โซลูชันใหม่สำหรับการจัดการความร้อนแบบกักเก็บพลังงานคืออะไร

 เนื่องจากสัดส่วนของพลังงานสะอาดเพิ่มขึ้นทีละน้อย การจัดเก็บพลังงานจึงมีบทบาทสำคัญในการผลิตไฟฟ้า โครงข่ายไฟฟ้า และผู้ใช้ระบบไฟฟ้า เนื่องจากข้อดีของความหนาแน่นของพลังงานสูง การใช้งานที่ยืดหยุ่น และการตอบสนองที่รวดเร็ว การจัดเก็บพลังงานจึงมีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว

จากข้อมูลของ CNESA ภายในสิ้นปี 2564 ขนาดสะสมของโครงการกักเก็บพลังงานไฟฟ้าทั่วโลกที่เริ่มดำเนินการคือ 209.4GW และขนาดสะสมที่ติดตั้งของโครงการกักเก็บพลังงานใหม่คือ 25.4GW แบตเตอรี่โซเดียมไอออนครองตลาดด้วยส่วนแบ่งการตลาดมากกว่า 90 เปอร์เซ็นต์และ 23.1GW ขนาดสะสมของโครงการกักเก็บพลังงานไฟฟ้าที่เริ่มดำเนินการในประเทศจีนคือ 46.1 กิกะวัตต์ คิดเป็น 22 เปอร์เซ็นต์ของขนาดตลาดทั่วโลกทั้งหมด ขนาดการติดตั้งสะสมของที่เก็บพลังงานใหม่ถึง 5.73GW แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นเส้นทางเทคโนโลยีกระแสหลักของการจัดเก็บพลังงานแบบใหม่ ซึ่งคิดเป็น 89.7 เปอร์เซ็นต์ของ 5.14GW

ในฐานะที่เป็นองค์ประกอบหลักของการเก็บพลังงานไฟฟ้าเคมี แบตเตอรี่จึงมีความเสี่ยงสูงที่จะเกิดความร้อน จากมุมมองของความปลอดภัย การจัดการความร้อนของแหล่งกักเก็บพลังงานมีความสำคัญอย่างยิ่ง

  1. การจัดการความร้อนในระบบกักเก็บพลังงานไฟฟ้าเคมี

การจัดการระบายความร้อนเป็นส่วนสำคัญของระบบจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าเคมี ห่วงโซ่อุตสาหกรรมของการจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าเคมีแบ่งออกเป็นสามส่วน: ซัพพลายเออร์อุปกรณ์ต้นน้ำ ผู้รวบรวมกลางน้ำ และปลายน้ำปลายน้ำ

อุปกรณ์อัพสตรีมประกอบด้วยชุดแบตเตอรี่ อินเวอร์เตอร์กักเก็บพลังงาน (PCS) ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) ระบบจัดการพลังงาน (EMS) การจัดการความร้อน และอุปกรณ์อื่นๆ แกนหลักของการเชื่อมโยงกลางคือการรวมระบบและ EPC; สถานการณ์ดาวน์สตรีมแบ่งออกเป็นด้านแหล่งจ่ายไฟ ด้านกริดไฟฟ้า และด้านผู้ใช้

องค์กรส่วนใหญ่ในห่วงโซ่อุตสาหกรรมการจัดเก็บพลังงานมีส่วนร่วมใน 1-2 เซกเมนต์ ในขณะที่มีองค์กรเพียงไม่กี่แห่งที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการทั้งหมด ตั้งแต่แบตเตอรี่ไปจนถึงการรวมระบบ และแม้แต่ EPC

ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2554 ถึง พ.ศ. 2564 เกิดอุบัติเหตุไฟไหม้และการระเบิดของสถานีพลังงานเก็บพลังงานทั้งหมด 32 แห่งทั่วโลก ตั้งแต่เดือนมกราคมถึงพฤษภาคม 2565 เกิดอุบัติเหตุไฟไหม้ที่เก็บพลังงานมากกว่า 10 ครั้งทั่วโลก ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของสถานีจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ในประเทศจีน เนื่องจากปัญหาคุณภาพของแบตเตอรี่และ PCS หรือประสิทธิภาพการก่อสร้างที่ไม่สม่ำเสมอของผู้ประกอบระบบ อันตรายจากไฟไหม้ที่อาจเกิดขึ้นจากการจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่นั้นร้ายแรงและเกิดอุบัติเหตุไฟไหม้บ่อยครั้ง

เมื่อวันที่ 16 เมษายน 2564 เกิดเหตุไฟไหม้และการระเบิดในสถานีไฟฟ้า Beijing Guoxuan Fuwei Energy Storage จากการสอบสวน สาเหตุของเพลิงไหม้เกิดจากไฟฟ้าลัดวงจรภายในแบตเตอรี่ LFP ซึ่งทำให้แบตเตอรี่ร้อนเกินการควบคุมและเกิดการลุกไหม้ ในเดือนกรกฎาคมปีเดียวกัน โครงการ "Victoria Big Battery" ในออสเตรเลีย ซึ่งติดตั้งระบบจัดเก็บพลังงาน Megapack ของ Tesla เกิดไฟไหม้ในช่องใส่แบตเตอรี่เนื่องจากการรั่วไหลของระบบระบายความร้อนในระหว่างการทดสอบ

การระบายความร้อนของแบตเตอรี่เป็นสาเหตุหลักของอุบัติเหตุไฟไหม้

การระบายความร้อนของแบตเตอรี่หมายถึงการลัดวงจรภายในหรือการลัดวงจรภายนอกซึ่งนำไปสู่ความร้อนจำนวนมากที่เกิดจากแบตเตอรี่ในเวลาอันสั้น กระตุ้นปฏิกิริยาของสารออกฤทธิ์เชิงบวกและเชิงลบและการสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์ ทำให้เกิดความร้อนจำนวนมากและติดไฟได้ ทำให้เกิดไฟไหม้แบตเตอรี่หรือระเบิดได้

เหตุการณ์อัคคีภัยที่เกิดขึ้นบ่อยครั้งเน้นย้ำว่าการจัดการระบายความร้อนได้กลายเป็นองค์ประกอบสำคัญเพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานอย่างปลอดภัยของสถานีพลังงานสำรอง

  2. โซลูชั่นระบายความร้อน

ในปัจจุบัน โซลูชันระบายความร้อนที่ค่อนข้างสมบูรณ์ของการจัดการความร้อนในการจัดเก็บพลังงาน ได้แก่ การระบายความร้อนด้วยอากาศและการระบายความร้อนด้วยของเหลว ซึ่งการระบายความร้อนด้วยอากาศเป็นกระแสหลักในระบบกักเก็บพลังงานในปัจจุบัน และความสามารถในการซึมผ่านของรูปแบบการระบายความร้อนด้วยของเหลวคาดว่าจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในอนาคต .

การจัดการระบายความร้อนกลายเป็นแกนหลักของระบบกักเก็บพลังงาน และการระบายความร้อนด้วยอากาศและการระบายความร้อนด้วยของเหลวเป็นเทคโนโลยีที่พัฒนาเต็มที่ในปัจจุบัน วิธีการระบายความร้อนของการจัดการความร้อนในการจัดเก็บพลังงานส่วนใหญ่ประกอบด้วยเทคโนโลยีการทำความเย็นสามอย่างต่อไปนี้: การระบายความร้อนด้วยอากาศ (การระบายความร้อนด้วยอากาศ) การระบายความร้อนด้วยของเหลวและการระบายความร้อนแบบเปลี่ยนเฟส และการระบายความร้อนด้วยท่อความร้อน

  ระบายความร้อนด้วยอากาศ

ในปัจจุบัน เทคโนโลยีการระบายความร้อนด้วยอากาศส่วนใหญ่จะใช้ในระบบจัดเก็บพลังงานคอนเทนเนอร์และระบบจัดเก็บพลังงานของสถานีฐานการสื่อสารที่มีความหนาแน่นของพลังงานต่ำ ในแง่หนึ่ง ระบบระบายความร้อนด้วยอากาศมีโครงสร้างที่เรียบง่าย ปลอดภัยและเชื่อถือได้ และง่ายต่อการติดตั้ง ในทางกลับกัน เนื่องจากระบบกักเก็บพลังงานไม่มีข้อจำกัดเท่ากับระบบแบตเตอรี่พลังงานในแง่ของความหนาแน่นของพลังงานและพื้นที่ จึงสามารถเพิ่มจำนวนแบตเตอรี่เพื่อให้ได้อัตราการทำงานและอัตราการสร้างความร้อนที่ต่ำลง

การระบายความร้อนด้วยของเหลว

เทคโนโลยีการระบายความร้อนด้วยของเหลวใช้น้ำหรือสารหล่อเย็นอื่นๆ เพื่อกระจายความร้อนผ่านการสัมผัสทางอ้อมกับตัวนำที่กระจายอย่างสม่ำเสมอบนแผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลว

ข้อดีของมัน ได้แก่ :

1) ใกล้กับแหล่งความร้อน การทำความเย็นที่มีประสิทธิภาพ

2) เมื่อเปรียบเทียบกับรูปแบบการทำความเย็นด้วยอากาศในตู้คอนเทนเนอร์ที่มีความจุเท่ากัน ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวไม่จำเป็นต้องออกแบบท่อลม ซึ่งช่วยประหยัดพื้นที่ได้มากกว่า 50 เปอร์เซ็นต์ และเหมาะสำหรับการจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่ในอนาคต โรงไฟฟ้าขนาดตั้งแต่ 100 เมกะวัตต์ขึ้นไป

3) เมื่อเทียบกับระบบระบายความร้อนด้วยอากาศ อัตราความล้มเหลวจะต่ำกว่าเนื่องจากลดการใช้พัดลมและส่วนประกอบทางกลอื่นๆ

4) เสียงรบกวนต่ำของการระบายความร้อนด้วยของเหลว ประหยัดการใช้พลังงานของระบบ และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

  การทำความเย็นแบบเปลี่ยนเฟส

การทำความเย็นแบบเปลี่ยนเฟสเป็นวิธีการทำความเย็นที่ใช้วัสดุเปลี่ยนเฟสเพื่อดูดซับความร้อน

การเลือกใช้วัสดุเปลี่ยนเฟสมีอิทธิพลมากที่สุดต่อผลการกระจายความร้อนของแบตเตอรี่ เมื่อความจุความร้อนจำเพาะของวัสดุเปลี่ยนเฟสที่เลือกมีขนาดใหญ่ขึ้นและค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนสูงขึ้น ผลการทำความเย็นภายใต้สภาวะเดียวกันจะดีกว่า มิฉะนั้น ผลการระบายความร้อนจะแย่ลง

การระบายความร้อนแบบเปลี่ยนเฟสมีข้อได้เปรียบของโครงสร้างที่กะทัดรัด ความต้านทานความร้อนที่สัมผัสต่ำ ผลการระบายความร้อนที่ดี แต่วัสดุเปลี่ยนเฟสเองไม่มีความสามารถในการกระจายความร้อน ความร้อนที่ดูดซับจำเป็นต้องพึ่งพาระบบระบายความร้อนด้วยของเหลว ระบบระบายความร้อนด้วยอากาศ ฯลฯ หรือวัสดุเปลี่ยนเฟสไม่สามารถดูดซับความร้อนต่อไปได้

นอกจากนี้ วัสดุเปลี่ยนเฟสยังใช้พื้นที่และค่าใช้จ่ายสูง

Sinda Themral เป็นผู้ผลิตฮีตซิงก์ชั้นนำ เราสามารถออกแบบและผลิต Intel, AMD และอื่น ๆ ทุกรุ่น ซีพียู โรงงานของเราเป็นเจ้าของสิ่งอำนวยความสะดวกและอุปกรณ์ที่แม่นยำมากมายเพื่อผลิตฮีตซิงก์ CPU คุณภาพสูง เราเป็นพันธมิตรด้านการระบายความร้อนกับลูกค้าจำนวนมากในโลก เช่น Flex, DellEMC, Foxconn เป็นต้น โปรดติดต่อเราหากคุณมีข้อกำหนดด้านการระบายความร้อน