Велики број батерија у систему за складиштење енергије, велики капацитет и снага, густ распоред батерија и сложени и променљиви радни услови склони су проблемима као што су неравномерна расподела температуре и велике температурне разлике између батерија, што доводи до деградације перформанси батерије, смањења капацитета и скраћеног века трајања, утичући на перформансе целог система, а у озбиљним случајевима може довести до термичког одбијања и безбедносних незгода. Да би се остварило складиштење енергије великих размера, средње дугог циклуса, јаке толеранције и високих безбедносних перформанси, технологија течног хлађења постала је популаран пут у области термичког управљања складиштењем енергије.
Тренутно су на тржишту главне методе управљања температуром, које би биле приказане у наставку.
Хлађење ваздухом
Хлађење ваздухом је врста методе хлађења која користи ваздух као хладни медијум и конвекцијски пренос топлоте за смањење температуре батерије, што се широко користи у индустријском хлађењу, телекомуникационим базним станицама и сценаријима контроле температуре у центрима података, са релативно високом техничком зрелошћу и поузданошћу.
Течно хлађење
Течно хлађење је врста течности као расхладног средства, која користи проток течности за пренос топлоте коју генеришу унутрашње компоненте ИТ опреме у дата центру на спољашњост опреме. У поређењу са ваздушним хлађењем, структура система течног хлађења је сложенија и компактнија и не захтева распоређивање велике површине канала за одвођење топлоте, тако да заузима релативно малу површину.
Хлађење топлотним цевима
Хлађење топлотним цевима ослања се на промену фазе расхладног медијума затвореног у цеви како би се остварио пренос топлоте, са високом ефикасношћу одвођења топлоте, безбедношћу и поузданошћу итд., али је трошак такође висок, а практична примена у системима батерија великог капацитета, као што је складиштење енергије, је релативно мала.
| Поређење три главне техничке рутине за управљање топлотом | |||
| Карактеристика | Хлађење ваздухом | Течно хлађење | Гугутање са променом фазе |
| Расхладни медијум | Ваздух | Течност | Материјал за промену фазе |
| Метод контакта | Директно | Индиректно | Директно |
| Дизајн | Лако | Комплекс | Лако |
| Ефикасност преноса топлоте | Доњи | Више (0,5-10) | Средњи |
| Цена | Доњи | Више | Средњи |
| Заштита | Ниски захтеви, лако постићи | Сложен систем, тешко га је постићи | Једноставан систем, лако постићи |
| Коефицијент преноса топлоте | 25-100 | 1000-15.000 | / |
| Уједначеност температуре | Неједнакост | Уједначеност | Уједначеност |
| Животни век | ≥10 година | 3-5 година | Повезано са материјалима |
| Инсталација | Лако | Тешко | Лако |
| Примена | Ниска густина енергије батерије, пуњење и пражњење | Висока густина енергије батерије, пуњење и пражњење | Средњи |
| Ниво техничке зрелости | Зрело | Зрело | Незрео |
Због већег коефицијента преноса топлоте и специфичног топлотног капацитета расхладне течности и чињенице да на њега не утичу фактори попут надморске висине и ваздушног притиска, систем за течно хлађење има јачи капацитет одвођења топлоте од система хлађеног ваздухом, што је прилагодљивије тренду развоја великих пројеката складиштења енергије високе густине енергије.
Са становишта трошкова, према релевантним истраживањима, у случају истог ефекта хлађења, потрошња енергије система за течно хлађење је обично много мања него код система са ваздушним хлађењем. Стога, иако су почетни инвестициони трошкови система за течно хлађење виши, његови укупни трошкови у целом животном циклусу система за складиштење енергије могу бити нижи него код система са ваздушним хлађењем. Укратко, верујемо да се у неким сценаријима очекује да ће течно хлађење постепено заменити ваздушно хлађење као главни облик контроле температуре за складиштење енергије.
| Предности течног хлађења | |
| Ниски трошкови енергије | Течно хлађење може да користи воду температуре 45°C/113F за хлађење већину времена |
| Висока густина снаге хлађења | Ваздушно хлађење за ормариће преко 20 kW значајно смањује ефекат течног хлађења и урањања на нивоу чипа. |
| Мала потрошња воде | Испаравајуће хлађење може се елиминисати или значајно смањити |
| Адаптација на тешка окружења | Потопљено течно хлађење не захтева проток ваздуха и изоловано је од спољашње средине. |
| Низак ниво буке | Течно хлађење на нивоу чипа захтева само малу количину протока ваздуха |
| Равномерно одвођење топлоте | Добро просечно одвођење топлоте за складиштење енергије и батерије. |
| Значајно нижа потрошња енергије | Укупна потрошња енергије је ниска, под истим условима расхладног капацитета, потрошња енергије је само једнако ниска као код јединица са ваздушним хлађењем. |
| Ефекти током целе године су одрживи | Мање погођено временским условима, мања сезонска нестабилност |
Обим тржишта течног хлађења
Технологију течног хлађења препознала су нека предузећа која се баве крајњом употребом.
У августу 2023. године, Longyuan Power Group је објавила другу серију оквирних набавки система за течно хлађење и претходно склопљене интегрисане кабине конвертора-појачивача за електране за складиштење енергије у 2023. години, а процењена снага набавке система за течно хлађење била је 600 MW/1200 MWh; National Energy Group је објавила другу серију оквирних обавештења о набавци опреме за складиштење енергије у 2023. години, а укупна количина система батерија за течно хлађење за електране за складиштење енергије била је 600 MW/1200 MWh.
А од 2022. године, релевантни произвођачи интензивно лансирају системе за складиштење енергије са течним хлађењем, а богатство производа са течним хлађењем се повећава.
У мају 2022. године, компанија Sunny Power је лансирала PowerTitan за велике земаљске електране и PowerStack за комерцијално и индустријско складиштење енергије, а оба користе системе са течним хлађењем.
У пројекту који је најавила компанија GCL EnerD за производњу, батеријски пакет са течним хлађењем користи литијум-гвожђе-фосфатне батеријске ћелије, са максималним веком циклуса до 15.000 пута, и истовремено усваја интегрисани дизајн цеви са течним хлађењем, са температурном разликом мањом од 3°C. Интегрисани ормари за складиштење енергије са течним хлађењем су категорисани у две главне серије производа, наиме, 100kw и 200kw, који могу да подрже потражњу за свим врстама индустријских, комерцијалних и индустријских електрана различитих величина и у било којим комбинацијама, а префабриковани облик може да смањи време и трошкове инсталације и отклањања грешака на лицу места. Префабриковани облик може да смањи време и трошкове инсталације и пуштања у рад на лицу места.
| Нови производ за складиштење енергије са течним хлађењем у 2022. години | ||||
| Не. | Предузеће | Назив производа | Карактеристика | Примена |
| Систем за складиштење енергије у контејнерима | ||||
| 1 | Келонг | Келонг С систем за складиштење енергије са течним хлађењем | Укључујући батерију за складиштење енергије од 1500V, кластер, систем за течно хлађење, систем заштите безбедности и интелигентни систем управљања. Безбедно, паметно и једноставно. | Нова страна производње енергије, страна мреже, страна корисника |
| 2 | Сунгров | ПауерТитан | Решење за складиштење енергије хлађено течношћу | Велика земаљска електрана |
| 3 | Чиназт | Систем течног хлађења MUSE1.0 нове генерације | Гвожђе-фосфатне батерије са керамичким премазом, допирањем елемената у траговима и изједначавањем BMS-а, алуминијумским оквиром са пре-љубичастим структурним модулима: одељак за батерије са заштитом IP67 са независним системом заштите од пожара, праћењем нивоа PACK-а и дизајном прскања нивоа кластера, плочом за хлађење течношћу у облику слова U и професионалним дизајном цеви. | / |
| 4 | Серматек | Serlattice систем за складиштење енергије са течним хлађењем у контејнеру | Дизајн термалног управљања са течним хлађењем и високом густином системске интеграције. Заштита од пожара на нивоу PACK: локални систем безбедносног упозорења. | Комерцијално и индустријско складиштење енергије |
| 5 | Хајберстронг | HyperSafe серија, систем за складиштење енергије са течним хлађењем, са инстринсично безбедним чврстим батеријама | Користи чврсту батерију од гвожђе-фосфата од 280Ah; имплементира техничку гаранцију у четири димензије: безбедност батерије, безбедност интеграције, безбедност полиције и активна безбедност, како би се постигла безбедност целог система. | / |
| 6 | Зхоугу | CX-1000 Систем за складиштење енергије у контејнеру | Са нивоом заштите IP54; заштитом од корозије C4-5, модуларним и високо интегрисаним дизајном вишестепеног система за гашење пожара и префабрикованим решењем за монтажу кабине. | / |
| 7 | Нарадапауер | Систем за складиштење енергије CenterL нове генерације са течним хлађењем | Систем са течним хлађењем, напуњен батеријама од 280Ah гвожђе-фосфата, системска платформа од 1500V са високом ефикасношћу и интеграцијом врхунске безбедности и дугог века трајања, бољи LCOS, четири главне предности | / |
| 8 | Ива | Систем за складиштење енергије са течним хлађењем Eve 1500V | Са свеобухватном заштитом, прецизном контролом температуре, флексибилним распоредом, високим повећањем ефикасности, четири основне предности, подршком за платформу напона DC1500V, брзим распоређивањем, брзим умрежавањем | / |
| 9 | Ипотиседге | Интелигентни систем за складиштење енергије са течним хлађењем од 1500V | Није потребна инсталација, дизајн са течним хлађењем, двострука заштита од пожара, интелигентни облак, анализа у реалном времену, десетогодишњи век трајања, доживотни рад и одржавање | Интеграција мреже обновљивих извора енергије, помоћне услуге мреже, пренос и дистрибуција мреже, дистрибуиране и микро мреже |
| 10 | Чинтпауер | Нова генерација Систем за складиштење енергије PowerBlock | Високо интегрисани модул батерије за складиштење енергије, кутија високог напона, систем за контролу температуре, систем за рано упозоравање на пожар, систем за дистрибуцију електричне енергије итд. | Велика постројења за складиштење енергије |
| 11 | Тринасолар | Производи за складиштење енергије са течним хлађењем TrinaStorageEle menta | Са „исплативом, врхунском безбедношћу, интелигентним радом и одржавањем, практичним и флексибилним“ четири главне предности | / |
| 12 | Хитиум | Контејнер нове генерације са течним хлађењем | Усвојите технологију бочног хлађења, оптимизујте дистрибуцију температуре система кроз вишестепени дизајн система за управљање термичким системом променљивог пречника; дизајн вишеструке електричне заштите; безбедност система коришћењем система за ублажавање експлозије издувног канала и дизајн система за гашење пожара | Страна мреже, страна напајања |
| 13 | Схуангденг Гроуп | Шуангденг ПоверБанк Нови систем за складиштење енергије са течним хлађењем | Вишедимензионално гашење пожара и претходно склопљени дизајн комплетног система са технологијом течног хлађења | Велика постројења за складиштење енергије |
| Све у једном ормару за складиштење енергије | ||||
| 1 | Сунгров | PowerStack | Решење за складиштење енергије хлађено течношћу за „троструку интеграцију снаге“ | Комерцијалне и индустријске електране |
| 2 | Теплоре | TensorpackT дистрибуирани систем за складиштење енергије | Усвајајући високо интегрисани концепт дизајна, ормар обједињује батерију, BMS EMS, систем за управљање температуром, двосмерни DC/AC конвертор и систем за гашење пожара у једно. | Индустријски и комерцијални сценарији као што су фабрички паркови, пуњачи, комерцијалне зграде, центри података итд. |
| 3
| Серматек | Интегрисани спољни ормарићи са течним хлађењем | Високо интегрисани PCS, батерија, течни хладњак, систем дистрибуције напајања и противпожарна заштита: широка парадигма улазног напона, максимална подршка за 4 паралелне јединице: трослојна BMS архитектура, дигитализовани LCD дисплеј, пуњен интелигентним EMS-ом, за постизање прикупљања и праћења података о повезаној опреми. | / |
| 4 | Синексел | Спољни ормар за складиштење батерија | Мали индустријски и комерцијални корисници до 30kW предајника за складиштење енергије као језгра. Подржава вишеструке ормаре паралелно, како би се задовољио мегаватни ниво средњих и великих индустријских и комерцијалних заједница, острва и других поља забележених у мрежи, ван мреже, сценарији слабе мреже, „укључи и користи“, интегрисан дизајн „све у једном“. | Мали комерцијални и индустријски корисници |
| 5 | Хајберстронг | Нова генерација течношћу хлађених ормара за складиштење интринзично безбедних чврстих батерија серије HyperSafe | Користи чврсту батерију од калијум-гвожђе-фосфата од 280Ah; имплементира техничке мере заштите у четири димензије: безбедност батерије, безбедност производње, безбедност управљања и активна безбедност како би се постигла безбедност целог система. | Складиштење енергије у домаћинству, електрана за складиштење енергије, комерцијално и индустријско складиштење енергије |
| 6 | Jd-енергија | Модуларни расхладник течности, изворни блок са мрежне стране од 1500V, енергетски блок eBlock372 | Ал-у-једном дизајн, батерија, BMS, висок PCS, безбедносни систем, систем за управљање температуром у једном стандардизованом спољном ормару, формирајући интегрисани, „plug-and-play“ енергетски блок за интеграцију система за складиштење енергије, производе за индустријске и комерцијалне електране. | страна изворне мреже |
| 7 | Комерцијална и индустријска страна купаца Производи енергетског блока од 1000V eBlock200 | / | Комерцијална и индустријска страна корисника | |
| Каскадни систем за складиштење енергије високог напона | ||||
| 1 | Џинпан технологија | Потпуно течно хлађено Каскадно складиштење високог напона 35kV/12,5MW/25 MWh | Није потребан трансформатор, директан приступ високом напону изнад 6KV. Мрежа: коришћење технологије активног изједначавања батерија, технологије каскадног складиштења енергије високог напона и технологије термичког управљања хлађењем потпуно течношћу. | Страна производње, страна мреже, страна индустријских и комерцијалних корисника |
| 2 | Зхигуанг | Каскадни систем за складиштење енергије великог капацитета високог напона од 35 kV директно монтиран | Заједнички развијен од стране компанија Zhiguang Energy Storage, Huaneng Qingneng Energy Academy и Шангајског универзитета Ђаотонг, погодан је за изградњу нових електрана за складиштење енергије и великих електрохемијских електрана за складиштење енергије нивоа GW. | Велика постројења за складиштење енергије |
Тренутно, укључујући домаће и стране произвођаче главних интеграција за складиштење енергије, у основи су лансирали опрему за складиштење енергије засновану на технологији управљања топлотом течним хлађењем, а од друге половине прошле године, у многим пројектима постепено су спроведени широки спектар примена, неки произвођачи су чак одустали од производа за складиштење енергије са ваздушним хлађењем, потпуно покрећући пут технологије течног хлађења. Стога, у поређењу са системом ваздушног хлађења, са технологијом система течног хлађења и сценаријима примене који настављају да сазревају, он је боље способан да задовољи хитне потребе тржишта за системом за складиштење енергије, а густина енергије се повећава са високом густином енергије, малим отиском, ниском потрошњом помоћне енергије и предностима фине контроле температуре које ће привући више пажње.
| Компаније за опрему за контролу температуре складиштења енергије | |||
| Предузеће | Главни клијенти и процес | Главни производ | Техничка рутина |
| Енвикул | CATL, BYD, Narada Power, KeLu Electronics, PingGao Group, Sunshine Power, Hyberstrong, као и страни MC серија спољних клима уређаја, MC серија главних системских интегратора и произвођача батерија; приходи од клима уређаја за складиштење енергије и EMW серије чилера за складиштење енергије у 2021. години износили су 337 милиона јуана. | Главни системски интегратори и произвођачи батерија серије Ц; клима уређај за складиштење енергије 2021, чилер за складиштење енергије серије ЕМВ | Ваздушно хлађење, течно хлађење |
| Схенлинг | Државна мрежа, итд. | Интегрисани кровни клима уређај, сплит колонски собни клима уређај, интегрисани уграђени клима уређај, сплит прецизни клима уређај за монтажу у просторију | Хлађење ваздухом |
| Тонгфеи | Компанија је 2020. године почела да развија област контроле температуре за складиштење енергије и проширила је своје купце тако што је укључила Sunny Power, Kelong, Trinasolar итд. | Системи са течним хлађењем, индустријски клима уређаји за кровну монтажу, интегрисани индустријски клима уређаји, сплит индустријски клима уређаји, зидни клима уређаји | Ваздушно хлађење, течно хлађење |
| Гаолан | Наши главни купци су произвођачи дистрибуиране интеграције батерија и фабрике батерија, а већ смо започели сарадњу са Ningde Times. | На основу производа за течно хлађење са литијумском батеријом за једно кућиште, система за течно хлађење великих електрана за складиштење енергије, префабрикованих производа за течно хлађење у кабини за складиштење енергије итд. | Течно хлађење |
| Сонгзхи | Ушао је у систем добављача Ningde Times, Vision Energy и других купаца, са два производа која су ушла у фазу масовне производње и неколико производа у развоју. | Систем за управљање топлотом са течним хлађењем за складиштење енергије (два производа у масовној производњи, неколико у развоју) | Ваздушно хлађење, течно хлађење |
| Аотекар | Снабдевање компаније Ningde Times почеће 2020. године, а производња доње серије система за управљање термичким управљањем са течним хлађењем за складиштење енергије почеће 2021. године. | Систем за течно хлађење и управљање топлотом у складиштењу енергије | Ваздушно хлађење, течно хлађење |
Потенцијал течне енергије за хлађење у будућности
Што се тиче трошкова, према релевантним студијама, потрошња енергије система за течно хлађење је обично много нижа него код система са ваздушним хлађењем, с обзиром на исти ефекат хлађења. Стога, иако су почетни инвестициони трошкови система за течно хлађење већи, његови свеобухватни трошкови у целом животном циклусу система за складиштење енергије могу бити нижи него код система са ваздушним хлађењем. Укратко, верујемо да се у неким сценаријима очекује да ће течно хлађење постепено заменити ваздушно хлађење као главни облик контроле температуре за складиштење енергије.
Упркос томе, системи за течно хлађење се и даље суочавају са одређеним изазовима у погледу поузданости. Раније је примена течног хлађења у области контроле температуре складиштења енергије била релативно мала, а технологија у односу на ваздушно хлађење и даље има одређене заостаје, посебно у погледу стабилности и поузданости рада. Конкретно, цеви система за течно хлађење су склоне корозији и таложењу, што доводи до зачепљења или цурења расхладне течности, док вода, гликол, силиконско уље и друге уобичајене расхладне течности могу оштетити батерију или изазвати кратки спој система, што доводи до безбедносних ризика за електране за складиштење енергије.
Поред тога, пројектовани век трајања система за складиштење енергије обично достиже 15 година, али век трајања пумпи и вентила унутар система за течно хлађење је често око 7 година, и постоји одређена неусклађеност између њих двоје. Стога је веома вероватно да ће систем за течно хлађење морати да се одржава или да се компоненте замене искључивањем система за течно хлађење током рада пројекта складиштења, што утиче на економичност пројекта. Наравно, са напретком технологије течног хлађења, верујемо да се очекује да ће се ови проблеми решавати један за другим, а општи поглед на течно хлађење ће и даље бити будући тренд развоја контроле температуре складиштења енергије.
