近年來,隨著儲能電池容量的增加,大量的電池在整合工作時產生的熱量越來越多,風冷系統的冷卻能力已不足以滿足儲能電池組的散熱需求。
正如人體需要保持正常溫度一樣,儲能電站的執行也需要穩定的溫度。 如果溫度過高或過低,都會影響儲能電站的執行效率和使用壽命。 特別是在高溫的情況下,還可能造成電池起火、系統**等安全事故。
相關事故的例子很多。 2021年4月18日,美國亞利桑那州鹽河變電站儲能設施發生火災,濃煙滾滾,持續5天。 同年4月16日,北京大興儲能電站**,因電池熱失控**,造成消防員2人死亡,消防員1人受傷。 據不完全統計,近五年來,全球儲能電站發生火災事故45起,中國5起,美國3起,南韓34起。
儲能液冷技術是滿足儲能系統散熱需求的突破性技術之一。
儲能系統熱管理的發展階段。
儲能系統的熱管理經歷了兩個發展階段。
第一階段,2021年之前,儲能市場處於風冷散熱的局面。 “風冷”是以空氣為熱交換介質,通過空調等機械裝置,使空氣在電池組內不斷迴圈,利用電池模組與空氣之間的溫差進行傳熱。 優點是成本較低,安裝簡單,缺點是散熱效果比較差,主要用於小型民用或商用儲能電站。
第二階段,從2021年至今,液冷散熱技術“如雨後春筍般湧現”,市場份額持續提公升。 “液體冷卻”,以液體為熱交換介質比空氣比熱容高,導熱係數更高,冷卻速度快,對降低區域性最高溫度,提高電池模組溫度一致性有顯著效果。 因此,液體冷卻越來越受到儲能行業的關注。 據先進工業研究院預測,預計2025年液冷市場滲透率將達到45%左右。
在發展階段,風冷和液冷之爭仍在繼續。 隨著液冷技術的迭代公升級,為儲能散熱的發展帶來了新的氣息。
風冷和液冷的優點比較。
今天的 Paivo 圍繞著兩者展開系統整合、電池組控溫效果、執行能耗及執行維護等方面,對風冷液冷技術進行了逐點對比分析。
1.系統整合
液冷解決方案的系統整合度高於風冷解決方案。 對於相同尺寸的儲能容器,液冷解決方案的系統容量比風冷解決方案提高50%;對於相同容量的儲能容器,液冷解決方案與風冷解決方案相比節省了40%的占地面積。
2.電池組控溫效果
液冷方案下電池組的溫度均勻性優於風冷方案,熱失控風險遠小於風冷方案。 首先,液冷的換熱係數遠高於風冷。 其次,液冷可以精確控制所有電池的溫差3(風冷不能精確控制溫度)。
3.執行能耗
液冷溶液的執行能耗低於風冷溶液。 在相同電池溫度下,相同溫度下,風冷能耗比液冷高2-3倍; 在相同的功耗下,風冷電池組的溫度比液冷電池高3-5%。
4.耐惡劣環境
液體冷卻系統適用於海邊、高鹽地和沙漠等惡劣環境。 由於風冷系統整合度低,部件數量多,系統部件容易受到高鹽水蒸氣和沙子的侵蝕,導致系統故障率增加與風冷相比,液冷系統的高整合度優勢可顯著降低故障率因此,建議使用液體冷卻系統。
派沃儲能液冷跳出“線性思維”。
目前,家用儲能以風冷為主,大型儲能以風冷為主,並且有轉向液冷的趨勢,未來液冷的滲透率將持續提公升。 首先,大型儲能專案規模不斷擴大,所需電芯數量將持續增加; 其次,電池產能增長趨勢明顯,300Ah以上的大電池產品陸續推出。 未來,儲能系統將對溫控的散熱效率和溫差控制能力提出更高的要求,而液冷將更好地匹配下游需求。
派沃發布的儲能液冷溫控管理解決方案,可大大降低系統執行能耗與傳統空調相比,風冷可降低能耗20%以上,使用壽命延長20%。 Paivo 的全系列儲能液冷產品具有:低成本、低能耗、高安全性優勢通過液冷解決方案的集約化設計,大大提高了電芯的能量密度,並減少了占地面積。
未來,定製液冷解決方案的能力將成為企業競爭的核心要素。 設計能力是液冷供應商競爭的核心,因為整合商不同的設計方案意味著液冷需要與電池組布局和流水線設計共同開發和整合,因此排沃儲能液冷和溫控管理解決方案的定製化設計能力是核心競爭要素。