Жидкостное охлаждение, как правило, лучше подходит для систем с высокой плотностью размещения оборудования и высокой степенью его использования. C&I а также крупномасштабных систем хранения энергии на основе аккумуляторных батарей, в то время как воздушное охлаждение остается практичным для небольших систем, где более низкая первоначальная стоимость, более простое техническое обслуживание и умеренные тепловые нагрузки имеют большее значение.
Если температура батареи неизвестна, AvepowerАвтора руководство по диапазону температур литиевых батарей В документе объясняется разница между допустимыми температурами зарядки, разрядки и предпочтительными рабочими температурами.
Жидкостное или воздушное охлаждение: что лучше?
Жидкостное охлаждение обычно обеспечивает более равномерную температуру, большую гибкость конструкции при высокой плотности батарей и лучшие характеристики при длительных тепловых нагрузках. Воздушное охлаждение, как правило, выигрывает по простоте, первоначальной стоимости оборудования и знакомству с процессом обслуживания.
| Фактор принятия решения | С воздушным охлаждением BESS | С жидкостным охлаждением BESS |
|---|---|---|
| Теплоноситель | Кондиционированный воздух | Жидкая охлаждающая жидкость |
| Механическая сложность | Низкая | Высокая |
| Первоначальная стоимость системы | Обычно ниже | Обычно выше |
| Температурная однородность | Хорошо, если хорошо спроектировано, сложнее при высокой плотности. | Обычно легче жестко контролировать. |
| Высокая плотность мощности | Более сложной | Лучше подходит |
| плотность упаковки шкафа | Требуется больше пространства для циркуляции воздуха. | Поддерживает компактную компоновку модулей. |
| Высокая температура окружающей среды | Требуется достаточный запас по системам отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. | Зачастую лучше подходит для сложных условий. |
| Вспомогательное оборудование | Вентиляторы / Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха | Насосы / чиллер / теплообменник |
| Типичное техническое обслуживание | Фильтры, вентиляторы, воздуховоды, системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. | Насосы, охлаждающая жидкость, трубопроводы, уплотнения, обнаружение утечек |
| Основные причины сбоев | Засорение воздуховода, неисправность вентилятора, загрязненные фильтры, неисправность системы отопления, вентиляции и кондиционирования. | Неисправность насоса, утечка охлаждающей жидкости, засорение цепи, неисправность датчика/чиллера. |
| ESS | Часто подходящий | Может добавить ненужную сложность. |
| Большой C&I / утилита | Возможно при правильном проектировании. | Все более предпочтительный |
| Лучший критерий отбора | Умеренная тепловая нагрузка + простота | Высокая тепловая нагрузка + плотность + жесткий контроль температуры |
Не уверены, какая система охлаждения подойдет для вашего проекта?
Пришлите нам требуемую мощность, мощность, климатические условия и область применения. Наша инженерная команда поможет оценить, какой способ охлаждения — воздушный или жидкостной — лучше подойдет.
Как работает воздушное охлаждение в системе хранения энергии на основе аккумуляторов?
Воздушное охлаждение отводит тепло от батареи за счет циркуляции кондиционированного воздуха вокруг элементов или модулей и передачи этого тепла в окружающую среду через вентиляторы, воздуховоды и часто оборудование для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC). Оно эффективно, когда воздушный поток может достигать всех соответствующих поверхностей батареи и когда тепловыделение системы остается в пределах доступной мощности охлаждения.
В правильно спроектированном воздушном охлаждении BESSПриблизительный тепловой путь таков:
Ячейка → поверхность модуля → циркулирующий воздух → система отопления, вентиляции и кондиционирования или теплообменник → окружающая среда
Ключевая инженерная задача — распределение воздушного потока.
Если первые аккумуляторные модули получают холодный воздух, а последующие модули — более теплый обратный воздух, в системе может возникнуть температурный градиент, даже если средняя температура в корпусе кажется нормальной.
Именно поэтому одной лишь средней температуры в шкафу недостаточно.
Инженеры также должны оценить:
- Максимальная температура клетки
- Минимальная температура клетки
- Межклеточная ΔT
- Разница температур между модулями ΔT
- Температура воздуха на входе
- Температура воздуха на выходе
- Скорость вентилятора
- Рабочее состояние системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
Воздушное охлаждение позволяет поддерживать контролируемую температуру батареи, если система спроектирована с учетом умеренной удельной мощности и достаточного воздушного потока.
Например, AvepowerАвтора 108kWh шкаф для хранения высоковольтной энергии с воздушным охлаждением Использует промышленную систему кондиционирования воздуха и специализированную систему распределения воздуха. При заданном режиме работы 0.5P опубликованный проектный целевой показатель составляет Изменение температуры ячейки ≤5°C и повышение температуры ≤10°C.
Как работает жидкостное охлаждение в системах хранения энергии на основе батарей?
Жидкостное охлаждение перемещает охлаждающую жидкость через холодные пластины или каналы вблизи аккумуляторных модулей, позволяя теплу проходить по более короткому и контролируемому тепловому пути, прежде чем отводиться через теплообменник или чиллер. Это делает жидкостное охлаждение особенно полезным в случаях, когда высокая плотность ячеек затрудняет равномерный поток воздуха.
Ниже представлена типичная схема контура косвенного жидкостного охлаждения:
Аккумуляторная ячейка → модуль → охлаждающая пластина → охлаждающая жидкость → теплообменник/чиллер → окружающая среда
Системы жидкостного охлаждения позволяют регулировать тепловые характеристики за счет:
- Температура охлаждающей жидкости на входе
- Расход
- Геометрия холодной пластины
- Расположение каналов
- Управление насосом
- управление чиллером
- стратегия Valve
- BMS/EMS обратная связь по температуре
Система не должна просто обеспечивать максимальный поток охлаждающей жидкости.
Увеличение расхода может улучшить отвод тепла до определенного момента, но при этом увеличивает гидравлические потери и энергию насоса.
В каких случаях воздушное охлаждение является лучшим выбором?
Воздушное охлаждение часто является лучшим выбором, когда тепловые нагрузки умеренные, объем шкафа достаточен для циркуляции воздуха, условия окружающей среды приемлемы, а владелец ценит меньшую сложность оборудования и простоту обслуживания на месте больше, чем максимальную плотность энергии.
Типичные кандидаты включают в себя:
Жилой накопитель энергии
A 5-20kWh домашний аккумулятор Для работы при относительно невысокой мощности обычно не требуется такая же тепловая архитектура, как для многосотых двигателей.kWh промышленный шкаф.
Небольшие коммерческие складские помещения
Некоторые маломощные коммерческие системы могут эффективно работать с помощью принудительной вентиляции или специализированных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
Умеренный климат
В тех случаях, когда температура окружающей среды редко приближается к тепловым пределам системы, дополнительная сложность жидкостного охлаждения может иметь ограниченную экономическую ценность.
Проекты со значительными ограничениями по техническому обслуживанию
Если местные специалисты знакомы с системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, но не разбираются в контурах охлаждения, хорошо спроектированная платформа с воздушным охлаждением может упростить обслуживание.
В каких случаях жидкостное охлаждение является лучшим выбором?
Жидкостное охлаждение становится все более привлекательным по мере увеличения плотности батарей, стабильной мощности, частоты циклов и температуры окружающей среды. Оно особенно ценно в тех случаях, когда проект требует компактных корпусов, жесткой стабильности температуры элементов и стабильной работы при многократной эксплуатации с высокой энергоемкостью.
Типичные приложения включают в себя:
Большой C&I Запасы энергии
Заводы, промышленные парки и крупные коммерческие предприятия могут заряжать и разряжать батарею ежедневно для сглаживания пиковых нагрузок , оптимизации тарифов и собственного потребления солнечной энергии.
Утилита-Масштаб BESS
Высокая плотность MWh В таких системах размещается большое количество ячеек на ограниченной площади, что повышает важность контролируемого распределения тепла.
Жаркий климат
Высокая температура окружающей среды уменьшает доступный тепловой запас и может сделать воздушное охлаждение более требовательным к ресурсам.
Проекты с высокой степенью использования
Увеличение годового объема потребляемой энергии означает больше времени, затрачиваемого на выработку тепла, и большую экономическую выгоду от поддержания стабильной работы батареи.
Площадки с ограниченным пространством
Жидкоохлаждающие пластины позволяют инженерам проектировать тепловые пути без использования больших воздушных зазоров между каждым аккумуляторным модулем.
Как в реальных условиях сравниваются воздушное и жидкостное охлаждение? C&I Проект?
Полезное сравнение в реальных условиях достигается путем анализа фактических системных требований, а не путем объявления какой-либо одной технологии универсально превосходящей другие. Avepower В настоящее время используются обе архитектуры: 108kWh шкаф высокого напряжения с воздушным охлаждением для умеренного коммерческого применения и 215.04kWh с жидкостным охлаждением C&I проект, в котором требовался более жесткий контроль температуры.
AvepowerАвтора Германия 215kWh с жидкостным охлаждением C&I проект по хранению энергии приводит один пример.
Опубликованные технические условия проекта включают:
| Параметр | Стоимость проекта |
|---|---|
| Номинальная энергия | 215.04kWh |
| Номинальная мощность | 100кВт |
| Максимальный выход | 110кВт |
| Аккумулятор химии | LFP |
| Номинальное напряжение | 768V |
| Охлаждение | Жидкое охлаждение |
| Разница температур целевой клетки | ≤3 ° С |
| Скорость заряда/разряда | ≤0.5P |
| Жизненный цикл | 8,000 циклов |
| Protection | IP54 |
| Рабочая Температура | -20 50 ° C до ° C |
| Коммуникация | RS485 / Ethernet / CAN |
Технические характеристики корпуса предусматривают разницу температур ячеек в пределах 3 °C при заданных условиях эксплуатации.
Теперь сравним это с AvepowerАвтора 108kWh высоковольтный шкаф с воздушным охлаждением:
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Номинальная энергия | 108kWh |
| номинальное напряжение | 345.6V |
| Скорость заряда/разряда | 0.5P |
| Охлаждение | Промышленное кондиционирование |
| Изменение температуры клетки | ≤5°C при заданных условиях |
| Повышение температуры клетки | ≤10 ° С |
| Protection | IP55 |
Avepower Система не рассматривает жидкостное охлаждение как обязательное требование для каждого аккумуляторного шкафа. Тепловая архитектура подбирается в соответствии с масштабом системы, плотностью размещения элементов и условиями эксплуатации проекта.
Нужна конфигурация батареи для конкретного проекта?
Укажите страну, в которой реализуется ваш проект (обязательно). kWh/кВт, PCS модель и условия эксплуатации. AvepowerКоманда из более чем 50 инженеров компании может оказать поддержку в настройке системы и оценке ее совместимости.
Что делает простой BESS Как выглядит расчет охлаждения?
Потребность в охлаждении начинается с выделения тепла батареей, а не только с её ёмкости. Электрические потери увеличиваются примерно пропорционально квадрату тока, поэтому повышение мощности может привести к гораздо более быстрому нагреву, чем простое увеличение мощности. kWh Сравнение показывает следующее. Вот почему два 200kWh Для систем с различной мощностью могут потребоваться совершенно разные конструкции систем терморегулирования.
Упрощенное соотношение для сопротивления теплопередачи выглядит следующим образом:
Pheat ≈ I²R
А ток батареи можно приблизительно рассчитать следующим образом:
I ≈ P / V
Для 215.04kWh Avepower Проект:
Номинальная мощность = 100 000 Вт
Номинальное напряжение = 768V
Итак, приблизительно:
I = 100 000 / 768 ≈ 130 А
Это делает не Укажите полную тепловую нагрузку, поскольку фактическое тепловыделение батареи также зависит от сопротивления элементов. SOCтемпература, обратимый нагрев, потери на шинах и другие системные факторы.
Но это показывает, почему актуальные события имеют значение.
Если две системы выдают одинаковые 100 кВт при разных напряжениях постоянного тока, то их токи постоянного тока могут существенно различаться, что повлияет на резистивные потери в проводниках и батарее.
Поэтому профессиональная тепловая модель должна использовать фактические данные о выделении тепла ячейками и наихудшие условия эксплуатации, а не оценивать охлаждение на основе этих данных. kWh в одиночестве.
Какое техническое обслуживание требуется для системы воздушного охлаждения? BESS Требовать?
Системы с воздушным охлаждением механически проще, но не являются необслуживаемыми. Их производительность в значительной степени зависит от беспрепятственного потока воздуха, чистых теплообменных поверхностей и исправных вентиляторов или оборудования ОВК, поэтому пренебрежение фильтрами и засорение воздуховодов могут постепенно снижать холодопроизводительность без немедленного возникновения очевидной электрической неисправности.
Типичные проверки включают в себя:
- Воздушные фильтры
- Поклонники
- Компрессор ОВКВ
- Поверхности конденсатора и испарителя
- Чистота воздуховодов
- Препятствие воздушному потоку
- Датчики температуры
- Управление дренажем и конденсатом
- Дверные уплотнители
- BMS тепловые сигнализации
Запыленные промышленные помещения требуют особого внимания.
Корпус с классом защиты IP не гарантирует автоматически хороших тепловых характеристик. Герметизация от воздействия окружающей среды и отвод тепла должны быть спроектированы совместно.
Какое техническое обслуживание требуется для системы жидкостного охлаждения? BESS Требовать?
Жидкостное охлаждение снижает зависимость от больших внутренних воздушных потоков, но вводит другой набор требований к техническому обслуживанию: насосы, химический состав охлаждающей жидкости, уплотнения, шланги, клапаны, охлаждающие пластины и системы обнаружения утечек должны оставаться в пределах заданных параметров. Поэтому надлежащий ввод в эксплуатацию и профилактический осмотр имеют важное значение.
Техническое обслуживание может включать в себя:
- Уровень охлаждающей жидкости
- Концентрация охлаждающей жидкости
- защита от замерзания
- Защита от коррозии
- Здоровье насоса
- Расход
- Давление
- Проверка шлангов и фитингов.
- Обнаружение утечки
- чистота теплообменника
- Работа чиллера
- Датчики температуры
В условиях холодного климата необходимо проверить наличие защиты от замерзания охлаждающей жидкости.
В условиях очень жаркого климата необходимо проверять мощность чиллеров, сравнивая ее с фактической расчетной температурой окружающей среды.
В прибрежных или химически агрессивных средах также необходимо уделять внимание совместимости материалов и коррозионной стойкости.
Нужна помощь в выборе системы воздушного или жидкостного охлаждения? BESS?
Avepower поддерживает солнечные установщики, EPC подрядчики, дистрибьюторов и разработчиков проектов с проектным подходом LiFePO4 конфигурация накопителя энергии.
В настоящее время производственные и инженерные ресурсы включают производственную базу площадью 20 000 м², 15 производственных линий и более 50 инженеров-исследователей, а также OEM/ODM поддержка емкость батареи, напряжение, конструкция корпуса. BMSпротоколы связи и проектная документация.
Отправьте свой:
Страна проекта + необходимые kWh + требуемая мощность в кВт + PCS модель + местоположение внутри/снаружи помещения + минимальная/максимальная температура окружающей среды + ожидаемый профиль циклической нагрузки
и Avepower можно оценить, какая архитектура системы хранения энергии — с воздушным или жидкостным охлаждением — лучше подходит для проекта.
Найдите своего следующего партнера BESS Непосредственно от производителя
Компания располагает производственной базой площадью 20 000 м², 15 производственными линиями и OEM/ODM возможности, Avepower Оказывает поддержку установщикам, дистрибьюторам и разработчикам проектов, предлагая индивидуальные решения в области хранения энергии.
FAQ
Жидкостное охлаждение, как правило, обеспечивает более эффективный контроль температуры в системах с высокой плотностью размещения оборудования и высокой степенью его использования. BESSОднако воздушное охлаждение может быть более практичным для систем меньшей или средней мощности. Окончательный выбор должен определяться мощностью системы, климатическими условиями, рабочим циклом, требованиями к равномерности температуры и стоимостью жизненного цикла.
Более эффективный контроль температуры может уменьшить неравномерное тепловое напряжение и способствовать более равномерному старению элементов, но универсального процентного увеличения срока службы батареи не существует для всех случаев. BESSХимия, SOC, C-рейтинг, DoDТемпература окружающей среды и стратегия управления также влияют на деградацию.
Универсального значения не существует. Хорошо спроектированные системы могут учитывать лишь несколько степеней вариабельности от клетки к клетке, но это число всегда должно быть связано с определенными условиями тестирования. Avepower215.04kWh с жидкостным охлаждением C&I В проекте указана целевая разница температур ячеек ≤3°C.
Производительность существенно варьируется в зависимости от конструкции системы воздушного потока, плотности размещения элементов и условий эксплуатации. Avepower108kWh В высоковольтном шкафу с кондиционированием воздуха указано, что изменение температуры ячейки не превышает 5°C при заданных условиях 0.5P, что демонстрирует, почему данные, предоставленные конкретным поставщиком, более полезны, чем общие отраслевые показатели.
В системах косвенного жидкостного охлаждения обычно используется специально разработанная охлаждающая жидкость, например, смесь воды и гликоля, хотя состав может различаться в зависимости от производителя. Всегда следуйте утвержденным поставщиком спецификациям на охлаждающую жидкость, поскольку защита от замерзания, контроль коррозии, электрическая совместимость и интервалы обслуживания имеют значение.
Укажите требуемую энергетическую емкость, мощность заряда/разряда, местоположение проекта, климатические условия. PCS Напряжение, тип установки (внутри или снаружи помещения), частота циклов работы, доступная площадь, применимые сертификаты и ожидаемый срок службы. Эти параметры позволяют производителю оценить потребности в тепле, а не выбирать режим охлаждения, исходя только из мощности.
