Em 2022, a indústria de armazenamento de energia desenvolver-se-á vigorosamente e a capacidade instalada cumulativa de novo armazenamento de energia atingirá 13,1 GW.O número de novos projectos de armazenamento de energia planeados e em construção na China atingiu quase 100 GW, o que excedeu largamente a expectativa de escala de 30 GW em 2025 apresentada pelos departamentos nacionais relevantes.2023 será, sem dúvida, mais um ano de crescimento rápido e contínuo do armazenamento doméstico de energia eletroquímica.
A nova indústria de armazenamento de energia está cheia de vigor e vitalidade, esperança e desafio coexistem.O armazenamento de energia deve evoluir na direção de grande escala, médio e longo prazo, forte tolerância e alto desempenho de segurança.Nos últimos anos, acidentes de armazenamento de energia eletroquímica têm ocorrido com frequência.Como resolver a gestão de segurança do armazenamento de energia?
O resfriamento líquido tornou-se uma rota tecnológica popular na área de gerenciamento térmico, e recentemente o resfriamento líquido atualizou a tela com frequência.Em abril, a Midea lançou pela primeira vez suas soluções de sistema de armazenamento de energia e uma variedade de novos produtos de gerenciamento térmico de armazenamento de energia refrigerados a líquido, entrando oficialmente no segmento segmentado de gerenciamento térmico de armazenamento de energia;O Grupo Huadian lançou uma nova rodada de aquisição centralizada de sistemas de armazenamento de energia de fosfato de ferro-lítio, adquiriu 2 GWh de sistemas de armazenamento de energia refrigerados a ar e 3 GWh de sistemas de armazenamento de energia refrigerados a líquido.
Que tipo de pista é o armazenamento de energia de refrigeração líquida?
01 Gerenciamento térmico de armazenamento de energia
Devido às características térmicas das baterias, o gerenciamento térmico tornou-se um elo fundamental na cadeia da indústria de armazenamento de energia eletroquímica.Do ponto de vista do valor e do volume da cadeia industrial, os custos das baterias representam cerca de 55% do sistema de armazenamento de energia, o PCS representa cerca de 20%, o BMS e o EMS representam cerca de 11% e a gestão térmica representa cerca de 2%. -4%.O valor da gestão térmica é relativamente baixo, mas desempenha um papel vital e é a chave para garantir o funcionamento contínuo e seguro do sistema de armazenamento de energia.
Acidentes em usinas de energia ocorrem com frequência, e a fuga térmica da bateria de lítio é uma das principais razões para acidentes de segurança em sistemas de armazenamento de energia.O sistema de armazenamento de energia gera muito calor e tem espaço limitado para dissipação de calor.É difícil conseguir o controle da temperatura sob ventilação natural e é fácil prejudicar a vida e a segurança da bateria.Em comparação com o sistema de bateria de energia, as baterias do sistema de armazenamento de energia têm maior potência, mais quantidade e maior geração de calor, e o arranjo apertado das baterias leva a um espaço limitado de dissipação de calor, dificultando a dissipação rápida e uniforme do calor, o que pode facilmente causar atrito entre as baterias.O acúmulo de calor e a diferença excessiva de temperatura operacional levam a frequentes acidentes de segurança do sistema de armazenamento de energia, o que acabará por prejudicar a vida útil e a segurança da bateria.
Processo de fuga térmica da bateria de íon-lítio
A gestão térmica é a chave para garantir o funcionamento contínuo e seguro dos sistemas de armazenamento de energia.Idealmente, o projeto de gerenciamento térmico pode controlar a temperatura dentro do sistema de armazenamento de energia na faixa de temperatura ideal (10-35°C) para operação da bateria de lítio e garantir a uniformidade da temperatura dentro da bateria, reduzindo assim a deterioração da vida útil da bateria ou a dissipação de calor .Risco de perda de controle.
Atualmente, as principais rotas técnicas de gerenciamento térmico de armazenamento de energia são o resfriamento a ar e o resfriamento a líquido.As rotas de tecnologia de gerenciamento térmico de armazenamento de energia são divididas principalmente em resfriamento de ar, resfriamento de líquido, resfriamento de tubo de calor e resfriamento de mudança de fase, entre os quais as tecnologias de resfriamento de tubo de calor e de mudança de fase ainda não estão maduras.
1. resfriamento a ar
A temperatura da bateria é reduzida por convecção de gás.Tem as vantagens de estrutura simples, fácil manutenção e baixo custo, mas a eficiência de dissipação de calor, a velocidade de dissipação de calor e a uniformidade de temperatura são baixas.Adequado para ocasiões com baixa taxa de geração de calor.
2. resfriamento líquido
A temperatura da bateria é reduzida pela convecção do líquido.A eficiência de dissipação de calor, a velocidade de dissipação de calor e a uniformidade de temperatura são boas, mas o custo é alto e há risco de vazamento de líquido de resfriamento.É adequado para ocasiões em que a bateria possui alta densidade de energia, velocidade rápida de carga e descarga e grandes mudanças na temperatura ambiente.
3. Tubo de calor e mudança de fase
A dissipação de calor da bateria é obtida através da evaporação e absorção de calor do meio no tubo de calor e da conversão de mudança de fase do material.
Entre eles, a tecnologia de resfriamento líquido dissipa diretamente o calor por meio de convecção de líquido, o que pode realizar o controle preciso da temperatura da bateria e garantir um resfriamento uniforme.Por outro lado, o custo da tecnologia de resfriamento de ar é menor, mas a eficiência de dissipação de calor não é alta e é impossível obter um controle preciso da temperatura da bateria.Portanto, em cenários de baixa potência, o resfriamento a ar ainda é o principal, enquanto em cenários de média e alta potência, a tecnologia de resfriamento líquido ocupa uma posição dominante.O sistema de refrigeração líquida tem as vantagens de grande capacidade de calor específico e resfriamento rápido, que pode controlar de forma mais eficaz a temperatura da bateria, garantindo assim a operação estável da bateria de armazenamento de energia.
02 Mercado de armazenamento de energia de refrigeração líquida
O mercado doméstico de armazenamento de energia está crescendo, e os integradores de armazenamento de energia downstream e os fabricantes de baterias começaram a implantar antecipadamente a tecnologia de resfriamento líquido de armazenamento de energia e a desenvolver novos produtos e atualizar as iterações de produtos com novas tecnologias.Com o envolvimento de projetos de aplicação cada vez mais práticos, os sistemas de armazenamento de energia refrigerados a líquido estão rapidamente se tornando a principal rota tecnológica do mercado.
Atualmente, a proporção da tecnologia de refrigeração líquida em novos projetos de armazenamento em grande escala no lado da geração de energia/lado da rede está aumentando rapidamente, como o projeto de demonstração da estação de energia compartilhada de armazenamento de energia de 100 MW/200 MWh da Ningxia Power Investment Ningdong Base, Gansu Linze O projeto de usina de armazenamento de energia compartilhada de 100 MW/400 MWh, etc., usará tecnologia de controle de temperatura de resfriamento líquido.E a aplicação em projetos reais está aumentando gradativamente.Por exemplo, a usina de armazenamento de energia Southern Power Grid Meizhou Baohu foi oficialmente colocada em operação no condado de Wuhua, cidade de Meizhou, província de Guangdong recentemente.Esta é também a primeira central elétrica submersa de armazenamento de energia com refrigeração líquida do mundo.Pela primeira vez, a China Southern Grid Energy Storage Company mergulhou diretamente a bateria no refrigerante da cabine para obter resfriamento e resfriamento direto, rápido e suficiente da bateria para garantir que ela operasse dentro da faixa de temperatura ideal.
Grandes grupos de energia começaram a licitar sistemas de armazenamento de energia refrigerados a líquido.De acordo com as estatísticas, a China National Nuclear Corporation, a PetroChina, o National Energy Group, o Huadian Group e outras empresas realizaram projetos de aquisição de sistemas de armazenamento de energia refrigerados a líquido.A escala do sistema de refrigeração líquida é de cerca de 5,4 GWh, e o preço unitário de compra é de 1,42 yuan/Wh-1,61 yuan/Wh.
De acordo com estatísticas de informações públicas, Kehua Data Energy, Sungrow Power, Yiwei Lithium Energy, Cairi Energy, Xingyun Times, HyperStrong, Haichen Energy Storage, Zhongtian Technology, Shanghai Electric Guoxuan, Trina Energy Storage, Ashi Dezenas de fabricantes, como Te e Shenghong , seguiu a tendência do resfriamento líquido.Todos os novos produtos lançados envolvem tecnologia de refrigeração líquida, abrangendo diversos cenários, como nível de rede elétrica, industrial e comercial e armazenamento de energia doméstico.
Para as empresas de equipamentos de controlo de temperatura, a sua principal competitividade refletir-se-á nas capacidades de personalização, bem como na experiência de longo prazo e na acumulação técnica em soluções de gestão térmica.A GGII acredita que a distribuição do mercado de médio e longo prazo se concentrará em empresas com designs customizados mais maduros, melhores designs não padronizados e produtos com maior custo-benefício.Portanto, para as empresas de equipamentos de controle de temperatura, sua competitividade central se refletirá nas capacidades de customização e no acúmulo de experiência de longo prazo, especialmente em soluções de gerenciamento térmico.
03 Potencial futuro do armazenamento de energia por refrigeração líquida
A explosão do mercado de armazenamento de energia continuará.A fim de promover eficazmente o consumo de nova energia, a libertação de centrais eléctricas de armazenamento de energia em grande escala e de alta capacidade é acelerada.Sendo uma parte importante do sistema de armazenamento de energia, o sistema de gestão térmica beneficiará do aumento da capacidade instalada de armazenamento de energia.A escala do mercado de controle de temperatura de armazenamento de energia pode continuar a se expandir.
Segundo as estatísticas, em 2022, os novos projetos de armazenamento de energia da China atingirão 7,3 GW/15,9 GWh e a capacidade instalada acumulada atingirá 13,1 GW/27,1 GWh.Combinada com a situação de planeamento de várias regiões, estima-se que, até ao final de 2025, a capacidade instalada acumulada de armazenamento de energia doméstica deverá atingir quase 80 GW.De acordo com a análise do Advanced Industry Research Institute (GGII), o valor das remessas domésticas de controle de temperatura de armazenamento de energia chegará a 16,5 bilhões de yuans em 2025. Com o aumento da capacidade de armazenamento de energia e da taxa de descarga de carga, a proporção de média e alta -A potência dos produtos de armazenamento de energia que utilizam refrigeração líquida aumentará.Melhorando gradualmente, espera-se que o resfriamento líquido se torne a solução principal no futuro, e a taxa de penetração da tecnologia de resfriamento líquido deverá atingir cerca de 45% até 2025.
Previsão do mercado de controle de temperatura de armazenamento de energia e refrigeração líquida da China (100 milhões de yuans)
No futuro, à medida que novas centrais eléctricas e armazenamento de energia fora da rede exigirem maior capacidade de bateria e maior densidade de potência do sistema, a proporção de armazenamento de energia refrigerado a líquido tornar-se-á cada vez maior, e certamente se tornará líder no armazenamento de energia. mercado em virtude de suas vantagens abrangentes.convencional.Estimulará o entusiasmo dos fabricantes de sistemas de armazenamento de energia pela implantação contínua de novos produtos e novas tecnologias e promoverá a segurança e a melhoria económica dos sistemas de armazenamento de energia.
Horário da postagem: 22 de setembro de 2023