Bilangan bateri yang banyak dalam sistem penyimpanan tenaga, kapasiti dan kuasa yang besar, susunan bateri yang padat, dan keadaan kerja yang kompleks dan berubah-ubah terdedah kepada masalah seperti pengagihan suhu yang tidak sekata dan perbezaan suhu yang besar antara bateri, yang mengakibatkan penurunan prestasi bateri, pengurangan kapasiti dan jangka hayat yang lebih pendek, yang menjejaskan prestasi keseluruhan sistem, dan dalam kes yang serius, boleh mengakibatkan pelarian haba dan kemalangan keselamatan. Untuk merealisasikan penyimpanan tenaga kepada kitaran berskala besar, sederhana panjang, toleransi yang kuat dan hala tuju prestasi keselamatan yang tinggi, teknologi penyejukan cecair telah menjadi laluan popular dalam bidang pengurusan haba penyimpanan tenaga.
Pada masa ini, kaedah pengurusan terma arus perdana berada di pasaran, yang akan ditunjukkan seperti di bawah.
Penyejukan udara
Penyejukan udara adalah sejenis kaedah penyejukan yang menggunakan udara sebagai medium sejuk dan pemindahan haba perolakan untuk mengurangkan suhu bateri, yang digunakan secara meluas dalam senario penyejukan industri, stesen pangkalan telekomunikasi dan kawalan suhu pusat data, dengan kematangan teknikal dan kebolehpercayaan yang agak tinggi.
Penyejukan cecair
Penyejukan cecair adalah sejenis cecair sebagai bahan pendingin, menggunakan aliran cecair untuk memindahkan haba yang dihasilkan oleh komponen dalaman peralatan IT di pusat data ke bahagian luar peralatan. Berbanding dengan penyejukan udara, struktur sistem penyejukan cecair lebih kompleks dan padat, dan ia tidak memerlukan penggunaan kawasan saluran pelesapan haba yang besar, jadi ia menempati kawasan yang agak kecil.
Penyejukan paip haba
Penyejukan paip haba bergantung pada perubahan fasa medium penyejuk yang tertutup dalam tiub untuk merealisasikan pemindahan haba, dengan kecekapan pelesapan haba yang tinggi, keselamatan dan kebolehpercayaan, dan sebagainya, tetapi kosnya juga tinggi, dan aplikasi praktikal dalam sistem bateri berkapasiti besar seperti penyimpanan tenaga agak kecil.
| Tiga perbandingan rutin teknikal pengurusan haba utama | |||
| Ciri-ciri | Penyejukan udara | Penyejukan cecair | Perubahan fasa berkokok |
| Medium penyejuk | Udara | Cecair | Bahan perubahan fasa |
| Kaedah hubungan | Secara langsung | Secara tidak langsung | Secara langsung |
| Reka Bentuk | Mudah | Kompleks | Mudah |
| Kecekapan pemindahan haba | Lebih rendah | Lebih Tinggi (0.5-10) | Sederhana |
| Kos | Lebih rendah | Lebih tinggi | Sederhana |
| Perlindungan | Keperluan rendah, mudah dicapai | Sistem yang kompleks, sukar dicapai | Sistem mudah, mudah dicapai |
| Pekali pemindahan haba | 25-100 | 1000-15,000 | / |
| Keseragaman suhu | Ketidakseragaman | Keseragaman | Keseragaman |
| Jangka hayat | ≥10 tahun | 3-5 tahun | Berkaitan dengan bahan |
| Pemasangan | Mudah | Sukar | Mudah |
| Permohonan | Ketumpatan tenaga bateri yang rendah, cas semula dan nyahcas | Ketumpatan tenaga bateri yang tinggi, cas semula dan nyahcas | Sederhana |
| Tahap kematangan teknikal | Matang | Matang | Tidak matang |
Disebabkan oleh pekali pemindahan haba dan kapasiti haba tentu penyejuk yang lebih tinggi dan hakikat bahawa ia tidak terjejas oleh faktor seperti ketinggian dan tekanan udara, sistem penyejukan cecair mempunyai kapasiti pelesapan haba yang lebih kuat daripada sistem penyejukan udara, yang lebih mudah disesuaikan dengan trend pembangunan projek penyimpanan tenaga berskala besar dan berketumpatan tenaga tinggi.
Dari sudut pandangan kos, menurut kajian yang berkaitan, dalam kes kesan penyejukan yang sama, penggunaan tenaga sistem penyejukan cecair biasanya jauh lebih rendah daripada sistem penyejukan udara. Oleh itu, walaupun kos pelaburan awal sistem penyejukan cecair lebih tinggi, kos komprehensifnya dalam keseluruhan kitaran hayat sistem penyimpanan tenaga mungkin lebih rendah daripada sistem penyejukan udara. Secara ringkasnya, kami percaya bahawa dalam beberapa senario, penyejukan cecair dijangka secara beransur-ansur menggantikan penyejukan udara sebagai bentuk kawalan suhu arus perdana untuk penyimpanan tenaga.
| Kelebihan penyejukan cecair | |
| Kos tenaga yang rendah | Penyejukan cecair boleh menggunakan air 45°C/113F untuk penyejukan pada kebanyakan masa |
| Ketumpatan kuasa penyejukan yang tinggi | Penyejukan udara untuk kabinet melebihi 20kW mengurangkan kesan penyejukan dan rendaman cecair aras cip dengan ketara. |
| Penggunaan Air Rendah | Penyejukan penyejatan boleh dihapuskan atau dikurangkan dengan ketara |
| Adaptasi kepada persekitaran yang keras | Penyejukan cecair tenggelam tidak memerlukan sebarang aliran udara dan diasingkan daripada persekitaran luaran. |
| Tahap hingar yang rendah | Penyejukan cecair peringkat cip hanya memerlukan sedikit aliran udara |
| Pelesapan haba seragam | Pelesapan haba purata yang baik untuk penyimpanan tenaga dan kuasa bateri. |
| Penggunaan tenaga yang jauh lebih rendah | Penggunaan kuasa keseluruhan adalah rendah, di bawah keadaan kapasiti penyejukan yang sama, penggunaan kuasa hanya serendah unit yang disejukkan udara. |
| Kesan sepanjang tahun adalah mampan | Kurang terjejas oleh cuaca, kurang turun naik bermusim |
Skala pasaran penyejukan cecair
Teknologi penyejukan cecair telah diiktiraf oleh beberapa perusahaan penggunaan akhir hiliran.
Pada bulan Ogos 2023, Longyuan Power Group telah mengeluarkan kumpulan kedua perolehan rangka kerja sistem penyejukan cecair dan kabin bersepadu penggalak penukar pra-pemasangan untuk stesen janakuasa storan tenaga pada tahun 2023, dan anggaran perolehan sistem storan tenaga penyejukan cecair ialah 600MW/1200MWh; National Energy Group telah mengeluarkan kumpulan kedua notis bidaan perolehan rangka kerja peralatan storan tenaga pada tahun 2023, dan jumlah keseluruhan sistem bateri penyejukan cecair untuk stesen janakuasa storan tenaga ialah 600MW/1200MWh.
Dan sejak tahun 2022, pengeluar yang berkaitan telah melancarkan sistem penyimpanan tenaga penyejukan cecair secara intensif, dan kekayaan produk penyejukan cecair telah meningkat.
Pada Mei 2022, Sunny Power melancarkan PowerTitan untuk stesen janakuasa darat yang besar dan PowerStack untuk penyimpanan tenaga komersial dan perindustrian, yang kedua-duanya menggunakan sistem penyejukan cecair.
Dalam projek yang diumumkan akan dikeluarkan oleh GCL EnerD, pek bateri berpendingin cecair menggunakan sel bateri litium besi fosfat, dengan jangka hayat kitaran maksimum sehingga 15,000 kali ganda, dan pada masa yang sama menggunakan reka bentuk paip berpendingin cecair bersepadu, dengan perbezaan suhu kurang daripada 3°C. Kabinet simpanan tenaga berpendingin cecair bersepadu dikategorikan kepada dua siri produk utama, iaitu 100kw dan 200kw, yang dapat menyokong permintaan untuk semua jenis stesen janakuasa perindustrian, komersial dan perindustrian pelbagai saiz dan dalam sebarang kombinasi, dan bentuk pasang siap dapat mengurangkan masa dan kos pemasangan dan penyahpepijatan di tapak. Bentuk pasang siap dapat mengurangkan masa dan kos pemasangan dan pentauliahan di tapak.
| Produk penyimpanan tenaga penyejukan cecair baharu pada tahun 2022 | ||||
| Tidak. | Perusahaan | Nama produk | Ciri-ciri | Permohonan |
| Sistem penyimpanan tenaga kontena | ||||
| 1 | Kelong | Sistem penyimpanan tenaga sejukan cecair Kelong S | Termasuk bateri storan tenaga 1500V, kluster, sistem penyejukan cecair, sistem perlindungan keselamatan dan sistem pengurusan pintar. Selamat, Pintar dan Mudah. | Bahagian penjanaan tenaga baharu, bahagian grid, bahagian pengguna |
| 2 | Sungrow | PowerTitan | Penyelesaian Penyimpanan Tenaga Sejuk Cecair | Stesen Janakuasa Darat Besar |
| 3 | Chinaztt | Sistem Penyejukan Cecair MUSE1.0 Generasi Baharu | Bateri besi fosfat dengan binaan bersalut seramik, pendopan unsur surih dan penyamaan BMS, rangka aluminium dengan modul struktur pra-ungu: petak bateri berkadar IP67 dengan sistem perlindungan kebakaran bebas, pemantauan aras PACK dan reka bentuk penyemburan aras kluster, plat penyejukan cecair bentuk-U dan reka bentuk paip profesional. | / |
| 4 | Sermatec | Sistem penyimpanan tenaga kontena yang disejukkan cecair Serlattice | Reka bentuk pengurusan terma sejukan cecair dengan ketumpatan integrasi sistem yang tinggi Perlindungan kebakaran tahap PACK: sistem amaran keselamatan tempatan | Penyimpanan tenaga komersial dan perindustrian |
| 5 | Hyberstrong | Sistem Penyimpanan Tenaga Sejuk Cecair Bateri Keadaan Pepejal Siri HyperSafe yang Selamat Secara Intrinsik | Ia menggunakan bateri keadaan pepejal besi fosfat 280Ah; ia melaksanakan jaminan teknikal dalam empat dimensi keselamatan bateri, keselamatan integrasi, keselamatan polis dan keselamatan aktif, untuk mencapai keselamatan keseluruhan sistem. | / |
| 6 | Zhougu | Sistem Penyimpanan Tenaga Bekas Mentah CX-1000 | Dengan tahap perlindungan IP54; perlindungan kakisan C4-5, reka bentuk modular dan bersepadu tinggi bagi sistem pemadam kebakaran berbilang peringkat, dan penyelesaian pelekap kabin pasang siap. | / |
| 7 | Naradapower | Sistem penyimpanan tenaga sejukan cecair CenterL generasi baharu | Sistem penyejukan cecair, dimuatkan dengan bateri besi fosfat 280Ah, platform sistem 1500V dengan kecekapan tinggi dan penyepaduan keselamatan muktamad dan jangka hayat yang panjang, empat kelebihan utama LCOS yang lebih baik | / |
| 8 | Hawa | Sistem penyimpanan tenaga sejukan cecair Eve 1500V | Dengan perlindungan komprehensif, kawalan suhu yang tepat, susun atur fleksibel, kecekapan tinggi memperoleh empat kelebihan teras, menyokong platform voltan DC1500V, penggunaan pantas, rangkaian pantas | / |
| 9 | Ipotisedge | Sistem penyimpanan tenaga pintar berpendingin cecair 1500V | Tiada pemasangan diperlukan, reka bentuk sejukan cecair, perlindungan kebakaran berganda, awan pintar, analisis masa nyata, jangka hayat sepuluh tahun, operasi dan penyelenggaraan seumur hidup | Integrasi Grid Tenaga Boleh Diperbaharui, Perkhidmatan Sampingan Grid, Penghantaran dan Pengagihan Grid Teragih dan Mikrogrid |
| 10 | Chintpower | Generasi Baharu Sistem Storan Tenaga PowerBlock | Modul bateri storan tenaga bersepadu tinggi, kotak voltan tinggi, sistem kawalan suhu, sistem kebakaran amaran awal, sistem pengagihan kuasa, dsb. | Loji penyimpanan tenaga berskala besar |
| 11 | Trinasolar | Produk Kabinet Penyimpanan Tenaga Sejuk Cecair TrinaStorageEle menta | Dengan empat kelebihan utama "kos efektif, keselamatan muktamad, operasi pintar dan penyelenggaraan yang mudah dan fleksibel" | / |
| 12 | Hitium | Bekas penyejuk cecair generasi baharu | Mengguna pakai teknologi penyejukan sisi, mengoptimumkan pengagihan suhu sistem melalui reka bentuk sistem pengurusan terma diameter boleh ubah berbilang peringkat; reka bentuk perlindungan elektrik berganda; keselamatan sistem menggunakan pelepasan letupan saluran ekzos dan reka bentuk sistem pemadaman kebakaran | Bahagian grid, bahagian kuasa |
| 13 | Kumpulan Shuangdeng | Sistem Penyimpanan Tenaga Sejuk Cecair Baharu Shuangdeng PowerBank | Reka bentuk pemadaman kebakaran berbilang dimensi dan pra-pemasangan sistem lengkap dengan teknologi penyejukan cecair | Loji penyimpanan tenaga berskala besar |
| Kabinet simpanan tenaga semua dalam satu | ||||
| 1 | Sungrow | PowerStack | Penyelesaian penyimpanan tenaga sejukan cecair untuk "integrasi kuasa tiga kali ganda" | Loji janakuasa komersial dan perindustrian |
| 2 | Teplore | Sistem Penyimpanan Tenaga Teragih TensorpackT | Mengguna pakai konsep reka bentuk yang sangat bersepadu, kabinet ini menggabungkan bateri, BMS EMS, sistem pengurusan haba, penukar dwiarah DC/AC dan sistem pemadam kebakaran menjadi satu. | Senario perindustrian dan komersial seperti taman kilang, stesen pengecasan, bangunan komersial, pusat data, dll. |
| 3
| Sermatec | Kabinet luaran bersepadu yang disejukkan cecair | PCS, bateri, penyejuk cecair, pengagihan kuasa dan sistem perlindungan kebakaran yang sangat bersepadu: paradigma input voltan lebar, sokongan maksimum untuk 4 unit selari: seni bina BMS 3 lapisan, paparan LCD digital, dimuatkan dengan EMS pintar, untuk mencapai pemerolehan dan pemantauan data peralatan berkaitan. | / |
| 4 | Sinexcel | Kabinet Luar Penyimpanan Bateri | Pengguna industri dan komersial kecil menggunakan pemancar storan tenaga 30kW sebagai teras. Menyokong pelbagai kabinet secara selari, untuk memenuhi tahap megawatt komuniti industri dan komersial sederhana dan besar, pulau dan bidang lain yang direkodkan dalam grid, luar grid, senario grid lemah, pasang dan main, reka bentuk Semua-dalam-satu bersepadu. | Pengguna komersial dan perindustrian kecil |
| 5 | Hyberstrong | Generasi baharu kabinet storan sejukan cecair siri HyperSafe untuk bateri keadaan pepejal yang selamat secara intrinsik | Menggunakan bateri keadaan pepejal kalium besi fosfat 280Ah; melaksanakan perlindungan teknikal dalam empat dimensi keselamatan bateri, keselamatan penjanaan, keselamatan pengurusan dan keselamatan aktif untuk mencapai keselamatan keseluruhan sistem. | Storan tenaga isi rumah, stesen janakuasa storan tenaga, storan tenaga komersial dan perindustrian |
| 6 | Tenaga Jd | Penyejuk Cecair Modular Sumber Grid Sisi Blok Tenaga 1500V eBlock372 | Reka bentuk Al-dalam-satu, bateri, BMS, PCS tinggi, sistem keselamatan, sistem pengurusan haba ke dalam kabinet luaran piawai tunggal, membentuk blok tenaga pasang dan main bersepadu, produk penyepaduan sistem penyimpanan tenaga loji janakuasa perindustrian dan komersial | bahagian rangkaian sumber |
| 7 | Bahagian Pelanggan Komersial dan Perindustrian Produk Blok Tenaga 1000V eBlock200 | / | Bahagian pengguna komersial dan perindustrian | |
| Sistem Penyimpanan Tenaga Lata Voltan Tinggi | ||||
| 1 | Teknologi Jinpan | Sejuk sepenuhnya dengan cecair Storan Lata Voltan Tinggi 35kV/12.5MW/25 MWh | Tiada transformer diperlukan, akses terus kepada voltan tinggi melebihi 6KV. Grid: menggunakan teknologi penyamaan aktif bateri, teknologi penyimpanan tenaga lata voltan tinggi dan teknologi pengurusan terma penyejukan semua cecair. | Bahagian penjanaan, bahagian grid, bahagian pengguna perindustrian dan komersial |
| 2 | Zhiguang | Sistem storan tenaga berkapasiti besar jenis cascade voltan tinggi 35kV dipasang terus | Dibangunkan bersama oleh Zhiguang Energy Storage, Huaneng Qingneng Energy Academy dan Shanghai Jiaotong University, ia sesuai untuk pembinaan loji janakuasa penyimpanan tenaga baharu dan loji janakuasa penyimpanan tenaga elektrokimia peringkat GW berskala besar. | Loji penyimpanan tenaga berskala besar |
Pada masa ini, termasuk pengeluar integrasi storan tenaga arus perdana domestik dan asing pada dasarnya telah melancarkan peralatan storan tenaga berasaskan teknologi pengurusan haba penyejukan cecair, dan sejak separuh kedua tahun lepas, dalam banyak projek secara beransur-ansur menjalankan pelbagai aplikasi, sesetengah pengeluar juga telah melepaskan produk storan tenaga penyejukan udara, dan terus menggunakan teknologi penyejukan cecair. Oleh itu, berbanding dengan sistem penyejukan udara, dengan teknologi sistem penyejukan cecair dan senario aplikasi yang terus matang, ia lebih mampu memenuhi keperluan pasaran yang mendesak untuk skala sistem storan tenaga dan ketumpatan tenaga yang semakin meningkat dalam ketumpatan tenaga yang tinggi, jejak rendah, penggunaan tenaga tambahan yang rendah dan kelebihan kawalan suhu yang halus akan menarik lebih banyak perhatian.
| Syarikat peralatan kawalan suhu penyimpanan tenaga | |||
| Perusahaan | Pelanggan utama dan proses | Produk utama | Rutin teknikal |
| Envicool | CATL, BYD, Narada Power, KeLu Electronics, PingGao Group, Sunshine Power, Hyberstrong, serta siri MC asing bagi penghawa dingin kabinet luar kuasa, siri MC bagi penyepadu sistem arus perdana dan pengeluar bateri; hasil perniagaan penghawa dingin storan tenaga 2021, siri EMW bagi kawalan suhu penyejuk storan tenaga berjumlah 337 juta yuan | Pengilang penyepadu sistem arus perdana dan bateri siri C; penghawa dingin storan tenaga 2021, penyejuk storan tenaga siri EMW | Penyejukan udara, penyejukan cecair |
| Shenling | Grid Negeri, dsb. | Penghawa dingin bumbung bersepadu, penghawa dingin bilik tiang berpecah, penghawa dingin terbenam bersepadu, penghawa dingin ketepatan berpecah yang dipasang di bilik | Penyejukan udara |
| Tongfei | Pada tahun 2020, syarikat itu mula menyediakan bidang kawalan suhu untuk penyimpanan tenaga dan mengembangkan pelanggannya untuk merangkumi Sunny Power, Kelong, Trinasolar dan sebagainya. | Sistem penyejukan cecair, penghawa dingin industri yang dipasang di bumbung, penghawa dingin industri bersepadu, penghawa dingin industri berpecah, penghawa dingin yang dipasang di dinding | Penyejukan udara, penyejukan cecair |
| Gaolan | Pelanggan utama kami ialah pengeluar integrasi bateri yang diedarkan dan kilang bateri, dan kami telah pun memulakan kerjasama dengan Ningde Times. | Berdasarkan produk penyejukan cecair simpanan tenaga kabinet tunggal bateri litium, sistem penyejukan cecair stesen janakuasa simpanan tenaga berskala besar, produk penyejukan cecair simpanan tenaga kabin pasang siap, dan sebagainya. | Penyejukan cecair |
| Songzhi | Ia telah memasuki sistem pembekal Ningde Times, Vision Energy dan pelanggan lain, dengan dua produk memasuki peringkat pengeluaran besar-besaran dan beberapa produk dalam pembangunan. | Sistem pengurusan terma sejukan cecair untuk penyimpanan tenaga (dua produk dalam pengeluaran besar-besaran, beberapa dalam pembangunan) | Penyejukan udara, penyejukan cecair |
| Aotecar | Bekalan kepada Ningde Times akan bermula pada tahun 2020, dan pengeluaran kelompok terbawah bagi sistem pengurusan terma sejukan cecair untuk penyimpanan tenaga akan bermula pada tahun 2021. | Sistem Penyejukan Cecair dan Pengurusan Terma Penyimpanan Tenaga | Penyejukan udara, penyejukan cecair |
Potensi tenaga penyejukan cecair pada masa hadapan
Dari segi kos, menurut kajian yang berkaitan, penggunaan tenaga sistem penyejukan cecair biasanya jauh lebih rendah daripada sistem penyejukan udara, memandangkan kesan penyejukan yang sama. Oleh itu, walaupun kos pelaburan awal sistem penyejukan cecair lebih tinggi, kos komprehensifnya dalam keseluruhan kitaran hayat sistem penyimpanan tenaga mungkin lebih rendah daripada sistem penyejukan udara. Secara ringkasnya, kami percaya bahawa dalam beberapa senario, penyejukan cecair dijangka secara beransur-ansur menggantikan penyejukan udara sebagai bentuk kawalan suhu arus perdana untuk penyimpanan tenaga.
Walaupun begitu, sistem penyejukan cecair masih menghadapi cabaran tertentu dari segi kebolehpercayaan. Sebelum ini, aplikasi penyejukan cecair dalam bidang kawalan suhu penyimpanan tenaga agak kecil, kematangan teknologi berbanding penyejukan udara masih mempunyai jurang tertentu, terutamanya dalam kestabilan dan kebolehpercayaan operasi. Secara khususnya, paip sistem penyejukan cecair terdedah kepada kakisan dan pemendapan, mengakibatkan penyumbatan atau kebocoran penyejuk, manakala air, glikol, minyak silikon dan penyejuk biasa yang lain boleh merosakkan bateri atau menyebabkan litar pintas sistem, mengakibatkan risiko keselamatan stesen janakuasa penyimpanan tenaga.
Di samping itu, jangka hayat reka bentuk sistem penyimpanan tenaga biasanya mencapai 15 tahun, tetapi jangka hayat pam dan injap di dalam sistem penyejukan cecair selalunya kira-kira 7 tahun, dan terdapat ketidakpadanan tertentu antara kedua-duanya. Oleh itu, kemungkinan besar sistem penyejukan cecair perlu diselenggara atau komponen diganti dengan mematikan sistem penyejukan cecair semasa operasi projek penyimpanan, yang menjejaskan ekonomi projek. Sudah tentu, dengan kemajuan teknologi penyejukan cecair, kami percaya bahawa masalah ini dijangka dapat diselesaikan satu demi satu, pandangan keseluruhan penyejukan cecair masih akan menjadi trend pembangunan masa depan kawalan suhu penyimpanan tenaga.
