Enerji depolama sistemindeki çok sayıda pil, yüksek kapasite ve güç, pillerin yoğun yerleşimi ve karmaşık ve değişken çalışma koşulları, düzensiz sıcaklık dağılımı ve piller arasındaki büyük sıcaklık farkı gibi sorunlara yol açarak pil performansının düşmesine, kapasite azalmasına ve kullanım ömrünün kısalmasına, tüm sistemin performansını etkilemesine ve ciddi durumlarda termal kaçışa ve güvenlik kazalarına neden olabilir. Enerji depolamayı büyük ölçekli, orta-uzun çevrimli, yüksek toleranslı ve yüksek güvenlik performanslı bir yöne doğru gerçekleştirmek için, sıvı soğutma teknolojisi, enerji depolama termal yönetimi alanında popüler bir yöntem haline gelmiştir.
Şu anda piyasada yaygın olarak kullanılan termal yönetim yöntemleri aşağıda gösterilmiştir.
Hava soğutma
Hava soğutma, soğuk ortam olarak havayı ve konveksiyonel ısı transferini kullanarak bataryanın sıcaklığını düşüren bir soğutma yöntemidir. Endüstriyel soğutma, telekomünikasyon baz istasyonu ve veri merkezi sıcaklık kontrolü senaryolarında yaygın olarak kullanılır ve nispeten yüksek teknik olgunluğa ve güvenilirliğe sahiptir.
Sıvı soğutma
Sıvı soğutma, veri merkezindeki BT ekipmanlarının iç bileşenleri tarafından üretilen ısıyı, sıvı akışı kullanarak ekipmanın dışına aktaran bir soğutucu akışkan türüdür. Hava soğutmaya kıyasla, sıvı soğutma sisteminin yapısı daha karmaşık ve kompakttır ve geniş bir ısı dağıtım kanalı alanına ihtiyaç duymadığı için nispeten küçük bir alan kaplar.
Isı borulu soğutma
Isı borulu soğutma, ısı transferini gerçekleştirmek için boru içinde bulunan soğutma ortamının faz değişimine dayanır ve yüksek ısı dağıtım verimliliği, güvenlik ve güvenilirlik gibi avantajlara sahiptir; ancak maliyeti de yüksektir ve enerji depolama gibi büyük kapasiteli batarya sistemlerinde pratik uygulaması nispeten azdır.
| Isı yönetimi teknik rutinlerinin üç ana karşılaştırması | |||
| Özellik | Hava soğutma | Sıvı soğutma | Faz değişimi pişirme |
| Soğutma ortamı | Hava | Sıvı | Faz değiştirici malzeme |
| İletişim yöntemi | Doğrudan | Dolaylı olarak | Doğrudan |
| Tasarım | Kolay | Karmaşık | Kolay |
| Isı transfer verimliliği | Daha düşük | Daha yüksek (0,5-10) | Orta |
| Maliyet | Daha düşük | Daha yüksek | Orta |
| Koruma | Düşük gereksinimler, kolay ulaşılabilir. | Karmaşık sistem, başarılması zor. | Basit sistem, kolayca gerçekleştirilebilir. |
| Isı transfer katsayısı | 25-100 | 1.000-15.000 | / |
| Sıcaklık homojenliği | Tekdüzeliksizlik | Tekdüzelik | Tekdüzelik |
| Ömür | ≥10 yıl | 3-5 yıl | Malzemelerle ilgili |
| Kurulum | Kolay | Zor | Kolay |
| Başvuru | Düşük pil enerji yoğunluğu, şarj ve deşarj | Yüksek pil enerji yoğunluğu, şarj ve deşarj | Orta |
| Teknik olgunluk seviyesi | Olgun | Olgun | Olgunlaşmamış |
Soğutucu akışkanın daha yüksek ısı transfer katsayısı ve özgül ısı kapasitesine sahip olması ve rakım ve hava basıncı gibi faktörlerden etkilenmemesi nedeniyle, sıvı soğutma sistemi, hava soğutmalı sisteme göre daha güçlü bir ısı dağıtım kapasitesine sahiptir ve bu da büyük ölçekli, yüksek enerji yoğunluklu enerji depolama projelerinin gelişim trendine daha uygun olmasını sağlar.
Maliyet açısından bakıldığında, ilgili araştırmalara göre, aynı soğutma etkisi durumunda, sıvı soğutma sisteminin enerji tüketimi genellikle hava soğutmalı sisteme göre çok daha düşüktür. Bu nedenle, sıvı soğutma sisteminin ilk yatırım maliyeti daha yüksek olsa da, enerji depolama sisteminin tüm yaşam döngüsü boyunca toplam maliyeti hava soğutmalı sisteme göre daha düşük olabilir. Özetle, bazı senaryolarda sıvı soğutmanın, enerji depolama için ana akım sıcaklık kontrol yöntemi olarak hava soğutmanın yerini kademeli olarak alacağına inanıyoruz.
| Sıvı soğutmanın avantajları | |
| Düşük enerji maliyetleri | Sıvı soğutma sistemlerinde çoğu zaman 45°C/113°F sıcaklıktaki su soğutma için kullanılabilir. |
| Yüksek soğutma gücü yoğunluğu | 20 kW'ın üzerindeki kabinler için hava soğutma, çip seviyesindeki sıvı soğutma ve daldırma yönteminin etkisini önemli ölçüde azaltır. |
| Düşük Su Tüketimi | Buharlaşmalı soğutma ortadan kaldırılabilir veya önemli ölçüde azaltılabilir. |
| Zorlu ortamlara uyum | Dalgıç sıvı soğutma, hava akışına ihtiyaç duymaz ve dış ortamdan izole edilmiştir. |
| Düşük gürültü seviyesi | Çip seviyesinde sıvı soğutma, yalnızca az miktarda hava akışı gerektirir. |
| Düzgün ısı dağılımı | Enerji depolama ve güç bataryaları için iyi bir ortalama ısı dağılımı. |
| Önemli ölçüde daha düşük enerji tüketimi | Aynı soğutma kapasitesi koşullarında, toplam güç tüketimi düşüktür; güç tüketimi, hava soğutmalı ünitelerin güç tüketimiyle aynı seviyededir. |
| Yıl boyu süren etkiler sürdürülebilirdir. | Hava koşullarından daha az etkilenir, mevsimsel dalgalanmalar daha azdır. |
Sıvı soğutma pazarının ölçeği
Sıvı soğutma teknolojisi, bazı son kullanıcı işletmeler tarafından kabul görmüştür.
Ağustos 2023'te Longyuan Enerji Grubu, 2023 yılı için enerji depolama santralleri için sıvı soğutma sistemi ve önceden monte edilmiş dönüştürücü-güçlendirici entegre kabin çerçeve tedarikinin ikinci aşamasını yayınladı ve sıvı soğutmalı enerji depolama sisteminin tedarik tahmini 600 MW/1200 MWh olarak belirlendi; Ulusal Enerji Grubu ise 2023 yılı için enerji depolama ekipmanı çerçeve tedarik ihalesinin ikinci aşamasını yayınladı ve enerji depolama santralleri için sıvı soğutmalı batarya sisteminin toplam tutarı 600 MW/1200 MWh olarak belirlendi.
2022'den bu yana, ilgili üreticiler yoğun bir şekilde sıvı soğutmalı enerji depolama sistemleri piyasaya sürdüler ve sıvı soğutmalı ürünlerin çeşitliliği giderek artıyor.
Sunny Power, Mayıs 2022'de büyük yer altı enerji santralleri için PowerTitan'ı ve ticari ve endüstriyel enerji depolama için PowerStack'i piyasaya sürdü; her iki ürün de sıvı soğutmalı sistemler kullanıyor.
GCL EnerD tarafından üretime geçirileceği duyurulan projede, sıvı soğutmalı batarya paketi, maksimum 15.000 çevrim ömrüne sahip lityum demir fosfat batarya hücreleri kullanıyor ve aynı zamanda 3°C'den daha düşük sıcaklık farkıyla entegre sıvı soğutmalı borulama tasarımına sahip. Entegre sıvı soğutmalı enerji depolama kabinleri, 100 kW ve 200 kW olmak üzere iki ana ürün serisine ayrılıyor ve çeşitli boyutlarda ve kombinasyonlarda her türlü endüstriyel, ticari ve endüstriyel enerji santralinin talebini karşılayabiliyor. Önceden üretilmiş yapısı, yerinde kurulum ve devreye alma süresini ve maliyetini azaltıyor.
| 2022'de piyasaya sürülecek yeni sıvı soğutmalı enerji depolama ürünü | ||||
| HAYIR. | Girişim | Ürün adı | Özellik | Başvuru |
| Konteyner enerji depolama sistemi | ||||
| 1 | Kelong | Kelong S sıvı soğutmalı enerji depolama sistemi | 1500V enerji depolama bataryası, ünite, sıvı soğutma sistemi, güvenlik koruma sistemi ve akıllı yönetim sistemi dahil. Güvenli, Akıllı ve Basit. | Yeni enerji üretimi tarafı, şebeke tarafı, kullanıcı tarafı |
| 2 | Güneş büyümesi | PowerTitan | Sıvı Soğutmalı Enerji Depolama Çözümü | Büyük Yer Enerji Santrali |
| 3 | Çin | Yeni Nesil MUSE1.0 Sıvı Soğutma Sistemi | Seramik kaplamalı yapıya, eser element katkılamasına ve BMS dengelemesine sahip demir fosfat bataryalar, ön mor ötesi yapısal modüllere sahip alüminyum çerçeve: Bağımsız yangın koruma sistemine sahip IP67 dereceli batarya bölmesi, PACK seviye izleme ve küme seviye püskürtme tasarımı, U şeklinde sıvı soğutma plakası ve profesyonel borulama tasarımı. | / |
| 4 | Sermatec | Serlattice sıvı soğutmalı konteyner tipi enerji depolama sistemi | Yüksek sistem entegrasyon yoğunluğuna sahip sıvı soğutmalı termal yönetim tasarımı - PACK seviyesinde yangın koruması: yerel güvenlik uyarı sistemi | Ticari ve endüstriyel enerji depolama |
| 5 | Hyberstrong | HyperSafe Serisi Kendinden Güvenli Katı Hal Pil Sıvı Soğutmalı Enerji Depolama Sistemi | 280 Ah kapasiteli demir fosfat katı hal bataryası kullanır; batarya güvenliği, entegrasyon güvenliği, polis güvenliği ve aktif güvenlik olmak üzere dört boyutta teknik güvence uygulayarak tüm sistemin güvenliğini sağlar. | / |
| 6 | Zhougu | CX-1000 Ham Konteyner Enerji Depolama Sistemi | IP54 koruma seviyesi; C4-5 korozyon koruması, modüler ve yüksek entegrasyonlu çok aşamalı yangın söndürme sistemi tasarımı ve prefabrik kabin montaj çözümü ile öne çıkmaktadır. | / |
| 7 | Naradapower | Yeni nesil CenterL sıvı soğutmalı enerji depolama sistemi | Sıvı soğutmalı sistem, 280 Ah demir fosfat bataryalarla donatılmış, 1500 V sistem platformu, yüksek verimlilik, üstün güvenlik ve uzun ömrün entegrasyonu ile daha iyi LCOS (Düşük Maliyetli Sistem Gereksinimi) dört ana avantaja sahip. | / |
| 8 | Havva | Eve 1500V sıvı soğutmalı enerji depolama sistemi | Kapsamlı koruma, hassas sıcaklık kontrolü, esnek yerleşim ve yüksek verimlilik gibi dört temel avantajıyla, DC1500V voltaj platformunu destekler, hızlı kurulum ve hızlı ağ bağlantısı sağlar. | / |
| 9 | İpotisedge | 1500V akıllı sıvı soğutmalı enerji depolama sistemi | Kurulum gerektirmez, sıvı soğutmalı tasarım, çift yangın koruması, akıllı bulut, gerçek zamanlı analiz, on yıl kullanım ömrü, ömür boyu işletme ve bakım. | Yenilenebilir Enerji Şebeke Entegrasyonu, Şebeke Yardımcı Hizmetleri, Şebeke İletimi ve Dağıtımı, Dağıtılmış ve Mikro Şebekeler |
| 10 | Chintpower | Yeni Nesil PowerBlock Enerji Depolama Sistemi | Yüksek entegrasyonlu enerji depolama batarya modülü, yüksek voltaj kutusu, sıcaklık kontrol sistemi, erken uyarı yangın sistemi, güç dağıtım sistemi vb. | Büyük ölçekli enerji depolama tesisleri |
| 11 | Trinasolar | Sıvı Soğutmalı Enerji Depolama Kabini Ürünleri TrinaStorageEle menta | “Uygun maliyetli, üstün güvenlik, akıllı işletim ve bakım kolaylığı ve esnekliği” olmak üzere dört temel avantaja sahip. | / |
| 12 | Hithium | Yeni nesil sıvı soğutmalı konteyner | Yan soğutma teknolojisi benimsenmiştir; çok kademeli değişken çaplı termal yönetim sistemi tasarımı ile sistem sıcaklık dağılımı optimize edilmiştir; çoklu elektrik koruma tasarımı yapılmıştır; egzoz kanalı patlama tahliye ve yangın söndürme sistemi tasarımı ile sistem güvenliği sağlanmıştır. | Şebeke tarafı, güç tarafı |
| 13 | Shuangdeng Grubu | Shuangdeng PowerBank Yeni Sıvı Soğutmalı Enerji Depolama Sistemi | Sıvı soğutma teknolojisine sahip çok boyutlu yangın söndürme ve komple sistemin önceden monte edilmiş tasarımı. | Büyük ölçekli enerji depolama tesisleri |
| Hepsi bir arada enerji depolama kabini | ||||
| 1 | Güneş büyümesi | PowerStack | Üçlü güç entegrasyonu için sıvı soğutmalı enerji depolama çözümü | Ticari ve endüstriyel enerji santralleri |
| 2 | Teplore | Tensorpack™ Dağıtılmış Enerji Depolama Sistemi | Yüksek düzeyde entegre tasarım konseptini benimseyen kabin, batarya, BMS EMS, termal yönetim sistemi, DC/AC çift yönlü dönüştürücü ve yangın söndürme sistemini tek bir ünitede birleştiriyor. | Fabrika parkları, şarj istasyonları, ticari binalar, veri merkezleri vb. gibi endüstriyel ve ticari senaryolar. |
| 3
| Sermatec | Sıvı soğutmalı entegre dış mekan kabinleri | Yüksek düzeyde entegre PCS, batarya, sıvı soğutucu, güç dağıtım ve yangın koruma sistemi: geniş voltaj giriş paradigması, maksimum 4 paralel ünite desteği: 3 katmanlı BMS mimarisi, dijitalleştirilmiş LCD ekran, akıllı EMS ile donatılmış olup, ilgili ekipman verilerinin toplanması ve izlenmesini sağlar. | / |
| 4 | Sinexcel | Dış Mekan Pil Saklama Dolabı | 30 kW'lık enerji depolama vericisini temel alan küçük ölçekli endüstriyel ve ticari kullanıcılar için tasarlanmıştır. Orta ve büyük ölçekli endüstriyel ve ticari toplulukların, adaların ve şebekeye bağlı, şebekeden bağımsız, zayıf şebeke senaryolarında megawatt seviyesindeki ihtiyaçlarını karşılamak üzere paralel olarak birden fazla kabini destekler; tak ve çalıştır, entegre hepsi bir arada tasarım. | Küçük ticari ve endüstriyel kullanıcılar |
| 5 | Hyberstrong | Kendinden güvenli katı hal piller için yeni nesil HyperSafe serisi sıvı soğutmalı depolama dolapları. | 280 Ah kapasiteli potasyum demir fosfat katı hal bataryası kullanır; batarya güvenliği, üretim güvenliği, yönetim güvenliği ve aktif güvenlik olmak üzere dört boyutta teknik güvenlik önlemleri uygulayarak tüm sistemin güvenliğini sağlar. | Ev tipi enerji depolama, enerji depolama santrali, ticari ve endüstriyel enerji depolama |
| 6 | Jd-enerji | Modüler Sıvı Soğutucu Kaynak Izgarası Tarafı 1500V Enerji Bloğu eBlock372 | Hepsi bir arada tasarım, batarya, BMS, yüksek performanslı güç kaynağı (PCS), güvenlik sistemi ve termal yönetim sistemini tek bir standartlaştırılmış dış mekan kabininde birleştirerek, entegre, tak ve çalıştır enerji bloğu enerji depolama sistemi entegrasyon ürünleri oluşturur; endüstriyel ve ticari enerji santralleri için idealdir. | kaynak ağ tarafı |
| 7 | Ticari ve Endüstriyel Müşteri Tarafı 1000V Enerji Bloğu Ürünleri eBlock200 | / | Ticari ve endüstriyel kullanıcı tarafı | |
| Yüksek Gerilim Kaskad Enerji Depolama Sistemi | ||||
| 1 | Jinpan Teknolojisi | Tamamen sıvı soğutmalı 35kV/12.5MW/25 MWh Yüksek Gerilim Kaskad Depolama | Transformatöre gerek yok, 6 kV üzeri yüksek gerilime doğrudan erişim. Şebeke: aktif batarya dengeleme teknolojisi, yüksek voltajlı kademeli enerji depolama teknolojisi ve tamamen sıvı soğutmalı termal yönetim teknolojisini kullanmaktadır. | Üretim tarafı, şebeke tarafı, endüstriyel ve ticari kullanıcı tarafı |
| 2 | Zhiguang | Kaskad tipi 35kV yüksek gerilim doğrudan monte edilmiş büyük kapasiteli enerji depolama sistemi | Zhiguang Enerji Depolama, Huaneng Qingneng Enerji Akademisi ve Şanghay Jiaotong Üniversitesi tarafından ortaklaşa geliştirilen bu sistem, yeni enerji depolama santrallerinin ve büyük ölçekli GW seviyesindeki elektrokimyasal enerji depolama santrallerinin inşası için uygundur. | Büyük ölçekli enerji depolama tesisleri |
Şu anda, yerli ve yabancı ana akım enerji depolama entegrasyonu üreticileri temel olarak sıvı soğutmalı termal yönetim teknolojisine dayalı enerji depolama ekipmanlarını piyasaya sürmüş durumda ve geçen yılın ikinci yarısından itibaren birçok projede kademeli olarak geniş bir uygulama yelpazesi gerçekleştirilirken, bazı üreticiler hava soğutmalı enerji depolama ürünlerinden tamamen vazgeçerek sıvı soğutmalı teknoloji yoluna tam olarak yönelmişlerdir. Bu nedenle, hava soğutmalı sistemlere kıyasla, sıvı soğutmalı sistem teknolojisi ve uygulama senaryoları olgunlaşmaya devam ettikçe, yüksek enerji yoğunluğu, düşük alan kaplama, düşük yardımcı enerji tüketimi ve hassas sıcaklık kontrolü avantajlarıyla enerji depolama sistemlerinin artan pazar ölçeği ve enerji yoğunluğu ihtiyaçlarını daha iyi karşılayabilecek ve daha fazla ilgi çekecektir.
| Enerji depolama sıcaklık kontrol ekipmanı şirketleri | |||
| Girişim | Başlıca müşteriler ve süreç | Ana ürün | Teknik rutin |
| Envicool | CATL, BYD, Narada Power, KeLu Electronics, PingGao Group, Sunshine Power, Hyberstrong'un yanı sıra yabancı MC serisi dış mekan kabinli klimalar, MC serisi ana akım sistem entegratörleri ve batarya üreticileri; 2021 yılında enerji depolamalı klimalar ve EMW serisi enerji depolamalı soğutucu sıcaklık kontrol cihazları iş kolundan elde edilen gelirler 337 milyon yuan'a ulaştı. | C serisi ana akım sistem entegratörleri ve batarya üreticileri; 2021 enerji depolamalı klima, EMW serisi enerji depolamalı soğutucu | Hava soğutma, sıvı soğutma |
| Shenling | Devlet şebekesi, vb. | Entegre çatı tipi klima, split kolon tipi oda kliması, entegre gömme klima, oda tipi split hassas klima | Hava soğutma |
| Tongfei | Şirket, 2020 yılında enerji depolama alanında sıcaklık kontrolü konusuna odaklanmaya başladı ve müşteri portföyünü Sunny Power, Kelong, Trinasolar gibi firmaları da içerecek şekilde genişletti. | Sıvı soğutmalı sistemler, çatıya monte endüstriyel klimalar, entegre endüstriyel klimalar, split endüstriyel klimalar, duvara monte klimalar | Hava soğutma, sıvı soğutma |
| Gaolan | Başlıca müşterilerimiz dağıtımlı batarya entegrasyon üreticileri ve batarya fabrikalarıdır ve Ningde Times ile işbirliğine zaten başladık. | Lityum bataryalı tek kabinli enerji depolama sıvı soğutma ürünleri, büyük ölçekli enerji depolama santrali sıvı soğutma sistemleri, prefabrik kabinli enerji depolama sıvı soğutma ürünleri vb. temel alınarak üretilmiştir. | Sıvı soğutma |
| Songzhi | Ningde Times, Vision Energy ve diğer müşterilerin tedarikçi sistemine girmiş olup, iki ürünü seri üretim aşamasına geçmiş ve birkaç ürün de geliştirme aşamasındadır. | Enerji depolama için sıvı soğutmalı termal yönetim sistemi (seri üretimde iki ürün, geliştirme aşamasında birkaç ürün) | Hava soğutma, sıvı soğutma |
| Aotecar | Ningde Times'a tedarik 2020 yılında başlayacak ve enerji depolama için sıvı soğutmalı termal yönetim sisteminin alt parti üretimi 2021 yılında başlayacak. | Enerji Depolama Sıvı Soğutma ve Termal Yönetim Sistemi | Hava soğutma, sıvı soğutma |
Sıvı soğutma enerjisinin gelecekteki potansiyeli
İlgili çalışmalara göre, maliyet açısından bakıldığında, aynı soğutma etkisi göz önüne alındığında, sıvı soğutma sistemlerinin enerji tüketimi genellikle hava soğutmalı sistemlere göre çok daha düşüktür. Bu nedenle, sıvı soğutma sisteminin ilk yatırım maliyeti daha yüksek olsa da, enerji depolama sisteminin tüm yaşam döngüsü boyunca toplam maliyeti hava soğutmalı sisteme göre daha düşük olabilir. Özetle, bazı senaryolarda sıvı soğutmanın, enerji depolama için ana akım sıcaklık kontrol yöntemi olarak hava soğutmanın yerini kademeli olarak alacağına inanıyoruz.
Buna rağmen, sıvı soğutma sistemleri güvenilirlik açısından hala bazı zorluklarla karşı karşıyadır. Daha önce, enerji depolama sıcaklık kontrolü alanında sıvı soğutmanın uygulaması nispeten azdı ve teknolojinin olgunluğu, özellikle çalışma kararlılığı ve güvenilirliği açısından, hava soğutmalı sistemlere göre hala belirli bir farka sahipti. Özellikle, sıvı soğutma sistemi boruları korozyona ve tortu birikimine eğilimlidir, bu da soğutma sıvısının tıkanmasına veya sızmasına neden olur; su, glikol, silikon yağı ve diğer yaygın soğutma sıvıları ise bataryaya zarar verebilir veya sistemde kısa devreye neden olarak enerji depolama santrali güvenlik riskleri oluşturabilir.
Ayrıca, enerji depolama sisteminin tasarım ömrü genellikle 15 yıla ulaşırken, sıvı soğutma sisteminin içindeki pompaların ve vanaların hizmet ömrü genellikle yaklaşık 7 yıldır ve ikisi arasında belirli bir uyumsuzluk vardır. Bu nedenle, depolama projesinin işletimi sırasında sıvı soğutma sisteminin bakımının yapılması veya bileşenlerinin değiştirilmesi gerekebilir ve bu da projenin ekonomisini etkiler. Elbette, sıvı soğutma teknolojisindeki gelişmelerle birlikte, bu sorunların birer birer çözüleceğine inanıyoruz ve genel olarak sıvı soğutmanın enerji depolama sıcaklık kontrolünün gelecekteki gelişim trendi olacağına inanıyoruz.
