Le stockage d'énergie par refroidissement liquide se généralise

Le stockage de l'énergie doit être développé à grande échelle, à moyen et long terme, avec une forte tolérance et une grande sécurité.

Le refroidissement liquide est devenu une voie technique populaire dans le domaine de la gestion thermique. La plupart des nouveaux produits de 10 premiers fabricants de batteries lithium-ion en Chine ont ajouté un système de refroidissement liquide.

Gestion thermique du stockage de l'énergie

En raison des caractéristiques thermiques des batteries, la gestion thermique est devenue un maillon essentiel de la chaîne industrielle du stockage de l'énergie électrochimique.

Du point de vue de la valeur et du volume de la chaîne industrielle, le coût des batteries de stockage d'énergie dans les systèmes de stockage d'énergie représente environ 55%, celui des PCS environ 20%, celui des BMS et EMS environ 11%, et celui de la gestion thermique environ 2%-4%.

La gestion thermique représente une valeur relativement faible, mais elle joue un rôle essentiel. La gestion thermique est essentielle pour assurer le fonctionnement continu et sûr des systèmes de stockage d'énergie.

Le système de stockage d'énergie génère beaucoup de chaleur et dispose d'un espace limité pour la dissiper. Il est difficile de contrôler la température en cas de ventilation naturelle, et il est facile d'endommager la durée de vie et la sécurité de la batterie.

Par rapport au système de batteries d'alimentation, les batteries du système de stockage d'énergie sont plus puissantes, plus nombreuses et génèrent plus de chaleur. La disposition serrée des batteries limite l'espace de dissipation de la chaleur, ce qui rend difficile la dissipation rapide et uniforme de la chaleur, et peut facilement provoquer des frictions entre les blocs de batteries.

L'accumulation de chaleur et la différence de température de fonctionnement excessive entraînent des accidents de sécurité fréquents dans le système de stockage d'énergie, ce qui finit par nuire à la durée de vie et à la sécurité de la batterie.

Idéalement, la conception de la gestion thermique peut contrôler la température à l'intérieur du système de stockage d'énergie dans la plage de température optimale pour le fonctionnement des batteries au lithium (10-35°C) et assurer l'uniformité de la température à l'intérieur du bloc-batterie, réduisant ainsi le risque de dégradation de la durée de vie de la batterie et d'emballement thermique.

Route des technologies de gestion thermique du stockage de l'énergie

À l'heure actuelle, les principales voies techniques de gestion thermique du stockage de l'énergie sont le refroidissement par air et le refroidissement par liquide. Les voies technologiques de gestion thermique du stockage de l'énergie sont principalement divisées en refroidissement par air, refroidissement par liquide, refroidissement par caloduc et refroidissement par changement de phase, parmi lesquelles les technologies de refroidissement par caloduc et de refroidissement par changement de phase ne sont pas encore matures.

Refroidissement par air
La température de la batterie est abaissée par convection de gaz. Il présente les avantages d'une structure simple, d'un entretien facile et d'un faible coût, mais l'efficacité de la dissipation de la chaleur, la vitesse de dissipation de la chaleur et l'uniformité de la température sont médiocres. Il convient aux situations où le taux de production de chaleur est faible.

Refroidissement par liquide
La température de la batterie est réduite par la convection du liquide. L'efficacité de la dissipation de la chaleur, la vitesse de dissipation de la chaleur et l'uniformité de la température sont bonnes, mais le coût est élevé et il y a un risque de fuite du liquide de refroidissement.

Il est adapté aux situations où la densité énergétique des batteries est élevée, telles que piles ternaires au lithiumles vitesses de charge et de décharge rapides, et les variations importantes de la température ambiante.

Conduite de chaleur et changement de phase
La dissipation de la chaleur de la batterie est assurée par l'évaporation et l'absorption de la chaleur du fluide dans le caloduc et la conversion du matériau par changement de phase.

Parmi elles, la technologie de refroidissement par liquide dissipe directement la chaleur par convection liquide, ce qui permet de contrôler précisément la température de la batterie et d'assurer un refroidissement uniforme.

En revanche, le coût de la technologie de refroidissement par air est inférieur, mais l'efficacité de la dissipation de la chaleur n'est pas élevée et il est impossible d'obtenir un contrôle précis de la température de la batterie.

Par conséquent, dans les scénarios de faible puissance, le refroidissement par air reste le courant dominant, tandis que dans les scénarios de puissance moyenne et élevée, la technologie de refroidissement par liquide occupe une position dominante.

Le système de refroidissement par liquide présente les avantages d'une grande capacité thermique spécifique et d'un refroidissement rapide, ce qui permet de contrôler plus efficacement la température de la batterie et d'assurer ainsi un fonctionnement stable de la batterie de stockage d'énergie.

Marché du stockage d'énergie à refroidissement liquide

Le marché du stockage de l'énergie est florissant. Les intégrateurs de stockage d'énergie en aval et les fabricants de batteries au lithium ont entamé le processus de déploiement précoce de la technologie de refroidissement liquide du stockage d'énergie, en développant de nouveaux produits et en mettant à jour les itérations de produits avec de nouvelles technologies.

Avec l'implication d'un nombre croissant de projets d'application pratique, les systèmes de stockage d'énergie à refroidissement liquide deviennent rapidement la voie technologique la plus courante sur le marché.

Actuellement, la proportion de la technologie de refroidissement liquide dans les nouveaux projets de stockage à grande échelle du côté de la production d'électricité/du réseau augmente rapidement, comme le projet de démonstration de centrale de stockage d'énergie partagée de 100MW/200MWh de Ningxia Power Investment Ningdong Base, le projet de centrale de stockage d'énergie partagée de 100MW/400MWh de Gansu Linze, etc.

Et l'application dans des projets réels augmente progressivement. Par exemple, la centrale de stockage d'énergie Southern Power Grid Meizhou Baohu a été officiellement mise en service récemment dans le comté de Wuhua, dans la ville de Meizhou, dans la province de Guangdong. Il s'agit également de la première centrale de stockage d'énergie immergée à refroidissement liquide au monde.

Pour la première fois, China Southern Grid Energy Storage Company a directement immergé la batterie dans le liquide de refroidissement de la cabine afin d'obtenir un refroidissement direct, rapide et suffisant de la batterie et de s'assurer qu'elle fonctionne dans la plage de température optimale.

Potentiel futur du stockage d'énergie par refroidissement liquide

L'explosion du marché du stockage de l'énergie va se poursuivre. Afin de promouvoir efficacement la consommation d'énergie nouvelle, la mise en service de centrales de stockage d'énergie à grande échelle et de grande capacité est accélérée.

En tant qu'élément important du système de stockage de l'énergie, le système de gestion thermique bénéficiera de l'augmentation de la capacité installée de stockage de l'énergie. L'ampleur du marché de la thermorégulation du stockage de l'énergie pourrait continuer à s'étendre.

Selon les statistiques, en 2022, les nouveaux projets de stockage d'énergie en Chine atteindront 7,3GW/15,9GWh, et la capacité installée cumulée atteindra 13,1GW/27,1GWh.

En tenant compte de la situation de planification des différentes régions, on estime que d'ici à la fin de 2025, la capacité installée cumulée de stockage d'énergie en Chine devrait atteindre près de 80 GW.

Selon une analyse, la valeur des livraisons de produits de contrôle de la température pour le stockage de l'énergie en Chine atteindra 16,5 milliards de yuans en 2025. Avec l'augmentation de la capacité de stockage d'énergie et du taux de charge et de décharge, la proportion de produits de stockage d'énergie de moyenne et haute puissance utilisant le refroidissement liquide augmentera progressivement, et le refroidissement liquide devrait devenir la solution d'avenir pour le stockage d'énergie.

La solution la plus courante, dans laquelle le taux de pénétration de la technologie de refroidissement liquide devrait atteindre environ 45% d'ici à 2025.

Résumé

À l'avenir, étant donné que les centrales électriques à énergie renouvelable et le stockage d'énergie hors réseau nécessitent une plus grande capacité de batterie et une plus grande densité de puissance du système, la proportion de stockage d'énergie à refroidissement liquide augmentera. Le stockage d'énergie à refroidissement liquide deviendra certainement le courant dominant du marché du stockage d'énergie grâce à ses avantages complets.

Elle stimulera l'enthousiasme des fabricants de systèmes de stockage d'énergie pour le déploiement continu de nouveaux produits et de nouvelles technologies, favorisera la sécurité et l'amélioration économique des systèmes de stockage d'énergie, et fournira des solutions plus efficaces pour la mise en œuvre des systèmes de stockage d'énergie. solutions de stockage de l'énergie.