مسائل کلیدی در مدیریت حرارتی ذخیره انرژی
تمرکز کنترل دما در ذخیره سازی انرژی الکتروشیمیایی بهبود عمر مفید و ایمنی باتری ها است، بنابراین محدودیت های فضایی در تجهیزات کنترل دما نسبتاً آرام است. معمولاً دستگاه‌های ذخیره‌سازی انرژی الکتروشیمیایی در محیط‌های بیرونی مستقر می‌شوند، بنابراین توجه بیشتری به پایداری، عمر مفید و هزینه‌های عملیاتی و نگهداری تجهیزات کنترل دما می‌شود. الزامات مربوط به حجم و وزن تجهیزات نسبتاً شل است. در حال حاضر، محلول‌های خنک‌کننده با هوا سهم بزرگی از ذخیره‌سازی انرژی الکتروشیمیایی را به خود اختصاص می‌دهند، اما با ارتقای نیروگاه‌های انرژی جدید و ذخیره‌سازی انرژی خارج از شبکه به سمت ظرفیت باتری بیشتر و چگالی توان سیستم بالاتر، استفاده از راه‌حل‌های خنک‌کننده مایع نیز به‌سرعت خواهد بود. افزایش دهد.
تقاضای کنترل دما در وسایل نقلیه انرژی جدید تاکید بیشتری بر بهبود کارایی مدیریت حرارتی و دقت کنترل دما در فضاهای ثابت دارد. وسایل نقلیه جدید انرژی علاوه بر کنترل دمای باتری، به کنترل دمای سیستم کنترل الکترونیکی، موتور و کابین نیز نیاز دارند. با توجه به چگالی انرژی بالاتر باتری‌های نیرو و فضای محدود بدنه، مدیریت حرارتی وسایل نقلیه انرژی جدید نیازمند نیازهای بالاتری برای حجم، وزن، راندمان اتلاف گرما و دقت کنترل دما است.
الزامات کنترل دما مراکز داده با هدف افزایش قدرت خنک‌کننده و کاهش راندمان مصرف انرژی در مراکز داده (PUE{0}}مصرف انرژی کل تجهیزات مراکز داده/مصرف انرژی تجهیزات فناوری اطلاعات) است. با بهبود قدرت محاسباتی تراشه های هوش مصنوعی، مصرف برق مراکز داده به طور قابل توجهی افزایش یافته است. بنابراین، کنترل دمای IDC بر نیاز به راندمان اتلاف گرما برای همگام شدن با سرعت بهبود مصرف انرژی تراشه تاکید می کند. در مقابل پس‌زمینه سیاست‌های سخت‌تر PUE، کارایی مدیریت حرارتی باید بیشتر بهبود یابد و محلول خنک‌کننده خنک‌کننده مایع غوطه‌وری و اسپری باید بیشتر ارتقا یابد.
افزایش نسبت تخلیه بار یک روند در توسعه ذخیره انرژی الکتروشیمیایی است و تقاضا برای مدیریت حرارتی در ذخیره سازی انرژی نیز بیشتر خواهد شد. باتری های ذخیره انرژی با نسبت دشارژ شارژ بالاتر، خطر فرار حرارتی سریعتری دارند. بنابراین، راندمان انتقال حرارت مدیریت حرارتی ذخیره‌سازی انرژی نیز باید بیشتر بهبود یابد. از نظر راندمان انتقال حرارت به دلیل ظرفیت حرارتی ویژه و هدایت حرارتی مایعات در مقایسه با گازها و هر چه نزدیکتر به منبع گرما باشد، راندمان سرمایش بیشتر می شود. در شرایط مصرف انرژی یکسان، دمای اتلاف حرارت بسته‌های باتری خنک‌شونده مایع 3-5 درجه کمتر از باتری‌های خنک‌کننده با هوا است. و طرح خنک کننده مایع نیازی به طراحی کانال های هوا ندارد، که می تواند تا حد زیادی در سطح زمین صرفه جویی کند، بنابراین جایگزینی خنک کننده هوا با خنک کننده مایع نیز به یک روند آینده تبدیل خواهد شد.
خنک کننده با هوا به تدریج با خنک کننده مایع جایگزین می شود و خنک کننده مایع غوطه وری با کاهش قیمت مایع خنک کننده امکان افزایش بیشتر نرخ نفوذ را دارد. مدیریت حرارتی خارجی با کانتینر به عنوان هدف مدیریت حرارتی ممکن است تلاشی برای کاهش هزینه بیشتر در راه حل های مدیریت حرارتی باشد. در تکنولوژی خنک کننده مایع، خنک کننده مایع صفحه سرد و خنک کننده مایع غوطه وری دو شکل رایج هستند. راه حل های مختلفی برای خنک کننده مایع وجود دارد که از جمله راه حل های اصلی و کارآمد می توان به خنک کننده مایع غوطه وری، خنک کننده اسپری و خنک کننده مایع صفحه سرد اشاره کرد. خنک کننده مایع غوطه ور عملکرد بهتری دارد، از جمله خنک کننده تک فاز/تغییر فاز، اما به خواص حرارتی و فیزیکی بالاتر، پایداری، سازگاری مواد و عایق خنک کننده نیاز دارد که در نتیجه هزینه های بالاتری را به همراه دارد. در حال حاضر، خنک کننده مایع صفحه سرد یک راه حل خنک کننده مایع نسبتا بالغ است، با نصب ساده، سازگاری با مواد خوب، هزینه تبدیل کم، سرعت توسعه سریع و قیمت پایین تر از خنک کننده مایع غوطه وری.
روندهای توسعه احتمالی مدیریت حرارتی آینده عبارتند از:
1. خنک کننده هوا با خنک کننده مایع جایگزین می شود،
2. توسعه نوع صفحه سرد به سمت نوع غوطه وری،
3. برون سازی مدیریت حرارتی. با بهبود مستمر توان محاسباتی تراشه، چگالی انرژی باتری و راندمان شارژ و دشارژ، گرمای تولید شده در واحد زمان توسط تجهیزات نیز به میزان قابل توجهی افزایش خواهد یافت. بنابراین، بهبود راندمان تبادل حرارتی سیستم های کنترل دما به روند توسعه صنعت تبدیل خواهد شد.
