Hvad er den nye løsning til termisk styring af energilagring?

 Efterhånden som andelen af ​​ren energi gradvist er steget, spiller energilagring en afgørende rolle i elproduktionen, elnettet og brugeren af ​​elsystemet. På grund af fordelene ved høj energitæthed, fleksibel anvendelse og hurtig reaktion udvikler energilagringen sig hurtigt.

Ifølge CNESA-data er den kumulative installerede skala af globale elektriske energilagringsprojekter sat i drift 209,4 GW, og den kumulative installerede skala for ny energilagring er 25,4 GW. Natrium-ion-batterier dominerer markedet med en markedsandel på over 90 procent og 23,1 GW. Den kumulative installerede skala af elektrisk energilagringsprojekter sat i drift i Kina er 46,1 GW, hvilket tegner sig for 22 procent af den samlede globale markedsstørrelse. Den kumulative installerede skala for ny energilagring når 5,73 GW. Lithium-ion-batteri er den almindelige teknologirute for ny energilagring, der tegner sig for 89,7 procent af 5,14 GW.

Som kernekomponenten i elektrokemisk energilagring har batteriet en stor risiko for termisk løb. Ud fra et sikkerhedsperspektiv er termisk styring af energilagring ekstremt vigtig.

  1. Termisk styring i elektrokemisk energilagringssystem

Termisk styring er en vigtig del af det elektrokemiske energilagringssystem, den industrielle kæde af elektrokemisk energilagring er opdelt i tre dele: opstrømsudstyrsleverandør, midtstrømsintegrator og nedstrømsapplikationsslut.

Upstream-enheder omfatter batteripakker, energilagringsinvertere (PCS), batteristyringssystemer (BMS), energistyringssystemer (EMS), termisk styring og andre enheder; Kernen i midstream link er systemintegration plus EPC; Downstream-scenarierne er opdelt i strømforsyningsside, elnetside og brugerside.

De fleste virksomheder i energilagringsindustriens kæde er involveret i 1-2 segmenter, mens nogle få virksomheder er involveret i hele processen fra batteri til systemintegration og endda EPC.

Fra 2011 til 2021 skete der i alt 32 brand- og eksplosionsulykker på energilagerkraftværker globalt. Fra januar til maj 2022 skete der mere end 10 brandulykker med energilagring globalt. Med den hurtige udvikling af batterienergilagringsstationer i Kina, på grund af kvalitetsproblemerne for batterier og PCS eller den ujævne konstruktionsydelse af systemintegratorer, er de potentielle brandfarer ved batterienergilagring alvorlige, og brandulykker er hyppige.

Den 16. april 2021 opstod en brand og eksplosion i Beijing Guoxuan Fuwei Energy Storage kraftværk. Årsagen til branden var ifølge undersøgelsen en intern kortslutning i LFP-batteriet, som fik batteriet til at varme ud af kontrol og antænde. I juli samme år brød "Victoria Big Battery"-projektet i Australien, som er udstyret med Teslas Megapack energilagringssystem, i brand i batterirummet på grund af lækage af kølesystemet under testen.

Termisk batteriløb er hovedårsagen til brandulykker.

Batteri termisk løbsk refererer til den interne kortslutning eller ekstern kortslutning fører til en stor mængde varme genereret af batteriet på kort tid, hvilket udløser reaktionen af ​​positive og negative aktive stoffer og elektrolytnedbrydning, hvilket genererer en stor mængde varmt og brændbart gas, hvilket resulterer i batteribrand eller eksplosion.

Hyppige brandhændelser fremhæver, at termisk styring er blevet en væsentlig komponent for at sikre sikker drift af energilagringskraftværker.

  2. Termiske løsninger

På nuværende tidspunkt er de relativt modne termiske løsninger til termisk styring af energilagring luftkøling og væskekøling, blandt hvilke luftkøling er hovedstrømmen i det nuværende energilagringssystem, og permeabiliteten af ​​væskekøling forventes at fortsætte med at stige i fremtiden .

Termisk styring bliver kernen i energilagringssystem, og luftkøling og væskekøling er modne teknologier i øjeblikket. Kølingsmetoderne til termisk styring af energilagring omfatter hovedsageligt følgende tre køleteknologier: luftkøling (luftkøling), væskekøling og faseændringskøling og varmerørskøling.

  Luftkøling

På nuværende tidspunkt bruges luftkølingsteknologi hovedsageligt i containerenergilagringssystem og kommunikationsbasestations energilagringssystem med lav effekttæthed. På den ene side er luftkølesystemet enkelt i struktur, sikkert og pålideligt og nemt at implementere; På den anden side, fordi energilagringssystemet ikke er så restriktivt som strømbatterisystemet med hensyn til energitæthed og plads, kan antallet af batterier øges for at opnå en lavere driftshastighed og varmegenereringshastighed.

Væskekøling

Væskekøleteknologien bruger vand eller andre kølemidler til at sprede varme gennem indirekte kontakt med lederen jævnt fordelt på væskekølepladen.

Dens fordele omfatter:

1) Tæt på varmekilde, effektiv køling;

2) Sammenlignet med beholderluftkølingsplanen med samme kapacitet behøver væskekølesystemet ikke at designe luftkanalen, hvilket sparer mere end 50 procent af gulvarealet og er mere velegnet til fremtidens storskala energilagring kraftværk på 100 MW eller mere;

3) Sammenlignet med luftkølesystemet er fejlraten lavere, fordi brugen af ​​ventilatorer og andre mekaniske komponenter er reduceret;

4) Lav støj af væskekøling, sparer systemets strømforbrug og miljøvenlig.

  Faseskift køling

Faseændringskøling er en kølemetode, der bruger faseændringsmaterialer til at absorbere varme.

Valget af faseskiftmateriale har størst indflydelse på batteriets varmeafledningseffekt. Når den specifikke varmekapacitet af det valgte faseskiftemateriale er større, og varmeoverførselskoefficienten er højere, er køleeffekten under de samme forhold bedre, ellers er køleeffekten dårligere.

Faseændringskøling har fordelene ved kompakt struktur, lav termisk kontaktmodstand, god køleeffekt, men selve faseændringsmaterialet har ikke varmeafledningsevnen, den absorberede varme skal stole på væskekølesystemet, luftkølesystemet osv. ., eller faseændringsmaterialet kan ikke fortsætte med at absorbere varme.

Desuden fylder faseskiftematerialer og koster meget.

Sinda Themral er en førende kølepladeproducent, vi kan designe og producere hver generation af Intel, AMD osv. CPU'er, Vores fabrik ejer mange præcise faciliteter og udstyr til fremstilling af højkvalitets CPU-køleplader. Vi er en termisk partner med mange kunder i verden som Flex, DellEMC, Foxconn osv. Kontakt os venligst, hvis du har nogen termiske krav.