공랭식 vs 수랭식 배터리 에너지 저장 시스템

BESS 열 관리 가이드

배터리 에너지 저장 시스템을 비교할 때 냉각은 간과되기 쉽습니다. 구매자는 배터리 용량, PCS 전력 및 가격으로 시작하는 경우가 많지만 BESS가 열을 관리하는 방식은 시스템이 실제 조건에서 작동하는 방식에도 영향을 미칩니다.

상업 및 산업 프로젝트의 경우 두 가지 일반적인 접근 방식은 공기 냉각과 액체 냉각입니다. 각각은 장점이 있으며 어느 하나의 기술이 더 발전된 것처럼 들린다는 이유만으로 선택해서는 안 됩니다.

유용한공냉식 vs 수냉식 BESS온도 제어, 배터리 밀도, 주변 조건, 유지 관리 요구 사항, 사이클링 빈도 및 전체 프로젝트 설계를 비교해야 합니다.

배터리 에너지 저장 시스템에 냉각이 필요한 이유는 무엇입니까?

배터리 셀은 충전 및 방전 중에 열을 발생시킵니다. 열량은 작동 전력, 주기 빈도, 배터리 설계 및 환경 조건에 따라 달라집니다.

적합하지 않은배터리 열 관리, 모듈 간이나 캐비닛의 여러 영역 간에 온도가 고르지 않게 상승할 수 있습니다.

적절하게 설계된 냉각 시스템은 다음과 같은 이점을 제공합니다.

• 배터리 모듈을 적절한 작동 온도 범위 내로 유지하십시오.
• 모듈 간 큰 온도 차이 감소
• 일관된 충전 및 방전 성능 지원
• 반복되는 일일 주기 동안 열을 관리하세요
• 장기간 배터리 작동 지원
• BMS에 대해 보다 예측 가능한 조건 제공

따라서 배터리 밀도, 작동 전력, 주변 온도 또는 사이클링 강도가 증가함에 따라 냉각 요구 사항도 증가합니다.

공냉식 BESS는 어떻게 작동합니까?

안공냉식 BESS조절된 공기 흐름을 사용하여 배터리 모듈 및 기타 내부 구성 요소에서 열을 제거합니다.

팬, 공기 채널 또는 HVAC 장비는 캐비닛이나 인클로저를 통해 공기를 순환시킵니다. 열은 배터리 모듈에서 주변 공기로 전달되며, 따뜻한 공기는 다시 순환되기 전에 멀리 이동하거나 냉각됩니다.

액체 냉각식 BESS는 어떻게 작동합니까?

에이수냉식 BESS순환 냉각수를 사용하여 배터리 모듈에서 열을 멀리 전달합니다.

설계에 따라 냉각판 또는 기타 열 전달 구성 요소가 모듈 가까이에 배치됩니다. 냉각수는 열을 흡수하여 열 관리 회로를 통해 전달합니다. 여기서 열은 냉각수가 배터리 시스템으로 돌아오기 전에 제거됩니다.

열 전달 경로가 배터리 모듈 가까이에 위치할 수 있기 때문에 액체 냉각은 상대적으로 작은 인클로저 내에 많은 셀이 설치되는 소형 시스템에 매우 적합합니다.

공냉식과 액체 냉각식 BESS: 주요 차이점

차이점은 열을 제거하는 방법에만 국한되지 않습니다. 냉각 기술은 또한 캐비닛 설계, 온도 균일성, 유지 관리 및 BESS가 원활하게 지원할 수 있는 프로젝트 유형에 영향을 미칩니다.

더 나은 온도 균일성을 제공하는 냉각 방법은 무엇입니까?

서로 다른 온도에서 작동하는 배터리 모듈은 시간이 지남에 따라 서로 다른 작동 조건을 경험할 수 있으므로 온도 균일성이 중요합니다.

공기 냉각은 조절된 공기가 인클로저를 통해 이동하는 방식에 따라 달라집니다. 유입되는 공기 흐름에 가까운 모듈은 공기 흐름 경로를 따라 더 멀리 위치한 모듈과 다른 열 조건을 경험할 수 있습니다.

세심한 덕트 설계와 공기 흐름 관리를 통해 이러한 차이를 줄일 수 있지만 소형 캐비닛 내부에 더 많은 배터리 모듈을 배치할수록 문제는 더욱 커집니다.

액체 냉각은 열 전달 경로를 배터리 모듈에 더 가깝게 만듭니다. 이를 통해 고밀도 배터리 시스템 전체에서 더 좁은 온도 차이를 더 쉽게 유지할 수 있습니다.

그러나 냉각 기술만으로는 시스템 성능이 결정되지 않습니다. 잘 설계된 공냉식 시스템은 잘못 설계된 수냉식 시스템보다 더 나은 성능을 발휘할 수 있습니다.

냉각은 BESS 설치 공간에 어떤 영향을 미칩니까?

설치 공간은 많은 상업용 에너지 저장 프로젝트에서 중요한 요소입니다.

공냉식 캐비닛에는 공기 채널과 순환을 위한 충분한 내부 공간이 필요합니다. 배터리 용량이 증가함에 따라 인클로저 전체에 적절한 공기 흐름을 유지하려면 추가 공간이 필요할 수 있습니다.

액체 냉각은 모든 모듈 주위의 큰 공기 흐름 경로에 의존하지 않고 열을 전달할 수 있습니다. 이는 보다 컴팩트한 배터리 배열을 지원하고 주어진 캐비닛 공간 내에 설치할 수 있는 에너지 양을 늘릴 수 있습니다.

장비 공간이 제한된 프로젝트의 경우 이는 BESS 구성을 비교할 때 중요한 고려 사항이 될 수 있습니다.

더운 기후에는 어떤 냉각 방법이 더 좋나요?

BESS는 높은 주변 온도에서 작동하는 동안 내부에서 생성된 열을 제거해야 하기 때문에 더운 기후에서는 배터리 냉각 시스템에 추가적인 요구 사항이 발생합니다.

프로젝트 개발자는 다음을 검토해야 합니다.

• 최대 예상 주변 온도
• 직사광선 노출
• 옥외 또는 실내 설치
• 캐비닛 정리
• 일일 충전 및 방전 빈도
• 최대 배터리 전력
• 냉각 시스템 용량
• 열 경보 및 보호 전략

액체 냉각은 까다로운 열 환경에서 작동하는 고밀도 시스템에 매력적일 수 있지만 결정은 여전히 ​​기후보다는 실제 현장 조건을 기반으로 이루어져야 합니다.

일일 사이클링은 냉각 요구 사항에 어떤 영향을 줍니까?

가끔 그리드 오류가 발생하는 경우에만 작동하는 백업 배터리는 매일 사용되는 BESS와 열 프로필이 다릅니다.

피크 절감, 태양 에너지 전환 또는 예약된 충전 및 방전에 사용되는 상업용 저장 시스템은 정기적으로 순환할 수 있습니다.

모든 충전 및 방전 주기에는 열이 발생합니다. 이러한 주기가 매일 발생하면 열 관리 시스템은 적절한 배터리 온도를 유지하면서 해당 열을 반복적으로 제거해야 합니다.

이것이 자주 작동하도록 설계된 상용 시스템에서 액체 냉각이 점점 더 많이 사용되는 이유 중 하나입니다.

액체 냉각으로 배터리 수명이 연장되나요?

냉각 기술을 배터리 수명을 결정하는 유일한 요소로 간주하지 않는 것이 좋습니다.

배터리 수명은 다음에 따라 달라집니다.

• 세포 화학 및 세포 품질
• 작동 온도
• 방전 깊이
• 충전 및 방전 속도
• 주기 빈도
• BMS 설정
• 충전 상태 전략
• 유지

우수한 열 관리는 보다 통제된 작동 환경을 유지하는 데 도움이 되며 불필요한 열 스트레스를 줄일 수 있습니다.

따라서 액체 냉각은 일관된 배터리 온도가 중요한 고밀도 상용 시스템에서 유용할 수 있지만 이는 전체 BESS 설계의 한 부분으로 간주되어야 합니다.

공기 냉각을 유지하는 것이 더 쉬운가요?

공기 냉각은 액체 순환 루프를 사용하지 않기 때문에 일반적으로 기계적 구조가 더 간단합니다.

일상적인 유지 관리에는 다음이 포함될 수 있습니다.

• 팬 확인 중
• 필터 청소 또는 교체
• 공기 흐름 경로 검사
• HVAC 작동 확인
• 온도 센서 모니터링

수냉식 시스템에는 펌프, 냉각수 회로, 배관, 부속품 및 열 교환기와 같은 구성 요소가 추가됩니다.

구매자에게 중요한 질문은 단순히 시스템이 공기를 사용하는지 아니면 액체를 사용하는지가 아니라 냉각 시스템이 어떻게 서비스되는지입니다.

• 냉각 시스템을 얼마나 자주 검사해야 합니까?
• 냉각수는 정기적인 점검이 필요합니까?
• 펌프나 냉각 부품을 현장에서 교체할 수 있습니까?
• 냉각 결함은 어떻게 감지됩니까?
• 어떤 알람을 사용할 수 있나요?
• 설치 후 어떤 유지관리 지원을 받을 수 있나요?

공기 냉각 vs 액체 냉각: 비용은 어떻습니까?

공냉식 시스템에는 일반적으로 냉각 관련 구성 요소가 더 적지만, 액체 냉각에는 펌프, 냉각수 회로 및 추가 열 전달 장비가 필요합니다.

이로 인해 액체 냉각의 초기 열 관리 아키텍처가 더욱 복잡해질 수 있습니다.

그러나 장비 가격만이 유일한 비교가 되어서는 안 됩니다.

상업용 프로젝트의 경우 수명주기 고려 사항에는 다음이 포함될 수 있습니다.

• 설치 공간
• 냉각 에너지 소비
• 유지 보수 요구 사항
• 예상 주기 빈도
• 주변 온도
• 배터리 작동 조건
• 중단 시간
• 예상 프로젝트 수명

가장 낮은 초기 냉각 비용이 반드시 프로젝트 수명 동안 가장 낮은 전체 비용은 아닙니다.

공냉식 BESS를 선택하는 것이 좋은 경우는 언제입니까?

공기 냉각은 시스템의 열 요구 사항이 적당하고 극도로 높은 배터리 밀도가 필요하지 않은 경우 실용적인 옵션이 될 수 있습니다.

액체 냉각식 BESS가 더 적합한 경우는 언제입니까?

액체 냉각은 보다 제어된 열 전달이 요구되는 고밀도 상업용 및 산업용 저장 장치에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다.

Voltertech의 액체 냉각식 상업용 BESS 옵션

액체 열 관리가 선호되는 C&I 프로젝트의 경우 Voltertech는 다양한 배터리 용량과 전력 수준을 갖춘 상용 배터리 저장 구성을 제공합니다.

Voltertech 수냉식 BESS 옵션의 빠른 비교

다른 용량 및 전력 구성을 보려면 다음을 찾아보세요.Voltertech 상업용 에너지 저장 시스템 제품군.

공냉식과 액체 냉각식 BESS 중에서 선택하는 방법

프로젝트의 나머지 부분을 이해하기 전에는 냉각 방법을 선택해서는 안 됩니다.

열 관리 옵션을 비교하기 전에 다음 정보를 수집하십시오.

• 필요한 배터리 용량(kWh)
• 필요한 PCS 전력(kW)
• 예상 일일 사이클링 빈도
• 일반적인 충전 및 방전 기간
• 최대 주변 온도
• 실내 또는 실외 설치
• 사용 가능한 장비 공간
• 유지보수 능력
• 향후 확장 요구 사항
• 예상 작동 수명

이러한 요소는 단순히 공랭식과 액체 냉각을 분리된 기술로 비교하는 것보다 냉각 시스템 선택을 위한 훨씬 더 나은 기반을 제공합니다.

BESS 냉각 시스템을 비교할 때 흔히 저지르는 실수

액체 냉각이 항상 더 낫다고 가정

액체 냉각은 많은 고밀도 시스템에서 중요한 이점을 제공하지만 모든 프로젝트에 동일한 열 관리 기능이 필요한 것은 아닙니다.

선불 가격만 비교

초기 장비 비용은 프로젝트의 일부일뿐입니다. 설치 면적, 유지 관리, 냉각 에너지 및 작동 조건도 고려해야 합니다.

주변 온도 무시

동일한 BESS라도 온화한 실내 환경과 고온의 실외 설치에서는 매우 다른 냉각 요구 사항에 직면할 수 있습니다.

듀티 사이클 무시

가끔 백업용으로 사용되는 배터리는 매일 충전 및 방전하는 시스템과 동일한 냉각 요구 사항을 갖지 않습니다.

BESS 크기를 결정하기 전에 냉각 방법 선택

열 관리 요구 사항이 확정되기 전에 배터리 용량, PCS 전력 및 예상 작동 프로필을 설정해야 합니다.

자주 묻는 질문

공냉식 BESS와 수냉식 BESS의 차이점은 무엇입니까?

공냉식 BESS는 조절된 공기 흐름을 사용하여 배터리 모듈에서 열을 제거하는 반면, 수냉식 BESS는 배터리 모듈에 더 가까이 위치한 순환 냉각수 및 열 전달 구성 요소를 사용합니다. 액체 냉각은 보다 직접적인 열 제어와 컴팩트한 배터리 배열을 지원할 수 있습니다.

상업용 배터리 보관에는 액체 냉각이 더 좋나요?

액체 냉각은 대용량 시스템, 빈번한 사이클링, 소형 설치 및 까다로운 열 환경에 대한 강력한 옵션이 될 수 있습니다. 최상의 냉각 방법은 여전히 ​​프로젝트의 작동 조건에 따라 달라집니다.

공기 냉각이 액체 냉각보다 더 간단합니까?

공기 냉각은 액체 순환 루프가 없기 때문에 일반적으로 더 간단한 열 아키텍처를 사용합니다. 그러나 팬, 필터, 공기 흐름 경로 및 HVAC 장비는 여전히 검사 및 유지 관리가 필요합니다.

액체 냉각이 배터리 에너지 저장 시스템을 더 안전하게 만들까요?

냉각은 BESS 안전의 한 부분일 뿐입니다. 열 관리는 적절한 배터리 온도를 유지하는 데 도움이 될 수 있지만 전반적인 안전은 배터리 화학, BMS 보호, 전기 보호, 화재 방지, 모니터링, 설치 설계 및 작동 절차에 따라 달라집니다.

수냉식 BESS에는 유지 관리가 필요합니까?

예. 냉각수 상태, 펌프, 배관, 부속품, 센서 및 기타 열 관리 구성 요소는 시스템 검사 및 유지 관리 계획에 포함되어야 합니다.

더운 기후에는 어떤 냉각 방법이 더 좋나요?

주변 온도가 높으면 모든 배터리 저장 시스템의 냉각 요구 사항이 늘어납니다. 액체 냉각은 보다 엄격한 온도 관리가 필요한 고밀도 시스템에 유용할 수 있지만 최종 선택에서는 사이트 온도, 시스템 전력, 주기 빈도 및 캐비닛 설계를 고려해야 합니다.

모든 상업용 BESS에 액체 냉각이 필요합니까?

아니요. 공기 냉각은 여전히 ​​많은 상업용 저장 응용 분야에 적합할 수 있습니다. 냉각 기술은 배터리 밀도, 작동 프로필, 설치 조건 및 열 요구 사항에 따라 선택해야 합니다.

프로젝트 주변의 냉각 시스템 선택

공냉식과 액체 냉각 중 어느 것이 더 나은지에 대한 보편적인 대답은 없습니다.

공기 냉각은 상대적으로 간단한 접근 방식을 제공하며 많은 배터리 저장 애플리케이션에 여전히 적합합니다. 액체 냉각은 보다 직접적인 열 전달을 제공하며 소형, 고용량 상업 및 산업 시스템에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다.

EPC 계약자, 설치자 및 프로젝트 개발자에게 중요한 질문은 전체 BESS가 현장의 실제 부하, 온도, 사이클링 및 설치 요구 사항에서 적합한 작동 조건을 유지할 수 있는지 여부입니다.