El almacenamiento de energía por refrigeración líquida se generaliza
El almacenamiento de energía debe desarrollarse en la dirección de la gran escala, el medio-largo plazo, la fuerte tolerancia y el alto rendimiento de seguridad.
La refrigeración líquida se ha convertido en una vía técnica muy popular en el ámbito de la gestión térmica. La mayoría de los nuevos productos de 10 principales fabricantes de baterías de iones de litio en China han añadido refrigeración líquida.
Gestión térmica del almacenamiento de energía
Debido a las características térmicas de las baterías, la gestión térmica se ha convertido en un eslabón clave de la cadena de la industria de almacenamiento de energía electroquímica.
Desde la perspectiva del valor y el volumen de la cadena industrial, el coste de las baterías de almacenamiento de energía en los sistemas de almacenamiento de energía supone unos 55%, los PCS unos 20%, los BMS y EMS juntos unos 11%, y la gestión térmica unos 2%-4%.
La gestión térmica representa una cantidad relativamente pequeña de valor, pero desempeña un papel vital. La gestión térmica es la clave para garantizar el funcionamiento continuo y seguro de los sistemas de almacenamiento de energía.
El sistema de almacenamiento de energía genera mucho calor y tiene un espacio limitado para disiparlo. Es difícil controlar la temperatura con ventilación natural, y es fácil dañar la vida útil y la seguridad de la batería.
En comparación con el sistema de baterías de potencia, las baterías del sistema de almacenamiento de energía tienen mayor potencia, más cantidad y una generación de calor más fuerte, y la disposición apretada de las baterías conduce a un espacio limitado de disipación de calor, lo que dificulta la disipación rápida y uniforme del calor, lo que puede causar fácilmente fricción entre los paquetes de baterías.
La acumulación de calor y la excesiva diferencia de temperatura de funcionamiento provocan frecuentes accidentes de seguridad del sistema de almacenamiento de energía, que acabarán dañando la vida útil y la seguridad de la batería.
Idealmente, el diseño de la gestión térmica puede controlar la temperatura dentro del sistema de almacenamiento de energía en el rango de temperatura óptimo para el funcionamiento de la batería de litio (10-35°C) y garantizar la uniformidad de la temperatura dentro del paquete de baterías, reduciendo así el riesgo de degradación de la vida útil de la batería y el desbordamiento térmico.
Ruta de la tecnología de gestión térmica del almacenamiento de energía
En la actualidad, las principales vías técnicas de gestión térmica del almacenamiento de energía son la refrigeración por aire y la refrigeración por líquido. Las vías tecnológicas de gestión térmica del almacenamiento de energía se dividen principalmente en refrigeración por aire, refrigeración por líquido, refrigeración por tubo de calor y refrigeración por cambio de fase, entre las cuales las tecnologías de refrigeración por tubo de calor y por cambio de fase aún no están maduras.
Refrigerado por aire
La temperatura de la batería se reduce por convección de gases. Tiene las ventajas de una estructura simple, fácil mantenimiento y bajo coste, pero la eficiencia de disipación de calor, la velocidad de disipación de calor y la uniformidad de la temperatura son pobres. Adecuado para ocasiones con baja tasa de generación de calor.
Refrigeración líquida
La temperatura de la batería se reduce por convección de líquido. La eficiencia de disipación del calor, la velocidad de disipación del calor y la uniformidad de la temperatura son buenas, pero el coste es elevado y existe riesgo de fuga del líquido refrigerante.
Es adecuado para ocasiones con alta densidad de energía de los paquetes de baterías, tales como pilas ternarias de litioLa carga y descarga rápidas y los cambios bruscos de temperatura ambiente.
Tubo de calor y cambio de fase
La disipación de calor de la batería se consigue mediante la evaporación y absorción de calor del medio en el tubo de calor y la conversión por cambio de fase del material.
Entre ellas, la tecnología de refrigeración líquida disipa directamente el calor por convección líquida, lo que permite controlar con precisión la temperatura de la batería y garantizar una refrigeración uniforme.
En cambio, el coste de la tecnología de refrigeración por aire es menor, pero la eficacia de disipación del calor no es alta, y es imposible lograr un control preciso de la temperatura de la batería.
Por tanto, en escenarios de baja potencia, la refrigeración por aire sigue siendo la corriente dominante, mientras que en escenarios de media y alta potencia, la tecnología de refrigeración líquida ocupa una posición dominante.
El sistema de refrigeración líquida tiene las ventajas de una gran capacidad calorífica específica y una refrigeración rápida, lo que permite controlar con mayor eficacia la temperatura de la batería, garantizando así el funcionamiento estable de la batería de almacenamiento de energía.
Mercado del almacenamiento de energía por refrigeración líquida
El mercado del almacenamiento de energía está prosperando. Los integradores de almacenamiento de energía y los fabricantes de baterías de litio han iniciado el proceso de implantación temprana de la tecnología de refrigeración líquida para almacenamiento de energía, desarrollando nuevos productos y actualizando las iteraciones de productos con nuevas tecnologías.
Con la participación de cada vez más proyectos de aplicación práctica, los sistemas de almacenamiento de energía refrigerados por líquido se están convirtiendo rápidamente en la vía tecnológica dominante en el mercado.
En la actualidad, la proporción de la tecnología de refrigeración líquida en los nuevos proyectos de almacenamiento a gran escala en el lado de la generación de energía / lado de la red está aumentando rápidamente, como el proyecto de demostración de la central eléctrica de almacenamiento de energía compartida de 100MW/200MWh de Ningxia Power Investment Ningdong Base, el proyecto de la central eléctrica de almacenamiento de energía compartida de 100MW/400MWh de Gansu Linze, etc.
Y la aplicación en proyectos reales está aumentando gradualmente. Por ejemplo, la central eléctrica de almacenamiento de energía Southern Power Grid Meizhou Baohu se puso oficialmente en funcionamiento recientemente en el condado de Wuhua, ciudad de Meizhou, provincia de Guangdong. Se trata de la primera central sumergida de almacenamiento de energía refrigerada por líquido del mundo.
Por primera vez, China Southern Grid Energy Storage Company sumergió directamente la batería en el refrigerante de la cabina para conseguir una refrigeración y enfriamiento directos, rápidos y suficientes de la batería y garantizar que ésta funcione dentro del rango de temperatura óptimo.
Potencial futuro del almacenamiento de energía por refrigeración líquida
La explosión del mercado de almacenamiento de energía continuará. Para promover eficazmente el consumo de nuevas energías, se acelera el lanzamiento de centrales de almacenamiento de energía a gran escala y de gran capacidad.
Como parte importante del sistema de almacenamiento de energía, el sistema de gestión térmica se beneficiará del aumento de la capacidad instalada de almacenamiento de energía. La escala del mercado de control de la temperatura de almacenamiento de energía puede seguir expandiéndose.
Según las estadísticas, en 2022, los nuevos proyectos de almacenamiento de energía de China alcanzarán los 7,3GW/15,9GWh, y la capacidad instalada acumulada alcanzará los 13,1GW/27,1GWh.
En combinación con la situación de planificación de varias regiones, se calcula que para finales de 2025, la capacidad instalada acumulada de almacenamiento de energía en China alcanzará casi los 80 GW.
Según los análisis, el valor de los envíos de control de temperatura para almacenamiento de energía en China alcanzará los 16.500 millones de yuanes en 2025. Con el aumento de la capacidad de almacenamiento de energía y la tasa de carga y descarga, la proporción de productos de almacenamiento de energía de media y alta potencia que utilizan refrigeración líquida aumentará gradualmente, y se espera que la refrigeración líquida se convierta en el futuro...
La solución dominante, en la que se espera que el índice de penetración de la tecnología de refrigeración líquida alcance unos 45% en 2025.
Resumen
En el futuro, a medida que las centrales eléctricas de energías renovables y el almacenamiento de energía fuera de la red requieran una mayor capacidad de las baterías y una mayor densidad de potencia del sistema, aumentará la proporción del almacenamiento de energía refrigerado por líquido. El almacenamiento de energía refrigerado por líquido se convertirá sin duda en la corriente principal del mercado de almacenamiento de energía gracias a sus amplias ventajas.
Estimulará el entusiasmo de los fabricantes de sistemas de almacenamiento de energía por el despliegue continuo de nuevos productos y nuevas tecnologías, fomentará la seguridad y la mejora económica de los sistemas de almacenamiento de energía y proporcionará una mayor eficacia. soluciones de almacenamiento de energía.
