1. Enerji saxlama sahəsi: Maye soyutma həlli əsas tendensiyaya çevrilir
Temperatur elektrokimyəvi enerji saxlama sistemlərinin tutumuna, təhlükəsizliyinə, ömrünə və digər göstəricilərinə təsir göstərir, buna görə də enerji saxlama sistemlərinin istilik idarə edilməsi tələb olunur. Enerji saxlama sistemi çoxlu sayda akkumulyatorlardan, PCS, BMS, EMS, temperatura nəzarət, yanğından mühafizə və digər alt sistemlərdən ibarət mürəkkəb sistemdir ki, bunlar arasında batareya sistemin əsas komponentidir.
Temperaturun enerji saxlama sisteminə təsiri iki aspektdə əks olunur:
(1) Temperatur tək batareya hüceyrəsinin işinə təsir edir. Çox yüksək və ya çox aşağı temperatur batareya hüceyrəsinin normal istifadəsinə təsir edəcək;
(2) Temperatur batareya sisteminin işinə təsir edir. Çoxlu batareyalar arasındakı temperatur fərqi sistemin tutarlılığına təsir edəcək. Ardıcıllıq problemi sistemin təhlükəsizliyinə, səmərəliliyinə və ömrünə təsir edəcək.
Temperaturun batareyanın işinə təsiri aşağıdakılarda əks olunur:
(1) Tutum: Yüksək temperatur batareyanın daxili müqavimətini artıracaq və aktiv litium ionlarının itkisinə səbəb olacaq. Batareya uzun müddət yüksək temperaturda saxlanılırsa, tutum nominal tutumdan əhəmiyyətli dərəcədə kənara çıxacaq. Temperatur nə qədər yüksək olarsa, litium-ion batareyanın tutumu bir o qədər tez xarab olur. Aşağı temperaturlu bir mühitdə elektrolitin ötürmə qabiliyyəti əhəmiyyətli dərəcədə azalır, bu da litium batareyanın tutumunun azalmasına səbəb olacaqdır. Litium dəmir fosfat batareyalarının tutum dərəcəsi 60 ° C-də 70% -dən 0% -ə qədərdir və -20 ° C-də 40% -dən 20% -ə qədər azalır.
(2) İstifadə müddəti: Temperatur dəyişiklikləri batareyanın daxili müqavimətində və gərginliyində dəyişikliklərə səbəb olur və batareyanın ömrünə təsir edir. Tədqiqatlar müəyyən edib ki, temperaturun hər 1°C artması üçün batareyanın ömrü təxminən 60 gün azalır.
(3) İstilik sabitliyi: Yüksək temperatur batareyanın daxili materiallarında parçalanma reaksiyalarına səbəb olacaq və batareyanın təhlükəsiz və sabit işləməsinə təsir edəcəkdir. Yüksək temperatur mühitində SEI filmi parçalana bilər ki, bu da litium-ion kanalının tıxanmasına, müsbət və mənfi elektrodların qısa qapanmasına və böyük miqdarda istilik əmələ gəlməsinə səbəb olacaq. Eyni zamanda, batareyanın qabarıqlığı və qopması kimi termal qaçaq fenomenlərə səbəb olan böyük miqdarda qaz yaranacaq. Aşağı temperaturlu mühitlərdə litium dendritləri batareyanın mənfi elektrodunda görünə və hətta SEI filmini deşərək batareyanın təhlükəsizliyinə təsir göstərə bilər.
Ümumiyyətlə litium batareyaları üçün optimal işləmə temperaturu diapazonunun 10-35 ℃ olduğuna inanılır.
Litium batareyanın işləmə temperaturu diapazonu
Temperaturun batareya sisteminə təsiri akkumulyator hüceyrələrinin konsistensiyasında əks olunur. Batareyanın işləməsi zamanı hər bir akkumulyatorun doldurulma və boşalma vəziyyətlərindəki fərqlər, daxili müqavimətdəki fərqlər, cərəyan dalğalanmaları və digər amillər bir neçə dövrədən sonra tək batareyanın qocalma vəziyyətində fərqlərə səbəb olacaq ki, bu da öz növbəsində tək batareya hüceyrəsi arasında performans fərqinə səbəb olur. batareyalar. Tədqiqatlar göstərdi ki, modullar arasındakı temperatur qradiyenti bütün batareya paketinin tutumunu və ömrünü azaldır, buna görə də batareya paketindəki hər bir batareya arasında temperatur vahidliyini saxlamaq lazımdır. Batareyada tək batareyanın konsistensiyasını qorumaq üçün batareya hüceyrələri arasındakı temperatur fərqinin 5°C-dən çox olmaması tələb olunur.
Hava ilə soyudulmuş sistemdə 1.5C boşalma sürətində batareya paketinin temperatur paylanması
Enerji saxlama sistemləri üçün dörd istilik idarəetmə həlli var: havanın soyudulması, mayenin soyudulması, istilik borularının soyudulması və faza dəyişikliyinin soyudulması. Hal-hazırda, yalnız hava soyutma və maye soyutma geniş miqyaslı tətbiqlərə daxil oldu, istilik borularının soyudulması və faza dəyişikliyinin soyudulması hələ də laboratoriya mərhələsindədir.
(1) Air soyutma: Sadə quruluş və asan baxım xüsusiyyətləri ilə hava mühit kimi istifadə olunur. Bununla belə, hava aşağı xüsusi istilik tutumuna və aşağı istilik keçiriciliyinə malikdir, bu da aşağı soyutma səmərəliliyi tələbləri olan ssenarilər üçün uyğundur.
(2) Maye soyutma: Soyuducu vasitə kimi maye istifadə olunur. Tez-tez istifadə olunan maye soyutma vasitələrinə su, etilen qlikol sulu məhlulu, saf etilen qlikol, kondisioner soyuducu və silikon yağı daxildir. Soyuducu mühit yüksək istilik ötürmə əmsalı, böyük xüsusi istilik tutumu, sürətli soyutma sürəti, yaxşı soyutma effekti və yığcam quruluşa malikdir.
(3) İstilik borularının soyudulması: İstilik mübadiləsinə nail olmaq üçün qapalı qabıqda və boruda işləyən mayenin faza dəyişməsinə əsaslanan səmərəli istilik mübadiləsi elementi. İstilik borularının üstünlükləri yüksək istilik keçiriciliyi, izotermik, dönən istilik axını istiqaməti, dəyişən istilik axınının sıxlığı və sabit temperaturdur.
(4) Faza dəyişikliyi soyutma: Faza dəyişikliyi materiallarının faza dəyişməsindən istifadə etməklə istilik udulur. Böyük xüsusi istilik tutumu və yüksək istilik ötürmə əmsalı olan materialların seçilməsi yaxşı soyutma effektinə nail olacaqdır. Bununla belə, faza dəyişən materialların özləri istiliyi yaymaq qabiliyyətinə malik deyillər və digər istilik yayılması üsulları ilə birləşdirilməlidir.
Enerji Saxlama Termal İdarəetmə Həlləri
Tipik enerji saxlama istilik idarəetmə texnologiyalarının xüsusiyyətləri
| maddə | Air soyutma | Maye soyutma | İstilik borularının soyudulması | Faza dəyişikliyi soyutma | |
| Passiv | Aktiv | Soyuq havanın soyudulması | Soyuq son maye soyutma | Faza dəyişikliyi materialı + istilik keçirici material | |
| Soyutma səmərəliliyi | Mühit | Ali | Ali | Yüksək | Yüksək |
| Soyutma sürəti | Mühit | Yüksək | Yüksək | Yüksək | Ali |
| Temperaturun düşməsi | Mühit | Ali | Ali | Yüksək | Yüksək |
| Temperatur fərqi | Ali | Aşağı | Aşağı | Aşağı | Aşağı |
| Mürəkkəblik | Mühit | Mühit | Mühit | Ali | Mühit |
| Lifespan | Uzun | Uzun | Uzun | Uzun | Uzun |
| Məbləq | Aşağı | Ali | Ali | Yüksək | Ali |
Maye soyutma həllər tədricən artan enerji saxlama ssenarilərində əsas həll yoluna çevrildi.
Təchizat tərəfdən maye soyutma məhlulu yüksək texniki yetkinlik, yaxşı soyutma effekti və sistemin işinə müsbət təsir kimi üstünlüklərə malikdir.
(1) Təhlükəsizlik: Maye soyutma məhlulu yüksək istilik yayılması effektivliyinə və yüksək qorunma səviyyəsinə malikdir. O, daha mürəkkəb iş mühitlərinin öhdəsindən gələ bilər, termal qaçış ehtimalını azalda bilər və sistemin əməliyyat təhlükəsizliyini yaxşılaşdıra bilər. Məlumatlar göstərir ki, mayenin istilik ötürmə qabiliyyəti eyni həcmdə havadan 3,000 dəfə, istilik keçiriciliyi isə havadan 25 dəfə çoxdur. Bundan əlavə, maye soyutma sistemi daha yüksək qorunma səviyyəsinə malikdir və daha ağır iş mühitinin öhdəsindən gələ bilər.
(2) İqtisadi səmərəlilik: Eyni nəzarət effektinə nail olmaq üçün maye soyutma məhlulu daha az enerji istehlakına malikdir, bu da əməliyyat investisiyalarını azalda və bütün həyat dövrünün iqtisadiyyatını yaxşılaşdıra bilər. Batareyanın eyni orta temperaturuna nail olmaq üçün havanın soyudulması maye soyutma ilə müqayisədə 2-3 dəfə çox enerji sərfiyyatı tələb edir. Eyni enerji istehlakında, batareya paketinin maksimum temperaturu maye soyutma ilə müqayisədə havanın soyudulması üçün 3-5 dərəcə Selsi yüksəkdir. Maye soyutma sistemi hava soyutma sistemi ilə müqayisədə enerjiyə təxminən 50%-ə qədər qənaət edə bilər.
(3) Yüksək inteqrasiya: Maye soyutma məhlulunun daha yaxşı soyutma effektinə görə, enerji saxlama sisteminin konteynerə inteqrasiyası daha yüksəkdir. Nümunə olaraq SmartPropel Energy maye ilə soyudulan enerji saxlama sistemini götürsək, ənənəvi hava ilə soyudulan 40 futluq konteynerin tutumu 3.44 MVt/saat, eyni 40 futluq konteyner üçün maye ilə soyudulmuş məhlulun tutumu isə 6.88 MVt/saata çata bilər. . Eyni tutumlu enerji saxlama elektrik stansiyaları üçün maye ilə soyudulmuş akkumulyator sisteminin istifadəsi döşəmə sahəsinin 40%-dən çoxunu qənaət edir.
Tələb tərəfdən, daha böyük tutumlu və daha çox ssenari ilə enerji saxlama sistemlərinin inkişaf istiqaməti istilik idarəetməsi üçün getdikcə daha yüksək tələblərə malikdir və maye soyutma həllərinin performansı buna daha uyğundur.
(1) Enerji saxlama elektrik stansiyalarının miqyası getdikcə böyüyür. Enerji sistemində yeni enerjinin payı artdıqca, enerjinin saxlanması kimi pik təraş resurslarına tələb getdikcə qabarıqlaşır və böyük tutumlu enerji saxlama elektrik stansiyalarının dispetçerlik göstəriciləri kiçik tutumlu elektrik stansiyalarından daha yaxşıdır. . Buna görə də, iri miqyaslı enerji saxlama elektrik stansiyaları böyük tutum tendensiyası nümayiş etdirir. Hazırda müstəqil enerji saxlama layihələrinin miqyası sürətlə 100 MVt/saatdan keçərək GWsaata doğru irəliləyir.
2023-cü ildə dörd ədəd 200 MVt/400 MVt elektrik stansiyası istifadəyə veriləcək. 2023-cü ilin sentyabr ayına olan məlumata görə, miqyası 30 MVt-dan çox olan, ümumi miqyası 500 GVt/12.2 QVt olan 33 enerji anbarı layihəsi artıq planlaşdırılıb və işə salınıb. Böyük tutumlu elektrik stansiyaları adətən böyük tutumlu akkumulyator hüceyrələrindən istifadə edirlər. Batareya hüceyrələrinin ölçüsü və tutumu artdıqca, batareya hüceyrələrinin istilik yayma qabiliyyəti pisləşir, buna görə də sistemin istilik idarəetmə imkanlarına olan tələblər daha yüksək və daha yüksək olacaqdır.
(2) Enerji saxlama elektrik stansiyalarının tətbiqi ssenariləri daha müxtəlifdir. Müxtəlif enerji saxlama müddətlərinin tələblərinə uyğun olaraq, enerji saxlama tətbiqi ssenariləri dörd kateqoriyaya bölünə bilər: tutum növü (≥4 saat), enerji növü (təxminən 1~2 saat), güc növü (≤30 dəqiqə) və ehtiyat növü (≥15 dəqiqə). Tutum növü və enerji növü ssenarilərində enerji saxlama pik təraş və vadi doldurma, şəbəkədənkənar enerji saxlama və fövqəladə ehtiyat ehtiyatı kimi funksiyalar üçün istifadə olunur və bu, böyük tutum tendensiyası göstərir. Tək bir layihənin istilik istehsalı artır və istilik idarəetmə tələbləri artır. Güc növü ssenarisində enerji saxlama sistemi enerjini dərhal udmaq və ya buraxmaq və sürətli enerji dəstəyi təmin etmək tələb olunur. Sürətli doldurma və boşalma batareyanın daha yüksək temperatur tənzimlənməsini tələb edir və istilik idarəetməsinin əhəmiyyəti vurğulanır.
2. Enerji saxlama mayesinin soyudulması: Penetrasiya nisbətinin 45-ci ildə təxminən 2025%-ə çatacağı gözlənilir
Yerli əsas istehsalçılar maye soyutmanın populyarlığını sübut edən maye soyutma həllərini işə saldılar. Mövcud enerji saxlama layihələri arasında hava soyutma həlləri daha yüksək nisbətə malikdir, çünki havanın soyudulması dizayn baxımından sadə və ucuzdur. Bununla belə, enerji saxlama sistemlərinin miqyası və enerji sıxlığı artdıqca, maye soyutma texnologiyasının üstünlükləri daha qabarıq görünür.
Hazırda CATL, BYD, Envision Group, SUNGROW, HyperStrong, Zhengtai New Energy və SmartPropel Enerji maye soyutma məhsullarının istehsalına başlamışdır.
| Müxtəlif şirkətlər tərəfindən istehsal edilən maye soyutma məhsulları | ||
| şirkət | Məhsul modeli | Mövcudluğu |
| Catl | EnerOne | 2020 |
| BYD | BYD Cube | 2020.8 |
| SVOLT Enerji | JU-İnteqrasiya edilmiş Maye ilə soyudulmuş Enerji Saxlama Sistemi | 2021.4 |
| HyperStrong | HyperStrong | 2021.4 |
| Clou Electronics | E30 | 2021.5 |
| Chint Qrupu | TELOGY 1500V Maye ilə soyudulmuş Enerji Saxlama Sistemi | 2021.6 |
| Envision Group | Ağıllı Maye ilə soyudulmuş Enerji Saxlama Məhsulları | 2021.1 |
| Kehua Texnologiyası | Kehua S3 Maye ilə soyudulmuş Enerji Saxlama Sistemi | 2022.5 |
| Sunrow | PowerTitanlPowerStack | 2022.5 |
| SmartPropel Enerji | 372KWh+200KW Maye Soyutma Enerji Saxlama Sistemi | 2023.9 |
| Clou Electronics | Aqua Series Maye Soyuducu Məhsullar | 2023.4 |
| Zhongtian Texnologiyası | MUSE1.0 | 2022.6 |
| JD Energy | Paylanmış Modullu Maye Soyuducu Enerji Saxlama Şkafı inteqrasiya olunub | 2022.9 |
| Narada Güc Turşu | CenterL Maye Soyutma Enerji Saxlama Sistemi | 2022.9 |
Enerji saxlama maye soyutma sisteminin əsas komponentlərinə aşağıdakılar daxildir: maye soyutma lövhəsi, maye soyutma qurğusu (qızdırıcı isteğe bağlıdır), maye soyutma boru kəməri (temperatur sensoru, klapan daxil olmaqla), yüksək və aşağı gərginlikli naqillər; soyuducu (etilen qlikol sulu məhlulu) və s. Soyuducu ilə akkumulyator arasında təmas üsuluna görə iki sxem var: biri birbaşa təmasdadır, akkumulyator hüceyrəsi və ya modulu mayeyə batırılır (məsələn, elektrik izolyasiya edən silikon yağı), mayenin batareyanı birbaşa soyutmasına imkan verir; digəri isə batareyalar arasında mayenin dolayı yolla batareyanı soyutmasına imkan verən soyutma kanalı və ya soyuq boşqab qoymaqdır.
Enerji saxlama mayesinin soyutma sistemi təhlükəsiz, səmərəli və çevikdir. Alın SmartPropel Energy “372KWh+200KW Maye Soyutma Enerji Saxlama Sistemi” nümunə olaraq:
(1) Təhlükəsizlik: Sistem IP55 qoruma + kondensasiya əleyhinə + struktur seysmik + altı ölçülü limit dizaynını qəbul edir. Hər bir paketdə quraşdırılmış perfluoroheksanon çevik boru + yanğınla bağlı rəy aşkarlama var. Sistem səviyyəsi, üçlü izolyasiya monitorinqi və qorunmasına nail olmaq üçün üç səviyyəli partlayışa davamlı + üç səviyyəli yanğından mühafizə dizayn konsepsiyasını qəbul edir.
(2) Səmərəlilik: Klaster səviyyəli kontrollerlər maye soyutma enerji saxlama sistemlərində istifadə olunur. Klaster səviyyəli menecer tərəfindən cərəyana ağıllı nəzarət vasitəsilə batareya klasterlərinin aktiv balanslaşdırılması, ağıllı keçid və millisaniyə səviyyəli həyəcan reaksiyasına nail olunur. Təcrübələr göstərdi ki, klaster səviyyəli nəzarətçinin balanslaşdırıcı təsiri altında bütün həyat dövrünün doldurma və boşaltma qabiliyyəti 6%-dən çox artır. Eyni zamanda, klaster səviyyəli nəzarətçinin kommutasiya funksiyası altında akkumulyator klasterinin ağıllı balanslaşdırma nəzarəti əldə edilir və sistemin illik mövcudluğu >99% təşkil edir. Ağıllı temperatur nəzarəti və balanslaşdırılmış idarəetmə texnologiyası, "Tongcheng" maye soyutma paketinin patentləşdirilmiş dizaynı, sistemin istilik yayılması "ikiqat dövriyyə" və maye soyutma borularının çox səviyyəli paylanması ilə birlikdə konteyner sisteminin içərisində temperatur fərqi ardıcıldır. və 5 ° C-dən çox deyil və hər hansı bir qablaşdırma arasındakı temperatur fərqi 3 ° C-dən çox deyil. Ağıllı temperatur nəzarəti və balanslaşdırılmış idarəetmə texnologiyası altında termal qaçış ehtimalı effektiv şəkildə yatırılır və sistemin ömrü 13% artır.
(3) Çeviklik: Maye soyutma enerji saxlama sisteminin güc sıxlığı 100% artır və 40 fut tutumu 372Kwh-a çata bilər. Nümunə olaraq 200KW/372KWh enerji saxlama sisteminin planını götürsək, maye soyuducu batareya sisteminin istifadəsi döşəmə sahəsinin 40% -dən çoxunu qənaət edir. Prefabrik modul dizayndan istifadə ilkin investisiya xərclərini 2%-dən çox azaldır.
Hava soyutma və maye soyutma məhlullarını müqayisə etsək, maye soyutma üçün temperatur nəzarət avadanlığının dəyəri 0.09 RMB/wh, havanın soyudulması üçün isə 0.025 RMB/wh təşkil edir. Maye soyutmanın ümumi dəyərinin azaldılması gözlənilir.
(1) Havanın soyudulması: 40 MVt/saat tutumu olan ənənəvi 3.5 futluq enerji saxlama qabı ümumiyyətlə dörd 12.5 kVt kondisioner sistemindən istifadə edir. Tək kondisioner sisteminin qiyməti təxminən 22,000 RMB-dir və konteyner sisteminin temperatur nəzarət qiyməti 88,000 RMB/wh vahid qiymətinə və GWh üçün 0.025 milyon RMB dəyərinə uyğun olaraq 25 RMB olaraq hesablanır.
(2) Maye soyutma: 40-5MWh tutumu olan 6 futluq konteyner iki 40kw maye soyutma sistemi tələb edir. Tək sistemin qiyməti təxminən 270,000 RMB, bir konteynerin temperatur nəzarət qiyməti isə 540,000 RMB-dir ki, bu da 0.09 RMB/wh vahid qiymətinə və GWh üçün 90 milyon RMB dəyərinə uyğundur. Bununla belə, maye soyutma sisteminin yüksək inteqrasiya sıxlığını nəzərə alaraq, eyni tutum daha kiçik bir torpaq sahəsini tutur, mülki tikinti xərcləri azalır, eyni tutumda birləşdiricilər kimi daha az köməkçi materiallar istifadə olunur və ümumi sistemin dəyəri azalır.
GGII hesablamalarına görə, enerji saxlama temperaturuna nəzarət sənayesinin dəyəri 2.4-ci ildə (xarici ixrac daxil olmaqla) təxminən 2021 milyard RMB olacaq və 16.5-ci ildə təxminən 2025 milyard RMB-ə çatacağı gözlənilir. Bunların arasında maye soyutma bazarı 45-ci ildə təxminən 2025%.
Enerji saxlama mayesinin soyutma temperaturuna nəzarət həllərinin təchizatçıları əsasən məlumat mərkəzi temperatur nəzarəti, sənaye temperatur nəzarəti və avtomobil temperaturuna nəzarət istehsalçılarından gəlir. Rəqabətin açarı qeyri-standart məhsulların dizayn imkanlarındadır, çünki müxtəlif enerji saxlama inteqratorları müxtəlif məhsul dizayn həllərinə malikdirlər. Maye soyutma temperaturuna nəzarət batareya paketinin yerləşdirilməsi, maye soyutma boru kəmərinin dizaynı və s. ilə birgə işlənib hazırlanmalı və akkumulyatorlarla inteqrasiya edilməlidir, ona görə də yüksək səviyyədə fərdiləşdirilmiş dizayn tələb olunur.
| Enerji saxlama mayesinin soyutma temperaturuna nəzarətin əsas təchizatçısıdır | ||
| Orijinal sənaye | şirkət | Əsas müştərilər |
| Məlumat mərkəzinin temperaturuna nəzarət | Envicool | CATL, BYD, Narada Power Sour, Clou Electronics, SmartPropel Energy, Sungrow, HyperStrong və xaricdə əlaqəli əsas sistem inteqratorları və akkumulyator istehsalçıları. |
| henling Envirn | Dövlət şəbəkəsi və s. | |
| Sənaye temperaturuna nəzarət | Sanhe Tongfei | Şirkət 2020-ci ildə Sungrow, Clou Electronics, Narada Power Sour, Trina Solar və s. kimi müştərilərini genişləndirərək enerji saxlama temperaturuna nəzarət biznesini tətbiq etməyə başladı. |
| Goaland Enerji | Əsas müştərilər paylanmış batareya konteyner inteqrasiya istehsalçıları və batareya istehsalçılarıdır və hazırda CATL və başqaları ilə əməkdaşlıq edir. | |
| Avtomobilin istilik idarəetməsi | Jialeng Songzhi | CATL, SmartPropel Energy və s. |
| Jiangsu Kingfield | Törəmə şirkəti Air Conditioning International Energy Storage ilə əlaqəli məhsullar 2020-ci ildə CATL və s.-yə tədarük etməyə başladı. | |
SmartPropel Enerji Şirkəti
SmartPropel Energy enerji saxlama batareyasının istilik idarəetmə texnologiyasının tədqiqatına və inkişafına sərmayə qoymağa davam edir. Hal-hazırda litium akkumulyatorlara əsaslanan bir kabinetli enerji saxlama maye soyutma məhsulları, geniş miqyaslı enerji saxlama elektrik stansiyasının maye soyutma sistemləri və prefabrik kabin enerji saxlama maye soyutma məhsulları üçün texniki ehtiyatlara və həllərə malikdir. Şirkət birölçülü və üçölçülü simulyasiya dizaynından tutmuş tək lövhənin inkişafına qədər bütün maye soyutma sisteminin inkişaf imkanlarına malikdir və nəticədə birdəfəlik maye soyutma sistemi həllərini təmin etmək qabiliyyətinə malikdir.
