oru aušinimą kaip pagrindinę energijos kaupimo temperatūros reguliavimo formą.
Nepaisant to, skystojo aušinimo sistemos vis dar susiduria su tam tikrais iššūkiais, susijusiais su patikimumu. Anksčiau skystojo aušinimo taikymas energijos kaupimo temperatūros reguliavimo srityje buvo palyginti mažas, todėl technologijos branda, palyginti su oru aušinamomis sistemomis, vis dar turi tam tikrų spragų, ypač veikimo stabilumo ir patikimumo srityje. Tiksliau sakant, skystojo aušinimo sistemos vamzdynai yra linkę korozijai ir nuosėdoms, dėl kurių gali užsikimšti arba nutekėti aušinimo skystis, o vanduo, glikolis, silikoninė alyva ir kiti įprasti aušinimo skysčiai gali pažeisti akumuliatorių arba sukelti sistemos trumpąjį jungimą, o tai kelia pavojų energijos kaupimo stočių saugai.
Be to, energijos kaupimo sistemos projektinis tarnavimo laikas paprastai siekia 15 metų, tačiau skysčio aušinimo sistemoje esančių siurblių ir vožtuvų eksploatavimo laikas dažnai siekia apie 7 metus, ir tarp jų yra tam tikras neatitikimas. Todėl labai tikėtina, kad kaupimo projekto eksploatavimo metu skysčio aušinimo sistemą reikės prižiūrėti arba pakeisti komponentus, išjungiant skysčio aušinimo sistemą, o tai turi įtakos projekto ekonomiškumui. Žinoma, tobulėjant skysčio aušinimo technologijoms, manome, kad šios problemos bus išspręstos viena po kitos, o bendras skysčio aušinimo vaizdas vis dar bus būsima energijos kaupimo temperatūros reguliavimo plėtros tendencija.
