Quelle est la nouvelle solution pour la gestion thermique du stockage d'énergie ?

 Comme la proportion d'énergie propre a progressivement augmenté, le stockage de l'énergie joue un rôle vital dans la production d'électricité, le réseau électrique et l'utilisateur du système électrique. En raison des avantages d'une densité d'énergie élevée, d'une application flexible et d'une réponse rapide, le stockage d'énergie se développe rapidement.

Selon les données de la CNESA, à la fin de 2021, l'échelle installée cumulée des projets mondiaux de stockage d'énergie électrique mis en service est de 209,4 GW, et l'échelle installée cumulée du nouveau stockage d'énergie est de 25,4 GW. Les batteries aux ions sodium dominent le marché, avec une part de marché de plus de 90 % et 23,1 GW. L'échelle installée cumulée des projets de stockage d'énergie électrique mis en service en Chine est de 46,1 GW, ce qui représente 22 % de la taille totale du marché mondial. L'échelle installée cumulée du nouveau stockage d'énergie atteint 5,73 GW. La batterie lithium-ion est la voie technologique principale du nouveau stockage d'énergie, représentant 89,7% de 5,14 GW.

En tant que composant central du stockage d'énergie électrochimique, la batterie présente un grand risque d'emballement thermique. Du point de vue de la sécurité, la gestion thermique du stockage de l'énergie est extrêmement importante.

  1. Gestion thermique dans le système de stockage d'énergie électrochimique

La gestion thermique est une partie importante du système de stockage d'énergie électrochimique, la chaîne industrielle de stockage d'énergie électrochimique est divisée en trois parties : fournisseur d'équipements en amont, intégrateur intermédiaire et fin d'application en aval.

Les dispositifs en amont comprennent les batteries, les onduleurs de stockage d'énergie (PCS), les systèmes de gestion de batterie (BMS), les systèmes de gestion de l'énergie (EMS), la gestion thermique et d'autres dispositifs ; Le cœur de la liaison médiane est l'intégration du système plus EPC ; Les scénarios en aval sont divisés en côté alimentation, côté réseau électrique et côté utilisateur.

La plupart des entreprises de la chaîne de l'industrie du stockage d'énergie sont impliquées dans 1-2 segments, tandis que quelques entreprises sont impliquées dans l'ensemble du processus, de la batterie à l'intégration du système et même à l'EPC.

De 2011 à 2021, un total de 32 incendies et explosions de centrales électriques de stockage d'énergie se sont produits dans le monde. De janvier à mai 2022, plus de 10 incendies de stockage d'énergie se sont produits dans le monde. Avec le développement rapide des stations de stockage d'énergie par batterie en Chine, en raison des problèmes de qualité des batteries et des PCS ou des performances de construction inégales des intégrateurs de systèmes, les risques d'incendie potentiels du stockage d'énergie par batterie sont graves et les accidents d'incendie sont fréquents.

Le 16 avril 2021, un incendie et une explosion se sont produits dans la centrale de stockage d'énergie Guoxuan Fuwei de Pékin. Selon l'enquête, la cause de l'incendie était un court-circuit interne dans la batterie LFP, qui a provoqué un échauffement incontrôlable et un allumage de la batterie. En juillet de la même année, le projet "Victoria Big Battery" en Australie, qui est équipé du système de stockage d'énergie Megapack de Tesla, a pris feu dans le compartiment de la batterie en raison d'une fuite du système de refroidissement pendant le test.

L'emballement thermique des batteries est la principale cause d'incendie.

L'emballement thermique de la batterie fait référence au court-circuit interne ou au court-circuit externe qui entraîne une grande quantité de chaleur générée par la batterie en peu de temps, déclenchant la réaction des substances actives positives et négatives et la décomposition de l'électrolyte, générant une grande quantité de chaleur et combustible gaz, entraînant un incendie ou une explosion de la batterie.

Les incendies fréquents montrent que la gestion thermique est devenue un élément essentiel pour assurer le fonctionnement sûr des centrales de stockage d'énergie.

  2. Solutions thermiques

À l'heure actuelle, les solutions thermiques relativement matures de gestion thermique du stockage d'énergie sont le refroidissement par air et le refroidissement par liquide, parmi lesquels le refroidissement par air est le courant dominant dans le système de stockage d'énergie actuel, et la perméabilité du système de refroidissement par liquide devrait continuer à augmenter à l'avenir. .

La gestion thermique devient le cœur du système de stockage d'énergie, et le refroidissement par air et le refroidissement par liquide sont des technologies matures à l'heure actuelle. Les méthodes de refroidissement de la gestion thermique du stockage d'énergie comprennent principalement les trois technologies de refroidissement suivantes : refroidissement par air (refroidissement par air), refroidissement par liquide et refroidissement par changement de phase, et refroidissement par caloduc.

  Refroidissement par air

À l'heure actuelle, la technologie de refroidissement par air est principalement utilisée dans le système de stockage d'énergie des conteneurs et le système de stockage d'énergie des stations de base de communication à faible densité de puissance. D'une part, le système de refroidissement par air est de structure simple, sûr et fiable, et facile à mettre en œuvre ; D'autre part, parce que le système de stockage d'énergie n'est pas aussi contraignant que le système de batterie de puissance en termes de densité d'énergie et d'espace, le nombre de batteries peut être augmenté pour obtenir un taux de fonctionnement et un taux de génération de chaleur inférieurs.

Refroidissement liquide

La technologie de refroidissement liquide utilise de l'eau ou d'autres liquides de refroidissement pour dissiper la chaleur par contact indirect avec le conducteur uniformément réparti sur la plaque de refroidissement liquide.

Ses avantages incluent :

1) Près de la source de chaleur, réfrigération efficace ;

2) Par rapport au système de refroidissement par air du conteneur de même capacité, le système de refroidissement par liquide n'a pas besoin de concevoir le conduit d'air, ce qui permet d'économiser plus de 50% de la surface au sol et convient mieux au futur stockage d'énergie à grande échelle. centrale électrique de 100 MW ou plus ;

3) Par rapport au système de refroidissement par air, le taux d'échec est inférieur car l'utilisation de ventilateurs et d'autres composants mécaniques est réduite ;

4) Faible bruit de refroidissement liquide, économisant la consommation d'énergie du système et respectueux de l'environnement.

  Refroidissement à changement de phase

Le refroidissement par changement de phase est une méthode de refroidissement qui utilise des matériaux à changement de phase pour absorber la chaleur.

Le choix du matériau à changement de phase a la plus grande influence sur l'effet de dissipation thermique de la batterie. Lorsque la capacité thermique spécifique du matériau à changement de phase sélectionné est plus grande et que le coefficient de transfert de chaleur est plus élevé, l'effet de refroidissement dans les mêmes conditions est meilleur, sinon l'effet de refroidissement est pire.

Le refroidissement par changement de phase présente les avantages d'une structure compacte, d'une faible résistance thermique de contact, d'un bon effet de refroidissement, mais le matériau à changement de phase lui-même n'a pas la capacité de dissipation thermique, la chaleur absorbée doit dépendre du système de refroidissement liquide, du système de refroidissement par air, etc. ., ou le matériau à changement de phase ne peut pas continuer à absorber la chaleur.

De plus, les matériaux à changement de phase prennent de la place et coûtent cher.

Sinda Themral est l'un des principaux fabricants de dissipateurs thermiques, nous pouvons concevoir et produire chaque génération d'Intel, AMD, etc. Processeurs, notre usine possède de nombreuses installations et équipements précis pour fabriquer des dissipateurs thermiques CPU de haute qualité. Nous sommes un partenaire thermique avec de nombreux clients dans le monde comme Flex, DellEMC, Foxconn, etc. Veuillez nous contacter si vous avez des exigences thermiques.