راه حل جدید برای مدیریت حرارتی ذخیره انرژی چیست؟

 با افزایش تدریجی نسبت انرژی پاک، ذخیره انرژی نقش حیاتی در تولید برق، شبکه برق و استفاده از سیستم قدرت ایفا می کند. با توجه به مزایای چگالی انرژی بالا، کاربرد انعطاف پذیر و پاسخ سریع، ذخیره انرژی به سرعت در حال توسعه است.

طبق داده های CNESA، تا پایان سال 2021، مقیاس نصب شده تجمعی پروژه های ذخیره سازی انرژی الکتریکی جهانی 209.4 گیگاوات و مقیاس نصب شده تجمعی ذخیره انرژی جدید 25.4 گیگاوات است. باتری های یون سدیم با سهم بازار بیش از 90 درصد و 23.1 گیگاوات بر بازار تسلط دارند. مقیاس نصب شده تجمعی پروژه های ذخیره سازی انرژی الکتریکی که در چین به بهره برداری رسیده اند 46.1 گیگاوات است که 22 درصد از کل اندازه بازار جهانی را تشکیل می دهد. مقیاس نصب شده تجمعی ذخیره انرژی جدید به 5.73 گیگاوات می رسد. باتری لیتیوم یونی مسیر اصلی فناوری ذخیره انرژی جدید است که 89.7 درصد از 5.14 گیگاوات را تشکیل می دهد.

باتری به عنوان جزء اصلی ذخیره انرژی الکتروشیمیایی، خطر بزرگی برای فرار حرارتی دارد. از منظر ایمنی، مدیریت حرارتی ذخیره انرژی بسیار مهم است.

  1. مدیریت حرارتی در سیستم ذخیره انرژی الکتروشیمیایی

مدیریت حرارتی بخش مهمی از سیستم ذخیره‌سازی انرژی الکتروشیمیایی است، زنجیره صنعتی ذخیره‌سازی انرژی الکتروشیمیایی به سه بخش تقسیم می‌شود: تامین‌کننده تجهیزات بالادست، یکپارچه‌ساز میان‌دستی و پایان برنامه پایین‌دست.

دستگاه های بالادستی شامل بسته های باتری، اینورترهای ذخیره انرژی (PCS)، سیستم های مدیریت باتری (BMS)، سیستم های مدیریت انرژی (EMS)، مدیریت حرارتی و سایر دستگاه ها هستند. هسته پیوند میان جریان یکپارچه سازی سیستم به همراه EPC است. سناریوهای پایین دست به سمت منبع تغذیه، سمت شبکه برق و سمت کاربر تقسیم می شوند.

بیشتر شرکت‌ها در زنجیره صنعت ذخیره‌سازی انرژی در بخش‌های 1-2 درگیر هستند، در حالی که تعداد کمی از شرکت‌ها در کل فرآیند از باتری تا یکپارچه‌سازی سیستم و حتی EPC درگیر هستند.

از سال 2011 تا 2021، در مجموع 32 حادثه آتش سوزی و انفجار نیروگاه ذخیره انرژی در سراسر جهان رخ داده است. از ژانویه تا می 2022، بیش از 10 حادثه آتش سوزی ذخیره انرژی در سراسر جهان رخ داده است. با توسعه سریع ایستگاه های ذخیره انرژی باتری در چین، به دلیل مشکلات کیفی باتری ها و PCS یا عملکرد ناهموار ساخت و ساز یکپارچه سازهای سیستم، خطرات احتمالی آتش سوزی ذخیره انرژی باتری جدی است و حوادث آتش سوزی مکرر است.

در 16 آوریل 2021، یک آتش سوزی و انفجار در نیروگاه پکن Guoxuan Fuwei Energy Storage رخ داد. بر اساس تحقیقات انجام شده، علت آتش سوزی اتصال کوتاه داخلی باتری LFP بوده که باعث خارج شدن دمای باتری و مشتعل شدن آن شده است. در جولای همان سال، پروژه «باتری بزرگ ویکتوریا» در استرالیا که مجهز به سیستم ذخیره انرژی مگاپک تسلا است، به دلیل نشت سیستم خنک کننده در حین آزمایش، در محفظه باتری آتش گرفت.

فرار حرارتی باتری عامل اصلی حوادث آتش سوزی است.

فرار حرارتی باتری به اتصال کوتاه داخلی یا اتصال کوتاه خارجی اشاره دارد که منجر به تولید مقدار زیادی گرما توسط باتری در مدت زمان کوتاهی می شود که باعث واکنش مواد فعال مثبت و منفی و تجزیه الکترولیت می شود و مقدار زیادی گرم و قابل احتراق ایجاد می کند. گاز، که منجر به آتش سوزی یا انفجار باتری می شود.

حوادث آتش سوزی مکرر نشان می دهد که مدیریت حرارتی به یک جزء ضروری برای اطمینان از عملکرد ایمن نیروگاه های ذخیره انرژی تبدیل شده است.

  2. محلول های حرارتی

در حال حاضر، راه‌حل‌های حرارتی نسبتاً بالغ مدیریت حرارتی ذخیره‌سازی انرژی عبارتند از خنک‌کننده هوا و خنک‌کننده مایع، که در میان آنها خنک‌کننده هوا جریان اصلی در سیستم ذخیره‌سازی انرژی فعلی است و انتظار می‌رود نفوذپذیری طرح خنک‌کننده مایع در آینده همچنان افزایش یابد. .

مدیریت حرارتی به هسته سیستم ذخیره انرژی تبدیل می شود و خنک کننده هوا و خنک کننده مایع در حال حاضر فناوری های بالغی هستند. روش های خنک کننده مدیریت حرارتی ذخیره انرژی عمدتاً شامل سه فناوری خنک کننده زیر است: خنک کننده هوا (خنک کننده هوا)، خنک کننده مایع و خنک کننده تغییر فاز و خنک کننده لوله حرارتی.

  خنک کننده هوا

در حال حاضر، فن آوری خنک کننده هوا عمدتا در سیستم ذخیره انرژی کانتینر و سیستم ذخیره انرژی ایستگاه پایه ارتباطی با چگالی توان کم استفاده می شود. از یک طرف، سیستم خنک کننده هوا از نظر ساختار ساده، ایمن و قابل اعتماد است و اجرای آن آسان است. از طرف دیگر، به دلیل اینکه سیستم ذخیره انرژی از نظر چگالی انرژی و فضا به اندازه سیستم باتری قدرت محدود کننده نیست، می توان تعداد باتری ها را افزایش داد تا نرخ عملکرد و نرخ تولید گرما کمتری به دست آید.

خنک کننده مایع

فن‌آوری خنک‌کننده مایع از آب یا سایر خنک‌کننده‌ها برای دفع گرما از طریق تماس غیرمستقیم با هادی که به طور مساوی روی صفحه خنک‌کننده مایع توزیع شده است، استفاده می‌کند.

مزایای آن عبارتند از:

1) نزدیک به منبع گرما، تبرید کارآمد؛

2) در مقایسه با طرح خنک کننده هوای کانتینر با همان ظرفیت، سیستم خنک کننده مایع نیازی به طراحی مجرای هوا ندارد که بیش از 50 درصد از سطح کف را صرفه جویی می کند و برای ذخیره سازی انرژی در مقیاس بزرگ آینده مناسب تر است. نیروگاه 100 مگاوات یا بیشتر؛

3) در مقایسه با سیستم خنک کننده هوا، میزان خرابی کمتر است زیرا استفاده از فن ها و سایر اجزای مکانیکی کاهش می یابد.

4) سر و صدای کم خنک کننده مایع، صرفه جویی در مصرف برق سیستم و سازگار با محیط زیست.

  خنک کننده تغییر فاز

خنک کننده تغییر فاز یک روش خنک کننده است که از مواد تغییر فاز برای جذب گرما استفاده می کند.

انتخاب ماده تغییر فاز بیشترین تأثیر را بر اثر اتلاف حرارت باتری دارد. وقتی ظرفیت گرمایی ویژه ماده تغییر فاز انتخابی بزرگتر باشد و ضریب انتقال حرارت بیشتر باشد، اثر خنک کننده در شرایط یکسان بهتر است، در غیر این صورت اثر خنک کننده بدتر است.

خنک کننده تغییر فاز دارای مزایای ساختار فشرده، مقاومت حرارتی کم تماس، اثر خنک کننده خوب است، اما مواد تغییر فاز به خودی خود توانایی اتلاف گرما را ندارد، گرمای جذب شده باید به سیستم خنک کننده مایع، سیستم خنک کننده هوا و غیره تکیه کند. .، یا ماده تغییر فاز نمی تواند به جذب گرما ادامه دهد.

علاوه بر این، مواد تغییر فاز فضا را اشغال می کنند و هزینه زیادی دارند.

Sinda Themral یک تولید کننده پیشرو هیت سینک است، ما می توانیم هر نسل از Intel، AMD و غیره را طراحی و تولید کنیم. CPU ها، کارخانه ما دارای بسیاری از امکانات و تجهیزات دقیق برای تولید سینک های حرارتی CPU با کیفیت بالا است. ما شریک حرارتی با مشتریان بسیاری در جهان مانند Flex، DellEMC، Foxconn، و غیره هستیم. لطفاً در صورت داشتن هرگونه نیاز حرارتی با ما تماس بگیرید.