Apa solusi baru untuk manajemen termal penyimpanan energi?

 Karena proporsi energi bersih meningkat secara bertahap, penyimpanan energi memainkan peran penting dalam pembangkit listrik, jaringan listrik, dan pengguna sistem tenaga. Karena keunggulan kepadatan energi yang tinggi, aplikasi yang fleksibel, dan respons yang cepat, penyimpanan energi berkembang pesat.

Menurut data CNESA, pada akhir tahun 2021, skala terinstal kumulatif dari proyek penyimpanan energi listrik global yang dioperasikan adalah 209,4GW, dan skala terinstal kumulatif dari penyimpanan energi baru adalah 25,4GW. Baterai ion natrium mendominasi pasar, dengan pangsa pasar lebih dari 90 persen dan 23,1GW. Skala terinstal kumulatif dari proyek penyimpanan energi listrik yang dioperasikan di China adalah 46,1GW, terhitung 22 persen dari total ukuran pasar global. Skala kumulatif penyimpanan energi baru yang terpasang mencapai 5,73GW. Baterai lithium-ion adalah rute teknologi utama penyimpanan energi baru, terhitung 89,7 persen dari 5,14GW.

Sebagai komponen inti dari penyimpanan energi elektrokimia, baterai memiliki risiko pelepasan panas yang besar. Dari perspektif keselamatan, manajemen termal penyimpanan energi sangatlah penting.

  1. Manajemen termal dalam sistem penyimpanan energi elektrokimia

Manajemen termal adalah bagian penting dari sistem penyimpanan energi elektrokimia, rantai industri penyimpanan energi elektrokimia dibagi menjadi tiga bagian: pemasok peralatan hulu, integrator tengah, dan ujung aplikasi hilir.

Perangkat hulu meliputi paket baterai, inverter penyimpanan energi (PCS), sistem manajemen baterai (BMS), sistem manajemen energi (EMS), manajemen termal, dan perangkat lainnya; Inti dari link midstream adalah integrasi sistem plus EPC; Skenario hilir dibagi menjadi sisi catu daya, sisi jaringan listrik, dan sisi pengguna.

Sebagian besar perusahaan dalam rantai industri penyimpanan energi terlibat dalam 1-2 segmen, sementara beberapa perusahaan terlibat dalam keseluruhan proses mulai dari baterai hingga integrasi sistem dan bahkan EPC.

Dari tahun 2011 hingga 2021, total 32 kecelakaan pembangkit listrik penyimpanan energi dan ledakan terjadi secara global. Dari Januari hingga Mei 2022, lebih dari 10 kecelakaan kebakaran penyimpanan energi terjadi secara global. Dengan pesatnya perkembangan stasiun penyimpanan energi baterai di Cina, karena masalah kualitas baterai dan PCS atau kinerja konstruksi integrator sistem yang tidak merata, potensi bahaya kebakaran penyimpanan energi baterai menjadi serius dan sering terjadi kebakaran.

Pada 16 April 2021, terjadi kebakaran dan ledakan di Pembangkit Listrik Penyimpanan Energi Guoxuan Fuwei Beijing. Menurut penyelidikan, penyebab kebakaran adalah korsleting internal pada baterai LFP, yang menyebabkan baterai menjadi panas di luar kendali dan terbakar. Pada bulan Juli tahun yang sama, proyek "Baterai Besar Victoria" di Australia, yang dilengkapi dengan sistem penyimpanan energi Megapack Tesla, terbakar di kompartemen baterai karena kebocoran sistem pendingin selama pengujian.

Pelarian termal baterai adalah penyebab utama kecelakaan kebakaran.

Pelarian termal baterai mengacu pada korsleting internal atau korsleting eksternal yang menyebabkan sejumlah besar panas yang dihasilkan oleh baterai dalam waktu singkat, memicu reaksi zat aktif positif dan negatif dan dekomposisi elektrolit, menghasilkan sejumlah besar panas dan mudah terbakar gas, mengakibatkan kebakaran atau ledakan baterai.

Insiden kebakaran yang sering terjadi menyoroti bahwa manajemen termal telah menjadi komponen penting untuk memastikan operasi yang aman dari pembangkit listrik penyimpanan energi.

  2. Solusi termal

Saat ini, solusi termal yang relatif matang dari manajemen termal penyimpanan energi adalah pendinginan udara dan pendinginan cair, di antaranya pendinginan udara adalah arus utama dalam sistem penyimpanan energi saat ini, dan permeabilitas skema pendinginan cair diperkirakan akan terus meningkat di masa mendatang. .

Manajemen termal menjadi inti dari sistem penyimpanan energi, dan pendinginan udara dan pendinginan cairan adalah teknologi yang matang saat ini. Metode pendinginan manajemen termal penyimpanan energi terutama mencakup tiga teknologi pendinginan berikut: pendinginan udara (pendinginan udara), pendinginan cair dan pendinginan perubahan fasa, dan pendinginan pipa panas.

  Pendinginan udara

Saat ini, teknologi pendingin udara terutama digunakan dalam sistem penyimpanan energi kontainer dan sistem penyimpanan energi stasiun pangkalan komunikasi dengan kepadatan daya rendah. Di satu sisi, sistem pendingin udara memiliki struktur yang sederhana, aman dan andal, serta mudah diimplementasikan; Di sisi lain, karena sistem penyimpanan energi tidak seketat sistem baterai daya dalam hal kerapatan dan ruang energi, jumlah baterai dapat ditingkatkan untuk mendapatkan laju operasi dan laju pembangkitan panas yang lebih rendah.

Pendinginan cair

Teknologi pendingin cair menggunakan air, atau pendingin lain untuk menghilangkan panas melalui kontak tidak langsung dengan konduktor yang didistribusikan secara merata pada pelat pendingin cair.

Keuntungannya meliputi:

1) Dekat dengan sumber panas, pendinginan yang efisien;

2) Dibandingkan dengan skema pendingin udara kontainer dengan kapasitas yang sama, sistem pendingin cair tidak perlu merancang saluran udara, yang menghemat lebih dari 50 persen luas lantai, dan lebih cocok untuk penyimpanan energi skala besar di masa depan pembangkit listrik 100 MW atau lebih;

3) Dibandingkan dengan sistem pendingin udara, tingkat kegagalan lebih rendah karena penggunaan kipas dan komponen mekanis lainnya berkurang;

4) Kebisingan rendah dari pendingin cair, menghemat konsumsi daya sistem, dan ramah lingkungan.

  Pendinginan perubahan fasa

Pendinginan perubahan fasa adalah metode pendinginan yang menggunakan bahan pengubah fasa untuk menyerap panas.

Pilihan bahan perubahan fasa memiliki pengaruh terbesar pada efek pembuangan panas baterai. Ketika kapasitas panas spesifik dari material perubahan fasa yang dipilih lebih besar dan koefisien perpindahan panas lebih tinggi, efek pendinginan dalam kondisi yang sama lebih baik, jika tidak, efek pendinginannya lebih buruk.

Pendinginan perubahan fasa memiliki keunggulan struktur kompak, resistansi termal kontak rendah, efek pendinginan yang baik, tetapi bahan perubahan fasa itu sendiri tidak memiliki kemampuan pembuangan panas, panas yang diserap perlu bergantung pada sistem pendingin cair, sistem pendingin udara, dll. ., atau bahan yang berubah fasa tidak dapat terus menyerap kalor.

Selain itu, material perubahan fase memakan banyak ruang dan biaya.

Sinda Themral adalah produsen heat sink terkemuka, kami dapat merancang dan memproduksi setiap generasi Intel, AMD, dll. CPU, Pabrik kami memiliki banyak fasilitas dan peralatan yang tepat untuk memproduksi heat sink CPU berkualitas tinggi. Kami adalah mitra termal dengan banyak pelanggan di dunia seperti Flex, DellEMC, Foxconn, dll. Silakan hubungi kami jika Anda memiliki persyaratan termal.