ประเด็นสำคัญในการจัดการความร้อนในการกักเก็บพลังงาน
จุดเน้นในการควบคุมอุณหภูมิของการจัดเก็บพลังงานเคมีไฟฟ้าคือการปรับปรุงอายุการใช้งานและความปลอดภัยของแบตเตอรี่ ดังนั้นข้อจำกัดด้านพื้นที่บนอุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิจึงค่อนข้างผ่อนคลาย โดยปกติแล้ว อุปกรณ์จัดเก็บพลังงานไฟฟ้าเคมีจะถูกใช้งานในสภาพแวดล้อมกลางแจ้ง ดังนั้นจึงให้ความสำคัญกับความเสถียร อายุการใช้งาน และต้นทุนการดำเนินงานและการบำรุงรักษาของอุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิมากขึ้น ข้อกำหนดด้านปริมาตรและน้ำหนักของอุปกรณ์ค่อนข้างหลวม ในปัจจุบัน โซลูชันระบายความร้อนด้วยอากาศคิดเป็นสัดส่วนขนาดใหญ่ของการจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าเคมี แต่ด้วยการอัปเกรดโรงไฟฟ้าใหม่และการจัดเก็บพลังงานนอกกริดไปสู่ความจุของแบตเตอรี่ที่ใหญ่ขึ้นและความหนาแน่นของพลังงานของระบบที่สูงขึ้น การใช้โซลูชั่นระบายความร้อนด้วยของเหลวก็จะรวดเร็วเช่นกัน เพิ่มขึ้น.
ความต้องการในการควบคุมอุณหภูมิของยานพาหนะพลังงานใหม่ให้ความสำคัญกับการปรับปรุงประสิทธิภาพการจัดการความร้อนและความแม่นยำในการควบคุมอุณหภูมิในพื้นที่คงที่มากขึ้น นอกเหนือจากการควบคุมอุณหภูมิของแบตเตอรี่แล้ว รถยนต์พลังงานใหม่ยังต้องมีการควบคุมอุณหภูมิของระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ มอเตอร์ และห้องโดยสารด้วย เนื่องจากความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นของแบตเตอรี่พลังงานและพื้นที่ตัวถังที่จำกัด การจัดการความร้อนของยานพาหนะพลังงานใหม่จึงต้องมีข้อกำหนดที่สูงขึ้นในด้านปริมาตร น้ำหนัก ประสิทธิภาพการกระจายความร้อน และความแม่นยำในการควบคุมอุณหภูมิ
ข้อกำหนดในการควบคุมอุณหภูมิของศูนย์ข้อมูลมีเป้าหมายเพื่อเพิ่มพลังงานความเย็นและลดประสิทธิภาพการใช้พลังงานของศูนย์ข้อมูล (PUE{0}}การใช้พลังงานอุปกรณ์ทั้งหมดของศูนย์ข้อมูล/การใช้พลังงานของอุปกรณ์ IT) ด้วยการปรับปรุงพลังประมวลผลชิปปัญญาประดิษฐ์ การใช้พลังงานของศูนย์ข้อมูลจึงเพิ่มขึ้นอย่างมาก ดังนั้นการควบคุมอุณหภูมิของ IDC จึงเน้นย้ำถึงความจำเป็นในประสิทธิภาพการกระจายความร้อนเพื่อให้ทันกับความเร็วของการปรับปรุงการใช้พลังงานของชิป ท่ามกลางนโยบาย PUE ที่เข้มงวด ประสิทธิภาพของการจัดการระบายความร้อนจำเป็นต้องได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติม และจำเป็นต้องส่งเสริมโซลูชันระบายความร้อนด้วยการแช่และสเปรย์ของเหลวเพิ่มเติม
การเพิ่มขึ้นของอัตราส่วนการปล่อยประจุเป็นแนวโน้มในการพัฒนาการจัดเก็บพลังงานเคมีไฟฟ้า และความต้องการการจัดการความร้อนในการจัดเก็บพลังงานก็จะสูงขึ้นเช่นกัน แบตเตอรี่กักเก็บพลังงานที่มีอัตราส่วนการคายประจุสูงกว่าจะมีความเสี่ยงที่จะเกิดการระบายความร้อนเร็วขึ้น ดังนั้นประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนของการจัดการความร้อนในการกักเก็บพลังงานจึงจำเป็นต้องได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติมอีกด้วย ในแง่ของประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อน เนื่องจากความจุความร้อนจำเพาะและค่าการนำความร้อนของของเหลวที่สูงขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับก๊าซ และยิ่งอยู่ใกล้แหล่งความร้อน ประสิทธิภาพการทำความเย็นก็จะยิ่งสูงขึ้น ภายใต้การใช้พลังงานเท่ากัน อุณหภูมิการกระจายความร้อนของชุดแบตเตอรี่ระบายความร้อนด้วยของเหลวจะต่ำกว่าอุณหภูมิของแบตเตอรี่ที่ระบายความร้อนด้วยอากาศ 3-5 องศา และรูปแบบการระบายความร้อนด้วยของเหลวไม่จำเป็นต้องมีการออกแบบท่ออากาศ ซึ่งสามารถประหยัดพื้นที่ได้อย่างมาก ดังนั้นการเปลี่ยนการระบายความร้อนด้วยอากาศด้วยการระบายความร้อนด้วยของเหลวก็จะกลายเป็นเทรนด์ในอนาคตเช่นกัน
การระบายความร้อนด้วยอากาศจะค่อยๆ ถูกแทนที่ด้วยการระบายความร้อนด้วยของเหลว และการระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบแช่มีความเป็นไปได้ที่จะเพิ่มอัตราการเจาะเพิ่มเติมเมื่อราคาของสารหล่อเย็นลดลง การจัดการระบายความร้อนภายนอกโดยใช้คอนเทนเนอร์เป็นเป้าหมายการจัดการระบายความร้อนอาจเป็นแนวทางในการลดต้นทุนในโซลูชันการจัดการระบายความร้อนต่อไป ในเทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลว การระบายความร้อนด้วยของเหลวด้วยแผ่นเย็นและการระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบจุ่มเป็นรูปแบบทั่วไปสองรูปแบบ มีโซลูชันต่างๆ มากมายสำหรับการทำความเย็นด้วยของเหลว โดยในบรรดาโซลูชันหลักและมีประสิทธิภาพ ได้แก่ การทำความเย็นด้วยของเหลวแบบแช่ การทำความเย็นแบบสเปรย์ และการทำความเย็นด้วยของเหลวแบบแผ่นเย็น การทำความเย็นด้วยของเหลวแบบแช่มีประสิทธิภาพที่ดีกว่า รวมถึงการทำความเย็นแบบเปลี่ยนเฟสเดียว/เฟส แต่ต้องใช้คุณสมบัติทางความร้อนและทางกายภาพที่สูงขึ้น ความเสถียร ความเข้ากันได้ของวัสดุ และฉนวนของสารหล่อเย็น ส่งผลให้ต้นทุนสูงขึ้น ปัจจุบัน การระบายความร้อนด้วยของเหลวด้วยแผ่นเย็นเป็นโซลูชันการระบายความร้อนด้วยของเหลวที่ค่อนข้างสมบูรณ์ โดยติดตั้งง่าย เข้ากันได้กับวัสดุที่ดี ต้นทุนการเปลี่ยนแปลงต่ำ ความเร็วในการพัฒนาที่รวดเร็ว และราคาต่ำกว่าการระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบจุ่ม
แนวโน้มการพัฒนาที่เป็นไปได้ของการจัดการระบายความร้อนในอนาคต ได้แก่:
1. การระบายความร้อนด้วยอากาศจะถูกแทนที่ด้วยการระบายความร้อนด้วยของเหลว
2. การพัฒนาแบบแผ่นเย็นไปสู่แบบแช่
3. การจัดการระบายความร้อนภายนอก ด้วยการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องของพลังการประมวลผลของชิป ความหนาแน่นของพลังงานแบตเตอรี่ และประสิทธิภาพการชาร์จและการคายประจุ ความร้อนที่เกิดขึ้นต่อหน่วยเวลาโดยอุปกรณ์ก็จะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเช่นกัน ดังนั้นการปรับปรุงประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อนของระบบควบคุมอุณหภูมิจะกลายเป็นแนวโน้มของการพัฒนาอุตสาหกรรม
