Hva er den nye løsningen for termisk styring av energilagring?

 Etter hvert som andelen ren energi har økt gradvis, spiller energilagring en viktig rolle i kraftproduksjon, kraftnett og bruker av kraftsystemet. På grunn av fordelene med høy energitetthet, fleksibel applikasjon og rask respons, utvikler energilagringen seg raskt.

I følge CNESA-data, ved utgangen av 2021, er den kumulative installerte skalaen for globale elektriske energilagringsprosjekter satt i drift 209,4GW, og den kumulative installerte skalaen for ny energilagring er 25,4GW. Natriumionbatterier dominerer markedet, med en markedsandel på over 90 prosent og 23,1GW. Den kumulative installerte skalaen for lagringsprosjekter for elektrisk energi satt i drift i Kina er 46,1 GW, og utgjør 22 prosent av den totale globale markedsstørrelsen. Den kumulative installerte skalaen for ny energilagring når 5,73 GW. Litium-ion-batterier er den vanlige teknologiruten for ny energilagring, og står for 89,7 prosent av 5,14 GW.

Som kjernekomponenten i elektrokjemisk energilagring har batteriet en stor risiko for termisk løping. Fra et sikkerhetsperspektiv er termisk styring av energilagring ekstremt viktig.

  1. Termisk styring i elektrokjemisk energilagringssystem

Termisk styring er en viktig del av elektrokjemisk energilagringssystem, den industrielle kjeden av elektrokjemisk energilagring er delt inn i tre deler: oppstrøms utstyrsleverandør, midtstrømsintegrator og nedstrøms applikasjonsslutt.

Oppstrømsenheter inkluderer batteripakker, energilagringsinvertere (PCS), batteristyringssystemer (BMS), energistyringssystemer (EMS), termisk styring og andre enheter; Kjernen i midstream-linken er systemintegrasjon pluss EPC; Nedstrømsscenariene er delt inn i strømforsyningsside, strømnettside og brukerside.

De fleste bedrifter i industrikjeden for energilagring er involvert i 1-2-segmenter, mens noen få bedrifter er involvert i hele prosessen fra batteri til systemintegrasjon og til og med EPC.

Fra 2011 til 2021 skjedde det totalt 32 brann- og eksplosjonsulykker i kraftstasjoner globalt. Fra januar til mai 2022 skjedde mer enn 10 brannulykker med energilagring globalt. Med den raske utviklingen av lagringsstasjoner for batterienergi i Kina, på grunn av kvalitetsproblemene til batterier og PCS eller den ujevne konstruksjonsytelsen til systemintegratorer, er de potensielle brannfarene ved batterienergilagring alvorlige og brannulykker er hyppige.

16. april 2021 skjedde en brann og eksplosjon i Beijing Guoxuan Fuwei Energy Storage kraftstasjon. Ifølge etterforskningen var årsaken til brannen en intern kortslutning i LFP-batteriet, som førte til at batteriet ble oppvarmet ut av kontroll og antent. I juli samme år tok prosjektet «Victoria Big Battery» i Australia, som er utstyrt med Teslas Megapack energilagringssystem, fyr i batterirommet på grunn av lekkasje fra kjølesystemet under testen.

Termisk batteriløp er hovedårsaken til brannulykker.

Termisk batteriløp refererer til den interne kortslutningen eller ekstern kortslutning fører til en stor mengde varme generert av batteriet på kort tid, og utløser reaksjonen av positive og negative aktive stoffer og elektrolyttdekomponering, og genererer en stor mengde varmt og brennbart gass, noe som resulterer i batteribrann eller eksplosjon.

Hyppige brannhendelser understreker at termisk styring har blitt en viktig komponent for å sikre sikker drift av energilagringskraftverk.

  2. Termiske løsninger

For tiden er de relativt modne termiske løsningene for termisk styring av energilagring luftkjøling og væskekjøling, hvorav luftkjøling er hovedstrømmen i det nåværende energilagringssystemet, og permeabiliteten til væskekjølesystemet forventes å fortsette å øke i fremtiden .

Termisk styring blir kjernen i energilagringssystem, og luftkjøling og væskekjøling er modne teknologier for tiden. Kjølemetodene for termisk styring av energilagring inkluderer hovedsakelig følgende tre kjøleteknologier: luftkjøling (luftkjøling), væskekjøling og faseendringskjøling og varmerørskjøling.

  Luftkjøling

For tiden brukes luftkjølingsteknologi hovedsakelig i beholderenergilagringssystem og kommunikasjonsbasestasjons energilagringssystem med lav effekttetthet. På den ene siden er luftkjølesystemet enkelt i struktur, trygt og pålitelig, og enkelt å implementere; På den annen side, fordi energilagringssystemet ikke er så restriktivt som kraftbatterisystemet når det gjelder energitetthet og plass, kan antallet batterier økes for å oppnå en lavere driftshastighet og varmegenereringshastighet.

Væskekjøling

Væskekjøleteknologien bruker vann eller andre kjølemidler for å spre varme gjennom indirekte kontakt med lederen jevnt fordelt på væskekjøleplaten.

Dens fordeler inkluderer:

1) Nær varmekilde, effektiv kjøling;

2) Sammenlignet med beholderluftkjølesystemet med samme kapasitet, trenger ikke væskekjølesystemet å designe luftkanalen, noe som sparer mer enn 50 prosent av gulvarealet og er mer egnet for fremtidig storskala energilagring kraftstasjon på 100 MW eller mer;

3) Sammenlignet med luftkjølesystemet er feilraten lavere fordi bruken av vifter og andre mekaniske komponenter reduseres;

4) Lav støy av væskekjøling, sparer strømforbruk til systemet og miljøvennlig.

  Faseskift kjøling

Faseendringskjøling er en kjølemetode som bruker faseendringsmaterialer for å absorbere varme.

Valget av faseendringsmateriale har størst innflytelse på batteriets varmeavledningseffekt. Når den spesifikke varmekapasiteten til det valgte faseendringsmaterialet er større og varmeoverføringskoeffisienten er høyere, er kjøleeffekten under de samme forholdene bedre, ellers er kjøleeffekten dårligere.

Faseendringskjøling har fordelene med kompakt struktur, lav termisk kontaktmotstand, god kjøleeffekt, men selve faseendringsmaterialet har ikke varmeavledningsevnen, den absorberte varmen må stole på væskekjølesystemet, luftkjølesystemet, etc. ., eller faseendringsmaterialet kan ikke fortsette å absorbere varme.

I tillegg tar faseendringsmaterialer plass og koster mye.

Sinda Themral er en ledende kjøleribbeprodusent, vi kan designe og produsere hver generasjon av Intel, AMD, etc. CPUer, fabrikken vår eier mange presise fasiliteter og utstyr for å produsere høykvalitets CPU-kjøleribber. Vi er en termisk partner med mange kunder i verden som Flex, DellEMC, Foxconn, etc. Ta kontakt med oss ​​hvis du har noen termiske krav.