از آنجایی که سلولهای ذخیرهسازی انرژی به سمت ظرفیت بزرگ حرکت میکنند و سیستمهای ذخیرهسازی انرژی به سمت عصر 5MWh+ پیش میروند، مقیاس بزرگتر و چگالی انرژی بالاتر به روند توسعه یکپارچهسازی سیستم تبدیل شده است. علاوه بر این، سناریوهای کاربردی پیچیدهتر و متنوعتر میشوند، که نیازمندیهای بالاتری را در مورد عمر، ایمنی، هزینه و سایر عوامل سیستمهای ذخیرهسازی انرژی ایجاد میکند. همه این عوامل باعث ارتقای تکامل مکرر مداوم فناوریهای ذخیرهسازی انرژی کلیدی، از جمله سلولها، PCS، BMS، EMS و غیره میشوند.
اینورتر ذخیره انرژی به عنوان رابط بین سیستم ذخیره انرژی باتری و شبکه برق، بخش اصلی سیستم ذخیره انرژی است که نقشی حیاتی در بهبود کارایی سیستم و تضمین پایداری و قابلیت اطمینان سیستم ایفا می کند.
با رشد سریع ظرفیت نصب شده انرژی های تجدیدپذیر جهانی، صنعت ذخیره سازی انرژی در حال بررسی فضای بازار گسترده تری است. با این حال، «تحول» جدی شرکتهای ذخیرهسازی انرژی چین را گرفتار کرده است. اگر آنها بخواهند به موفقیت برسند، فقط می توانند به رقابت اصلی مانند محصولات فناوری تکیه کنند. در این میان، ایمنی بالا، هزینه کم و راندمان بالا، آستانه هایی هستند که در ارتقای فناوری ذخیره انرژی نمی توان از آنها اجتناب کرد.
در میان مسیرهای فنی متنوع، خنک کننده مایع که برای باتری ها اعمال شده است، یکی از نمایندگان تکرار فناوری ذخیره سازی انرژی در دو سال گذشته است. بر اساس داده ها، کاربرد خنک کننده مایع در باتری های ذخیره انرژی به تدریج در حال افزایش است و ضریب نفوذ آن در بازار در سال 2023 حدود 25 درصد خواهد بود که نسبت به 12 درصد در سال 2021 افزایش قابل توجهی داشته است.
در کل سیستم ذخیرهسازی انرژی، هزینه باتریها حدود 50 درصد و PCS حدود 15 درصد است. فناوری باتری تأثیر زیادی بر طرح تکرار PCS دارد. یکی از تولیدکنندگان PCS اظهار داشت که جهتهای توسعه فنی PCS و باتریها اساساً یکسان است و همین امر در مورد فناوری خنککننده مایع نیز صادق است.
گزارش شده است که PCS با استفاده از خنک کننده مایع می تواند چگالی توان بالاتر، شاخص های عملکرد بهتر و سازگاری محیطی بهتر را برای محصول به ارمغان بیاورد.
در مقایسه با PCS های معمولی خنک کننده با هوا، PCS خنک کننده مایع تفاوت های آشکاری در محیط خنک کننده، ساختار سیستم، راندمان اتلاف گرما و سایر جنبه ها دارد.
PCS خنک کننده با هوا از هوا به عنوان وسیله خنک کننده استفاده می کند. از طریق فن ها و سایر تجهیزات، هوا از طریق اجزای PCS دمیده می شود تا گرما به کانال هوای پیش ساخته کابین منتقل شود و سپس سیستم تهویه مطبوع در کابین پیش ساخته گرما را دفع می کند. مزیت آن این است که ساختار سیستم نسبتاً ساده است و هزینه نصب اولیه کم است، اما از نظر راندمان اتلاف گرما، PCS خنکشده با هوا به وضوح ضعیف است.
"انتخاب بین خنک کننده مایع و خنک کننده هوا برای PCS ذخیره سازی انرژی در واقع تعادلی بین نیازهای انرژی و اتلاف گرما است." Zeng Chunbao، معاون Kehua Digital Energy و مدیر کل مرکز فناوری، زمانی اشاره کرد که در سطح توان 2.5 مگاوات، خنک کننده هوا اساساً به حد اتلاف گرما رسیده است.
از این منظر، PCS خنکشده با مایع از خنککننده با رسانایی حرارتی بالا به عنوان واسطه استفاده میکند. ضد یخ توسط یک پمپ آب هدایت می شود تا در صفحه خنک کننده مایع به گردش درآید، که به آن اجازه می دهد تا مستقیماً با اجزای PCS در تماس باشد و در نتیجه راندمان اتلاف حرارت بالاتری حاصل شود.
در عین حال، به دلیل اینکه مایع خنک کننده دارای ضریب انتقال حرارت و ظرفیت گرمای ویژه بالاتری است و عواملی مانند ارتفاع و فشار هوا بر آن تأثیر نمی گذارد، سیستم خنک کننده مایع ظرفیت اتلاف گرما قوی تری نسبت به سیستم خنک کننده هوا دارد و بیشتر است. مناسب برای پروژه های ذخیره سازی انرژی در مقیاس بزرگ و با چگالی انرژی بالا.
از نظر هزینه، اگرچه هزینه اولیه PCS خنککننده با هوا کمتر است، اما بازده اتلاف حرارت آن محدود است. برای حفظ دمای مناسب باید تعداد و قدرت فن ها را افزایش داد اما این امر باعث افزایش مصرف انرژی و هزینه های عملیاتی می شود. سیستم های خنک کننده مایع دارای راندمان اتلاف حرارت بالاتر و مصرف انرژی کمتری هستند که می تواند هزینه های کلی را در طول چرخه عمر کاهش دهد.
علاوه بر این، از نظر چگالی انرژی، در مقایسه با PCS خنککننده با هوا، PCS خنککننده مایع از همرفت حرارتی برای کاهش دمای تجهیزات الکتریکی استفاده میکند. این ساختار پیچیدهتر و فشردهتری دارد، نیازی به استقرار کانالهای اتلاف گرما با مساحت بزرگ ندارد، منطقه نسبتاً کوچکی را اشغال میکند و میتواند از فضا به طور موثرتری استفاده کند، در نتیجه چگالی انرژی و کارایی کلی نیروگاههای ذخیرهسازی انرژی را بهبود میبخشد.
PCS خنک کننده مایع توجه شرکت ها را بیشتر و بیشتر به خود جلب می کند. طبق آمار ناقص شبکه ذخیرهسازی انرژی چین، بسیاری از شرکتها خطوط تولید خود را به بخش PCS خنککننده مایع گسترش دادهاند، در حال توسعه هستند یا قبلاً محصولات مرتبط را روانه بازار کردهاند و حتی اعلام کردهاند که به تولید انبوه دست یافتهاند.
برای محصولات PCS خنک شونده مایع برخی از شرکت ها می توان دریافت که در معرفی محصولات سازنده های مختلف، مشخصات متفاوت و سناریوهای کاربردی متفاوت، علاوه بر کلمات چشم نوازی مانند ایمنی، هزینه، کارایی و عمر، بی صدا حالت، محدوده دمایی وسیع و شرایط کاری شدید نیز اغلب به نکات برجسته تبلیغ محصول تبدیل شدهاند. از این منظر، راه حل PCS خنکشده با مایع با مزایای متعدد ممکن است با افزایش فرکانس تماسهای سیستم ذخیرهسازی انرژی در آینده، فضای توسعه بیشتری به دست آورد.
با این حال، مانند تقریباً تمام مسیرهای فناوری جدید در مراحل اولیه رشد، PCS خنکشده با مایع نیز پاسخهای متفاوتی دریافت کرده است.
برخی از شرکتها نیز اشاره کردهاند که از منظر کاربرد عملی، PCS خنکشونده با مایع هنوز در مرحله مفهومی است و محصولات بسیار کمی هستند که واقعاً مورد استفاده قرار گرفتهاند.
Guo Xiangji به طور مستقیم تر گفت که اگرچه فناوری خنک کننده مایع عملکرد اتلاف حرارت عالی دارد، کمپرسور برق زیادی مصرف می کند و نگهداری چیلر پیچیده است. علاوه بر این، مشکل نشت احتمالی سیستم خنک کننده مایع و یکنواختی دمای ضعیف اتلاف حرارت تک فاز دلهره آور است.
اگر PCS خنکشونده با مایع هنوز تجربه کمی در کاربردهای عملی دارد و به زمان نیاز دارد تا اصلاح شود، در این صورت ظهور یک مسیر فناوری جدید برای PCS خنککننده مایع که در مراحل اولیه توسعه خود است، چالش بیشتری خواهد بود.
نگاه کردن به کل از یک منظر کوچک. از آنجایی که صنعت ذخیرهسازی انرژی همچنان داغ است، تکرار و نوآوری فناوری ادامه خواهد یافت و راهحلهای فنآوری اتلاف حرارت اعمال شده در PCS ممکن است همچنان به روز شوند. اینکه چه کسی در پایان برنده خواهد شد همچنان به بازار بستگی دارد.
در مورد PCS خنکشده با مایع که در حال آزمایش است، نظرات مثبتی وجود دارد مبنی بر اینکه در بسیاری از سناریوها از منظر هزینه جامع کل چرخه عمر بسیار رقابتی است. با این حال، اینکه آیا به یکی از برنامه های کاربردی اصلی تبدیل خواهد شد، باید دید.