Pengenalan
Penyejukan udara dan penyejukan cecair tidak sememangnya baik atau buruk, hanya apabila digunakan di tempat yang sesuai (senario) dapat kelebihan masing -masing dapat direalisasikan sepenuhnya. Jadi, mengapa kebanyakan produk penyimpanan tenaga memilih penyejukan cecair dan bukannya penyejukan udara?
Sebelum 2021, kaedah pelesapan haba untuk produk penyimpanan tenaga adalah disejukkan secara seragam (kecuali Tesla Megapack).
Pada masa itu, kebanyakan produk penyimpanan besar adalah sistem walk-in kontena 40 kaki, yang memerlukan penyelenggaraan kakitangan/pelarian kakitangan mengikut piawaian kebangsaan dan memuatkan sebanyak mungkin bateri. Untuk menampung lebih banyak bateri, sesetengah pengeluar telah menggunakan bekas yang lebih besar -53 bekas kaki, dengan kapasiti maksimum 2MWH untuk bekas 40 kaki.
Terdapat banyak peminat di dalam kotak untuk menghilangkan haba dari bateri, dan apabila orang berjalan masuk, mereka mendengar banyak bunyi berdengung dari peminat.
Pada masa kini, sistem penyimpanan tenaga dibungkus dengan 5MWh bateri dalam bekas 20 kaki, yang menjadikannya sukar untuk memenuhi keperluan pelesapan haba melalui penyejukan udara. Oleh itu, apakah kelebihan lain yang disejukkan oleh sistem penyejuk udara dan cecair selain yang disebutkan di atas?
1. Kelebihan sistem penyejukan cecair
1 Reka bentuk dan kecekapan pelesapan haba
Kerumitan reka bentuk
Penyejukan udara: Teknologi penyejukan udara matang dan strukturnya mudah. Jurutera akan memilih penyejukan udara semasa merancang. Reka bentuk terasnya ialah pemilihan peminat dan reka bentuk saluran udara, yang menghilangkan haba melalui perolakan udara. Medium pelesapan haba adalah udara, yang tidak habis -habis dan oleh itu mempunyai kos yang agak rendah. Peralatan teras penyejukan udara adalah penyaman udara dan saluran udara, yang sesuai untuk senario kuasa rendah dan sederhana, tetapi sukar untuk memenuhi keperluan pelesapan haba berkepadatan tinggi, seperti kotak 5MWH/20 kaki semasa.
Penyejukan Cecair: Sistem peredaran cecair (seperti plat penyejukan, pam, penukar haba, dan lain -lain) perlu direka, yang sangat kompleks tetapi boleh terus menghubungi sumber haba. Kecekapan kekonduksian terma adalah 6 kali penyejukan udara, menjadikannya sesuai untuk peralatan ketumpatan tenaga tinggi. Kesimpulan: Walaupun reka bentuk penyejukan cecair adalah kompleks, kecekapan pelesapan habanya jauh lebih tinggi, terutama sesuai untuk sistem penyimpanan tenaga berkuasa tinggi.
Kesan pelesapan haba dan keseragaman suhu
Penyejukan cecair mencapai kawalan suhu yang tepat melalui peredaran penyejuk, dengan perbezaan suhu yang boleh dikawal dalam masa 3 darjah, manakala penyejukan udara bergantung pada aliran udara ambien, dengan perbezaan suhu biasanya melebihi 7 darjah. Persekitaran suhu tinggi dengan mudah boleh menyebabkan kemerosotan konsistensi sel dan menjejaskan hayat bateri. Kesimpulan: Penyejukan cecair mempunyai keseragaman suhu yang lebih baik dan kestabilan pelesapan haba, dan boleh memanjangkan hayat bateri.
2 Senario Senario Aplikasi
Keperluan persekitaran dan kuasa
Penyejukan udara: Sesuai untuk persekitaran luaran dan senario kuasa rendah dan sederhana (seperti penyimpanan tenaga perindustrian dan komersial, stesen asas komunikasi), tetapi sensitif terhadap suhu tinggi dan persekitaran kelembapan yang tinggi, dengan kesan pelesapan haba yang terhad.
Penyejukan Cecair: Ia mempunyai kelebihan yang signifikan dalam penyimpanan tenaga berskala besar (seperti projek peringkat seratus megawatt di sisi grid), kadar pengecasan dan pelepasan yang tinggi, dan senario suhu yang melampau. Sebagai contoh, stesen kuasa penyimpanan tenaga bersama di Ningxia, Gansu dan tempat -tempat lain mengamalkan penyelesaian penyejukan cecair.
Kesimpulan: Penyejukan cecair lebih sesuai untuk ketumpatan kuasa tinggi dan keperluan alam sekitar yang kompleks.
3 penyelenggaraan dan kebolehpercayaan
Mengekalkan kerumitan
Penyejukan udara: Mudah untuk dikekalkan, hanya memerlukan pembersihan saluran kipas dan udara, tetapi memerlukan pengendalian debu alam sekitar yang kerap dan kawalan suhu yang tidak mencukupi.
Penyejukan Cecair: Perlu untuk memeriksa kebocoran, kakisan, dan operasi injap yang kerap. Langkah -langkah penyelenggaraan adalah rumit, tetapi kestabilan sistem adalah tinggi dan kadar kegagalan adalah rendah. Sebagai contoh, masa penyelenggaraan sistem penyejukan cecair adalah 2-3 kali sistem penyejukan udara, tetapi risiko penutupan adalah sangat rendah.
Kesimpulan: Penyejukan cecair mempunyai kos penyelenggaraan yang tinggi tetapi kebolehpercayaan yang lebih baik, dan kestabilan operasi jangka panjang yang kuat.
Risiko keselamatan
Penyejukan udara tidak mempunyai risiko kebocoran cecair, tetapi bergantung pada penghawa dingin dan peminat, yang menimbulkan risiko terlalu panas.
Penyejukan cecair memerlukan pencegahan kebocoran dan kakisan, tetapi risiko dapat dikawal dengan berkesan melalui reka bentuk pengedap yang tinggi dan pengoptimuman bahan.
4 jangka hayat dan penggunaan tenaga
Memberi kesan kepada hayat bateri
Untuk setiap peningkatan suhu 20 darjah, hayat kitaran bateri berkurangan sebanyak 3000-4000 kali. Penyejukan cecair boleh menstabilkan suhu sel bateri pada darjah 30-35. Penyejukan udara boleh mencapai lebih dari 38 darjah dalam persekitaran suhu tinggi, mempercepatkan kemerosotan bateri.
Kesimpulan: Penyejukan cecair secara signifikan memanjangkan hayat bateri dan mengurangkan kos penggantian kitaran hayat penuh.
Penggunaan tenaga operasi
Penyejukan cecair menggunakan kuasa kurang daripada penyejukan udara. Sebagai contoh, dengan kapasiti penyejukan 3kW, penggunaan tenaga penyejukan cecair hanya 1/6 daripada penyejukan udara, dan kelajuan pelesapan haba lebih cepat, mengakibatkan masa penyejukan yang lebih pendek selepas penutupan.
Kesimpulan: Penyejukan cecair mempunyai kesan penjimatan tenaga jangka panjang yang signifikan dan mengurangkan kos operasi.
5 perbandingan kos
Kos awal
Kos sistem penyejukan udara agak rendah (kira-kira 1.1 yuan/WH), manakala penyejukan cecair memerlukan plat penyejukan, pam, dan komponen lain, mengakibatkan kenaikan kos kira-kira 18% (kira-kira 1.3 yuan/WH).
Kos kitaran hayat
Walaupun penyejukan cecair mempunyai pelaburan awal yang tinggi, kos keseluruhannya lebih tinggi daripada penyejukan udara kerana penggunaan tenaga yang rendah (menjimatkan lebih dari 30% bil elektrik), jangka hayat yang panjang (mengurangkan kekerapan penggantian bateri), dan kadar kegagalan yang rendah. Sebagai contoh, kos kitaran hayat penuh projek cecair 5MW adalah 20% -30% lebih rendah daripada projek yang disejukkan oleh udara.
Kesimpulan: Penyejukan cecair mempunyai lebih banyak kelebihan dari segi ekonomi kitaran hayat penuh.
6 Simpan ruang
Sistem penyejukan cecair mempunyai tahap integrasi yang tinggi, dan jejak bekas penyimpanan tenaga dengan kapasiti yang sama dikurangkan sebanyak kira -kira 40% berbanding dengan penyejukan udara, menjadikannya sesuai untuk senario tanah. Bateri 5MWH semasa boleh dimuatkan ke dalam bekas 20 kaki, terutamanya kerana sistem penyejukan cecair menjimatkan banyak ruang.
2. Kelemahan sistem penyejukan cecair
1 Perlindungan dan Keselamatan Alam Sekitar
Penyejukan cecair adalah toksik
Etilena glikol yang digunakan untuk penyejukan cecair adalah toksik dan kebocoran boleh mencemari tanah dan air bawah tanah, yang memerlukan rawatan pengedap dan kitar semula yang ketat; Sistem yang disejukkan oleh udara tidak mempunyai risiko kebocoran cecair dan lebih mesra alam. Sebagai contoh, dalam kemalangan kebakaran Stesen Penyimpanan Tenaga Tesla Megapack di Australia, kebocoran sistem penyejukan cecair menyebabkan litar pintas bateri, yang membawa kepada pelarian haba.
Kes ini menggambarkan bahawa penyejukan cecair mempunyai keperluan yang ketat untuk pengedap dan kualiti bahan, dan risiko kegagalan ini harus dipertimbangkan ketika merancang sistem penyejukan cecair.
Keselamatan Sistem Penyejukan Udara
Sistem yang disejukkan oleh udara tidak perlu bimbang tentang risiko kebocoran. Ia bergantung kepada operasi penghawa dingin dan peminat yang berterusan, dan masalah yang paling serius adalah terlalu panas tempatan. Walau bagaimanapun, kadar kemalangan keseluruhan lebih rendah daripada penyejukan cecair
2 Pengeluaran dan Pemasangan Kompleks
Pengeluaran sistem penyejukan cecair adalah kompleks
Penyesuaian plat sejuk cecair dan pengeluaran acuan percubaan diperlukan, dengan kitaran penyelidikan dan pembangunan yang panjang dan halangan paten yang terlibat.
Penyejukan udara bergantung pada reka bentuk saluran udara yang standard, dengan tahap mod biasa dan kos yang boleh dikawal.
Masa pemasangan yang panjang
Pembongkaran dan pemasangan kabinet bateri yang disejukkan cecair mengambil masa lebih dari 2 jam (melibatkan saliran, pengujian pengedap, dan lain -lain), manakala penyejukan udara hanya mengambil masa 20 minit, sesuai untuk senario penyebaran pesat.
Tahap Bunyi 3 Tinggi
Bunyi unit sejuk cecair biasanya kurang daripada atau sama dengan 75dB (dekat dengan penyaman udara yang disejukkan udara), tetapi ia dapat dikurangkan lagi dengan mengoptimumkan reka bentuk injap pam dan bahan penebat bunyi. Megapack Tesla menggerakkan kipas ke bahagian atas kotak penyimpanan tenaga dan memasang badan pam di dalam kabinet sebagai cara untuk mengurangkan bunyi bising.
Sumber bunyi utama penyejukan udara adalah kipas (kurang daripada atau sama dengan 60dB), yang lebih tenang secara keseluruhan.
3. Trend penyejukan produk penyimpanan besar masa depan
Penyejukan Air+Penyejukan Cecair Penyelesaian Hibrid: Menggabungkan kelebihan kedua-duanya dalam beberapa senario, seperti menggunakan penyejukan udara untuk mengurangkan kos di kawasan kuasa rendah dan sederhana, dan menggunakan penyejukan cecair untuk meningkatkan kecekapan pelesapan haba di kawasan teras kuasa tinggi.
Penyejukan cecair penyerapan: Ini adalah kaedah pelesapan haba yang paling primitif, yang secara langsung menghubungi sumber haba dengan sumber sejuk untuk menghilangkan haba. Kecekapan pelesapan haba jauh lebih tinggi daripada mengambil haba melalui plat penyejuk. Jika penyejukan cecair tradisional menghapuskan saluran udara berbanding dengan sistem penyejukan udara, maka penyejukan cecair rendaman terus menghapuskan plat sejuk. Dengan secara langsung merendam sel-sel bateri, pelesapan haba yang melampau (perbezaan suhu kurang daripada atau sama dengan 1 darjah) boleh dicapai, yang boleh menggantikan penyejukan cecair tradisional dalam penyimpanan tenaga berkepadatan tinggi pada masa akan datang.
4. Ringkasan
Di bawah teknologi bateri semasa dan keperluan pelesapan haba, teknologi penyejukan cecair menyelesaikan titik kesakitan teras penyimpanan tenaga yang besar dalam senario ketumpatan kuasa tinggi (5MWH/20 kaki) melalui pelesapan haba yang cekap, kawalan suhu yang tepat, penggunaan tenaga yang rendah, dan jangka hayat yang panjang.
Walaupun kos awal dan kerumitan penyelenggaraan awalnya, ia mempunyai kelebihan ekonomi dan kebolehpercayaan yang ketara sepanjang kitaran hayatnya. Dengan penggunaan berskala besar penyejukan cecair (seperti kadar penembusan yang dijangkakan sebanyak 45% menjelang 2025), kematangan rantaian perindustrian akan terus mengurangkan kos dan mempromosikannya sebagai "penyelesaian optimum" untuk penyimpanan tenaga berskala besar.
PostScript: Semua pelesapan haba dan langkah perlindungan kebakaran berpusat di sekitar sel -sel bateri. Sekiranya sel-sel bateri suhu tinggi dapat dihasilkan secara massal pada masa akan datang dengan secara langsung bertukar haba dengan udara, dan sel-sel bateri sendiri dapat menahan suhu yang lebih tinggi, maka kos sistem penyimpanan tenaga dapat dikurangkan dengan ketara. Ini adalah teknologi yang memberi manfaat kepada kemanusiaan.