В 2022 году индустрия хранения энергии будет активно развиваться, а совокупная установленная мощность новых накопителей энергии достигнет 13,1 ГВт.Число запланированных и строящихся в Китае новых проектов по хранению энергии достигло почти 100 ГВт, что значительно превысило ожидаемые масштабы в 30 ГВт в 2025 году, выдвинутые соответствующими национальными ведомствами.2023 год, несомненно, станет еще одним годом непрерывного быстрого роста отечественных электрохимических накопителей энергии.
Новая индустрия хранения энергии полна энергии и жизненной силы, надежды и вызовы сосуществуют.Хранение энергии должно развиваться в направлении крупномасштабного, среднесрочного и долгосрочного использования, строгой толерантности и высоких показателей безопасности.В последние годы аварии на электрохимических накопителях энергии происходили часто.Как решить проблему управления безопасностью хранения энергии?
Жидкостное охлаждение стало популярным технологическим направлением в области управления температурным режимом, и в последнее время жидкостное охлаждение часто обновляет экран.В апреле Midea впервые выпустила свои решения для систем хранения энергии и ряд новых продуктов для управления температурой хранения энергии с жидкостным охлаждением, официально войдя в сегментированный сегмент управления температурой хранения энергии;Huadian Group запустила новый раунд централизованных закупок систем хранения энергии на литий-железо-фосфате, приобрела 2 ГВтч систем хранения энергии с воздушным охлаждением и 3 ГВтч систем хранения энергии с жидкостным охлаждением.
Какой путь является хранилищем энергии жидкостного охлаждения?
01 Управление температурным режимом хранения энергии
Из-за тепловых характеристик аккумуляторов управление температурным режимом стало ключевым звеном в цепочке электрохимического хранения энергии.С точки зрения стоимости и объема производственной цепочки, затраты на аккумуляторы составляют около 55% системы хранения энергии, PCS — около 20%, BMS и EMS — около 11%, а управление температурным режимом — около 2%. -4%.Значение управления температурным режимом относительно невелико, но оно играет жизненно важную роль и является ключом к обеспечению непрерывной и безопасной работы системы хранения энергии.
Аварии на электростанциях случаются часто, и тепловой разгон литиевых батарей является одной из основных причин аварий в системах хранения энергии.Система хранения энергии генерирует много тепла и имеет ограниченное пространство для рассеивания тепла.При естественной вентиляции трудно добиться контроля температуры, а срок службы и безопасность батареи легко повредить.По сравнению с системой силовых аккумуляторов, батареи системы накопления энергии имеют более высокую мощность, большее количество и более сильное выделение тепла, а плотное расположение батарей приводит к ограничению пространства для рассеивания тепла, что затрудняет быстрое и равномерное рассеивание тепла. что может легко вызвать трение между аккумуляторными блоками.Накопление тепла и чрезмерная разница рабочих температур приводят к частым нарушениям безопасности системы хранения энергии, что в конечном итоге наносит ущерб сроку службы и безопасности аккумулятора.
Процесс термического разгона литий-ионного аккумулятора
Управление температурным режимом является ключом к обеспечению непрерывной и безопасной работы систем хранения энергии.В идеале конструкция управления температурным режимом может контролировать температуру внутри системы хранения энергии в оптимальном температурном диапазоне (10–35°C) для работы литиевой батареи и обеспечивать однородность температуры внутри аккумуляторной батареи, тем самым сокращая срок службы батареи или рассеивание тепла. .Риск потери контроля.
В настоящее время основными техническими способами управления температурным режимом хранения энергии являются воздушное охлаждение и жидкостное охлаждение.Маршруты технологий управления температурой хранения энергии в основном делятся на воздушное охлаждение, жидкостное охлаждение, охлаждение с помощью тепловых трубок и охлаждение с фазовым переходом, среди которых технологии охлаждения с тепловыми трубками и фазовым переходом еще не развиты.
1. воздушное охлаждение
Температура аккумулятора снижается за счет конвекции газа.Он имеет такие преимущества, как простая конструкция, простота обслуживания и низкая стоимость, но эффективность рассеивания тепла, скорость рассеивания тепла и однородность температуры являются плохими.Подходит для случаев с низким уровнем тепловыделения.
2. жидкостное охлаждение
Температура аккумулятора снижается за счет конвекции жидкости.Эффективность отвода тепла, скорость отвода тепла и однородность температуры хорошие, но стоимость высока, и существует риск утечки охлаждающей жидкости.Он подходит для случаев, когда аккумуляторная батарея имеет высокую плотность энергии, быструю скорость зарядки и разрядки, а также большие перепады температуры окружающей среды.
3. Тепловая трубка и фазовый переход
Отвод тепла от батареи достигается за счет испарения и поглощения тепла среды в тепловой трубке и фазового преобразования материала.
Среди них технология жидкостного охлаждения напрямую рассеивает тепло посредством конвекции жидкости, что позволяет осуществлять точный контроль температуры аккумулятора и обеспечивать равномерное охлаждение.Напротив, стоимость технологии воздушного охлаждения ниже, но эффективность рассеивания тепла невысока, и невозможно добиться точного контроля температуры батареи.Таким образом, в сценариях малой мощности воздушное охлаждение по-прежнему является основным направлением, тогда как в сценариях средней и высокой мощности доминирующее положение занимает технология жидкостного охлаждения.Система жидкостного охлаждения обладает преимуществами большой удельной теплоемкости и быстрого охлаждения, что позволяет более эффективно контролировать температуру аккумулятора, тем самым обеспечивая стабильную работу аккумуляторной батареи.
02 Рынок хранения энергии жидкостного охлаждения
Внутренний рынок хранения энергии находится на подъеме, и последующие интеграторы систем хранения энергии и производители аккумуляторов начали заблаговременно внедрять технологию жидкостного охлаждения для хранения энергии, а также разрабатывать новые продукты и обновлять итерации продуктов с использованием новых технологий.С появлением все большего количества проектов практического применения системы хранения энергии с жидкостным охлаждением быстро становятся основным технологическим направлением на рынке.
В настоящее время доля технологии жидкостного охлаждения в новых крупномасштабных проектах по хранению энергии на стороне производства электроэнергии / на стороне сети быстро увеличивается, например, демонстрационный проект электростанции совместного хранения энергии мощностью 100 МВт / 200 МВтч на базе Ningxia Power Investment Ningdong Base, Gansu Linze. В проекте электростанции совместного хранения энергии мощностью 100 МВт/400 МВт и т. д. будет использоваться технология контроля температуры жидкостного охлаждения.И применение в реальных проектах постепенно увеличивается.Например, недавно в округе Ухуа города Мэйчжоу провинции Гуандун была официально введена в эксплуатацию энергоаккумулирующая электростанция Southern Power Grid Meizhou Baohu.Это также первая в мире электростанция погружного хранения энергии с жидкостным охлаждением.Впервые компания China Southern Grid Energy Storage Company непосредственно погрузила батарею в охлаждающую жидкость в салоне, чтобы добиться прямого, быстрого и достаточного охлаждения и охлаждения батареи, чтобы гарантировать ее работу в оптимальном температурном диапазоне.
Крупные энергетические группы начали подавать заявки на системы хранения энергии с жидкостным охлаждением.Согласно статистике, проекты по закупкам систем хранения энергии с жидкостным охлаждением осуществили Китайская национальная ядерная корпорация, PetroChina, National Energy Group, Huadian Group и другие компании.Масштаб системы с жидкостным охлаждением составляет около 5,4 ГВтч, а цена за единицу составляет 1,42 юаня/Втч-1,61 юаня/Втч.
Согласно статистике публичной информации, Kehua Data Energy, Sungrow Power, Yiwei Lithium Energy, Cairi Energy, Xingyun Times, HyperStrong, Haichen Energy Storage, Zhongtian Technology, Shanghai Electric Guoxuan, Trina Energy Storage, Ashi Десятки производителей, таких как Te и Shenghong , следовал тенденции жидкостного охлаждения.Все выпущенные новые продукты используют технологию жидкостного охлаждения, охватывающую различные сценарии, такие как уровень электросети, промышленность и коммерческое использование, а также хранение энергии в домашних условиях.
Для компаний, производящих оборудование для контроля температуры, их основная конкурентоспособность будет отражена в возможностях индивидуальной настройки, а также в многолетнем опыте и техническом накоплении в решениях по управлению температурным режимом.GGII считает, что среднесрочное и долгосрочное распределение на рынке будет сосредоточено на компаниях с более зрелым индивидуальным дизайном, лучшим нестандартным дизайном и более экономически эффективной продукцией.Таким образом, для компаний, производящих оборудование для контроля температуры, их основная конкурентоспособность будет отражаться в возможностях индивидуальной настройки и накоплении долгосрочного опыта, особенно в решениях по управлению температурным режимом.
03 Будущий потенциал хранения энергии с жидкостным охлаждением
Взрыв рынка хранения энергии продолжится.В целях эффективного стимулирования потребления новой энергии ускоряется выпуск крупномасштабных и мощных энергоаккумулирующих электростанций.Являясь важной частью системы хранения энергии, система управления температурным режимом выиграет от увеличения установленной мощности хранилища энергии.Масштаб рынка контроля температуры хранения энергии может продолжать расширяться.
Согласно статистике, в 2022 году новые проекты по хранению энергии в Китае достигнут 7,3 ГВт/15,9 ГВт-ч, а совокупная установленная мощность достигнет 13,1 ГВт/27,1 ГВт-ч.С учетом ситуации с планированием в различных регионах ожидается, что к концу 2025 года совокупная установленная мощность внутренних накопителей энергии достигнет почти 80 ГВт.Согласно анализу Научно-исследовательского института передовой промышленности (GGII), стоимость внутренних поставок систем контроля температуры для хранения энергии достигнет 16,5 миллиардов юаней в 2025 году. С увеличением емкости хранения энергии и скорости заряда-разряда доля средних и высоких -Увеличится мощность накопителей энергии с использованием жидкостного охлаждения.Ожидается, что постепенное улучшение жидкостного охлаждения станет основным решением в будущем, а уровень проникновения технологии жидкостного охлаждения, как ожидается, достигнет около 45% к 2025 году.
Прогноз рынка систем контроля температуры и жидкостного охлаждения в Китае (100 млн юаней)
В будущем, поскольку новые электростанции и автономные накопители энергии потребуют большей емкости батарей и более высокой плотности мощности системы, доля накопителей энергии с жидкостным охлаждением будет становиться все больше и больше, и они, несомненно, станут лидерами в области накопления энергии. рынок в силу своих всеобъемлющих преимуществ.Основной поток.Это будет стимулировать энтузиазм производителей систем хранения энергии в отношении постоянного внедрения новых продуктов и новых технологий, а также будет способствовать повышению безопасности и экономичности систем хранения энергии.
Время публикации: 22 сентября 2023 г.