Системы хранения энергии на аккумуляторах с воздушным охлаждением или с жидким охлаждением

РУКОВОДСТВО BESS ПО УПРАВЛЕНИЮ ТЕПЛОВЫМИ ТЕПЛАМИ

Охлаждение легко упустить из виду при сравнении аккумуляторных систем хранения энергии. Покупатели часто начинают с емкости аккумулятора, мощности ПК и цены, но то, как BESS управляет теплом, также влияет на то, как система работает в реальных условиях.

Для коммерческих и промышленных проектов двумя распространенными подходами являются воздушное охлаждение и жидкостное охлаждение. У каждой из них есть свои преимущества, и ни одну из них не следует выбирать только потому, что одна технология кажется более продвинутой.

ПолезныйBESS с воздушным и жидкостным охлаждениемДля сравнения следует учитывать контроль температуры, плотность батареи, условия окружающей среды, требования к техническому обслуживанию, частоту циклического использования и общий дизайн проекта.

Почему аккумуляторная система хранения энергии нуждается в охлаждении?

Элементы аккумуляторной батареи выделяют тепло во время зарядки и разрядки. Количество тепла зависит от рабочей мощности, частоты циклов, конструкции аккумулятора и условий окружающей среды.

Без подходящегоуправление температурой батареи, температура может повышаться неравномерно между модулями или различными зонами шкафа.

Правильно спроектированная система охлаждения помогает:

• Поддерживайте аккумуляторные модули в подходящем диапазоне рабочих температур.
• Уменьшите большую разницу температур между модулями
• Поддержка стабильной производительности зарядки и разрядки
• Управляйте теплом во время повторяющихся ежедневных циклов
• Поддержка длительной работы от аккумулятора
• Обеспечьте более предсказуемые условия для BMS.

Таким образом, требования к охлаждению возрастают по мере увеличения плотности батареи, рабочей мощности, температуры окружающей среды или интенсивности езды на велосипеде.

Как работает BESS с воздушным охлаждением?

Анс воздушным охлаждением BESSиспользует кондиционированный поток воздуха для отвода тепла от аккумуляторных модулей и других внутренних компонентов.

Вентиляторы, воздушные каналы или оборудование HVAC обеспечивают циркуляцию воздуха через шкаф или ограждение. Тепло передается от аккумуляторных модулей в окружающий воздух, а затем этот теплый воздух удаляется или охлаждается, прежде чем снова циркулировать.

Как работает BESS с жидкостным охлаждением?

Ас жидкостным охлаждением BESSиспользует циркулирующую охлаждающую жидкость для отвода тепла от аккумуляторных модулей.

В зависимости от конструкции охлаждающие пластины или другие компоненты теплопередачи располагаются рядом с модулями. Охлаждающая жидкость поглощает тепло и проводит его через контур терморегулирования, где это тепло удаляется до того, как охлаждающая жидкость возвращается в аккумуляторную систему.

Поскольку путь теплопередачи может располагаться рядом с аккумуляторными модулями, жидкостное охлаждение хорошо подходит для компактных систем, в которых множество элементов установлено в относительно небольшом корпусе.

BESS с воздушным и жидкостным охлаждением: ключевые различия

Разница не ограничивается способом отвода тепла. Технология охлаждения также влияет на конструкцию шкафа, однородность температуры, техническое обслуживание и типы проектов, которые BESS может с комфортом поддерживать.

Какой метод охлаждения обеспечивает лучшую однородность температуры?

Равномерность температуры имеет значение, поскольку аккумуляторные модули, работающие при разных температурах, со временем могут испытывать разные условия эксплуатации.

Воздушное охлаждение зависит от того, как кондиционированный воздух проходит через шкаф. Модули, расположенные вблизи входящего воздушного потока, могут испытывать другие температурные условия, чем модули, расположенные дальше по пути воздушного потока.

Тщательное проектирование воздуховодов и управление воздушным потоком могут уменьшить эти различия, но проблема усложняется по мере того, как внутри компактного шкафа размещается больше батарейных модулей.

Жидкостное охлаждение приближает путь теплопередачи к аккумуляторным модулям. Это может облегчить поддержание более узкой разницы температур в аккумуляторной системе высокой плотности.

Однако сама по себе технология охлаждения не определяет производительность системы. Хорошо спроектированная система с воздушным охлаждением может работать лучше, чем плохо спроектированная система с жидкостным охлаждением.

Как охлаждение влияет на занимаемую площадь BESS?

Место для установки является важным фактором для многих коммерческих проектов по хранению энергии.

Шкафы с воздушным охлаждением требуют достаточного внутреннего пространства для воздушных каналов и циркуляции. По мере увеличения емкости аккумулятора для поддержания достаточного воздушного потока во всем шкафу может потребоваться дополнительное пространство.

Жидкостное охлаждение может передавать тепло, не полагаясь на большие пути воздушного потока вокруг каждого модуля. Это поддерживает более компактное расположение батарей и может увеличить количество энергии, которое можно установить в пределах заданной площади шкафа.

Для проектов, где пространство для оборудования ограничено, это может стать важным фактором при сравнении конфигураций BESS.

Какой метод охлаждения лучше для жаркого климата?

Жаркий климат предъявляет дополнительные требования к любой системе охлаждения аккумулятора, поскольку BESS должен отводить внутренне выделяемое тепло при работе при высокой температуре окружающей среды.

Разработчикам проекта следует рассмотреть:

• Максимальная ожидаемая температура окружающей среды
• Воздействие прямых солнечных лучей
• Наружная или внутренняя установка
• Оформление шкафа
• Ежедневная частота зарядки и разрядки
• Максимальная мощность аккумулятора
• Производительность системы охлаждения
• Тепловая сигнализация и стратегия защиты

Жидкостное охлаждение может быть привлекательным для систем высокой плотности, работающих в сложных тепловых условиях, но решение все равно должно основываться на реальных условиях на месте, а не только на климате.

Как ежедневная езда на велосипеде влияет на требования к охлаждению?

Резервная батарея, которая работает только во время случайных сбоев в сети, имеет температурный профиль, отличный от BESS, используемого каждый день.

Коммерческие системы хранения, используемые для снижения пиковых нагрузок, переключения солнечной энергии или плановой зарядки и разрядки, могут регулярно циклически работать.

Каждый цикл зарядки и разрядки выделяет тепло. Когда такие циклы происходят ежедневно, система терморегулирования должна неоднократно отводить это тепло, поддерживая при этом подходящую температуру батареи.

Это одна из причин, по которой жидкостное охлаждение все чаще используется в коммерческих системах, предназначенных для частой эксплуатации.

Продлевает ли жидкостное охлаждение срок службы батареи?

Лучше избегать рассмотрения технологии охлаждения как единственного фактора, определяющего срок службы батареи.

Срок службы аккумулятора также зависит от:

• Клеточная химия и качество клеток
• Рабочая температура
• Глубина разряда
• Скорость зарядки и разрядки
• Частота цикла
• Настройки БМС
• Стратегия состояния
• Обслуживание

Хорошее управление температурным режимом помогает поддерживать более контролируемую рабочую среду и может снизить ненужную тепловую нагрузку.

Таким образом, жидкостное охлаждение может быть полезным в коммерческих системах с высокой плотностью размещения, где важна постоянная температура батареи, но его следует рассматривать как часть полной конструкции BESS.

Легче ли поддерживать воздушное охлаждение?

Воздушное охлаждение обычно имеет более простую механическую архитектуру, поскольку в нем не используется контур циркуляции жидкости.

Плановое техническое обслуживание может включать в себя:

• Проверка вентиляторов
• Очистка или замена фильтров
• Проверка путей воздушного потока
• Проверка работы системы вентиляции и кондиционирования
• Мониторинг датчиков температуры

В систему с жидкостным охлаждением добавляются такие компоненты, как насосы, контуры охлаждающей жидкости, трубопроводы, фитинги и теплообменники.

Для покупателей важным вопросом является не просто то, использует ли система воздух или жидкость, а то, как обслуживается система охлаждения.

• Как часто следует проверять систему охлаждения?
• Требует ли охлаждающая жидкость периодической проверки?
• Можно ли заменить насосы или компоненты охлаждения на месте?
• Как обнаруживаются неисправности охлаждения?
• Какие сигналы тревоги доступны?
• Какая поддержка предоставляется после установки?

Воздушное охлаждение или жидкостное охлаждение: как насчет стоимости?

Система воздушного охлаждения обычно имеет меньше компонентов, связанных с охлаждением, тогда как для жидкостного охлаждения требуются насосы, контуры охлаждающей жидкости и дополнительное теплообменное оборудование.

Это может усложнить первоначальную архитектуру управления температурой жидкостного охлаждения.

Однако цена оборудования не должна быть единственным сравнением.

Для коммерческих проектов соображения жизненного цикла могут включать:

• Площадь установки
• Потребление энергии охлаждения
• Требования к техническому обслуживанию
• Ожидаемая частота цикла
• Температура окружающей среды
• Условия эксплуатации аккумулятора
• Время простоя
• Ожидаемый срок реализации проекта

Самая низкая первоначальная стоимость охлаждения не обязательно означает самую низкую общую стоимость на протяжении всего срока реализации проекта.

Когда BESS с воздушным охлаждением является хорошим выбором?

Воздушное охлаждение может быть практичным вариантом, когда система имеет умеренные тепловые требования и не требует очень высокой плотности батарей.

Когда лучше подойдет BESS с жидкостным охлаждением?

Жидкостное охлаждение все чаще используется в коммерческих и промышленных хранилищах с высокой плотностью хранения, где требуется более контролируемая передача тепла.

Коммерческие варианты BESS с жидкостным охлаждением от Voltertech

Для проектов C&I, где предпочтение отдается жидкостному терморегулированию, Voltertech предлагает коммерческие конфигурации аккумуляторных батарей с различной емкостью и уровнями мощности.

Краткое сравнение вариантов BESS Voltertech с жидкостным охлаждением

Для получения информации о других конфигурациях емкости и мощности просмотритеЛинейка коммерческих систем хранения энергии Voltertech.

Как выбрать между BESS с воздушным и жидкостным охлаждением

Не следует выбирать метод охлаждения до того, как будет понятна остальная часть проекта.

Прежде чем сравнивать варианты терморегулирования, соберите следующую информацию:

• Требуемая емкость аккумулятора в кВтч
• Требуемая мощность АСУ в кВт
• Ожидаемая ежедневная частота езды на велосипеде
• Типичная продолжительность зарядки и разрядки
• Максимальная температура окружающей среды
• Внутренняя или наружная установка
• Доступное пространство для оборудования
• Возможность технического обслуживания
• Требования к будущему расширению
• Ожидаемый срок эксплуатации

Эти факторы обеспечивают гораздо лучшую основу для выбора системы охлаждения, чем простое сравнение воздушного и жидкостного охлаждения как отдельных технологий.

Распространенные ошибки при сравнении систем охлаждения BESS

Предполагая, что жидкостное охлаждение всегда лучше

Жидкостное охлаждение обеспечивает важные преимущества во многих системах высокой плотности, но не для каждого проекта требуются одинаковые возможности управления температурным режимом.

Сравнивая только первоначальную цену

Первоначальная стоимость оборудования – это только часть проекта. Также следует учитывать площадь установки, техническое обслуживание, энергию охлаждения и условия эксплуатации.

Игнорирование температуры окружающей среды

Одна и та же система BESS может предъявлять совершенно разные требования к охлаждению в мягкой внутренней среде и при высокотемпературной наружной установке.

Игнорирование рабочего цикла

Батарея, используемая время от времени для резервного питания, не имеет таких же требований к охлаждению, как ежедневная зарядка и разрядка системы.

Выбор метода охлаждения перед определением размера BESS

Емкость аккумулятора, мощность PCS и ожидаемый рабочий профиль должны быть установлены до того, как будут окончательно определены требования к терморегулированию.

Часто задаваемые вопросы

В чем разница между BESS с воздушным и жидкостным охлаждением?

BESS с воздушным охлаждением использует поток кондиционированного воздуха для отвода тепла от аккумуляторных модулей, а BESS с жидкостным охлаждением использует циркулирующую охлаждающую жидкость и компоненты теплопередачи, расположенные ближе к аккумуляторным модулям. Жидкостное охлаждение может способствовать более прямому терморегулированию и компактному расположению батарей.

Является ли жидкостное охлаждение лучшим вариантом для коммерческого хранения аккумуляторов?

Жидкостное охлаждение может быть хорошим вариантом для систем высокой производительности, частой циклической работы, компактных установок и требовательных температурных условий. Лучший метод охлаждения по-прежнему зависит от условий эксплуатации проекта.

Воздушное охлаждение проще жидкостного?

В воздушном охлаждении обычно используется более простая тепловая архитектура, поскольку в нем отсутствует контур циркуляции жидкости. Однако вентиляторы, фильтры, пути воздушного потока и оборудование HVAC по-прежнему требуют проверки и обслуживания.

Делает ли жидкостное охлаждение аккумуляторную систему хранения энергии более безопасной?

Охлаждение — это только часть безопасности BESS. Управление температурным режимом может помочь поддерживать подходящую температуру батареи, но общая безопасность также зависит от химического состава батареи, защиты BMS, электрической защиты, противопожарной защиты, мониторинга, конструкции установки и процедур эксплуатации.

Требует ли BESS с жидкостным охлаждением обслуживания?

Да. Состояние охлаждающей жидкости, насосов, трубопроводов, фитингов, датчиков и других компонентов терморегулирования должно быть включено в план проверки и технического обслуживания системы.

Какой метод охлаждения лучше для жаркого климата?

Высокие температуры окружающей среды увеличивают требования к охлаждению для любой аккумуляторной системы хранения. Жидкостное охлаждение может быть полезно для систем с высокой плотностью размещения, требующих более строгого контроля температуры, но окончательный выбор должен учитывать температуру объекта, мощность системы, частоту циклов и конструкцию шкафа.

Необходимо ли жидкостное охлаждение для каждого коммерческого BESS?

Нет. Воздушное охлаждение все еще может быть подходящим для многих коммерческих систем хранения данных. Технологию охлаждения следует выбирать в зависимости от плотности батареи, режима работы, условий установки и тепловых требований.

Выберите систему охлаждения для проекта

Не существует универсального ответа на вопрос, какое охлаждение лучше — воздушное или жидкостное.

Воздушное охлаждение предлагает относительно простой подход и остается подходящим для многих применений аккумуляторных батарей. Жидкостное охлаждение обеспечивает более прямую передачу тепла и все чаще используется в компактных коммерческих и промышленных системах большей производительности.

Для EPC-подрядчиков, монтажников и разработчиков проектов важным вопросом является то, сможет ли полная система BESS поддерживать подходящие условия эксплуатации при фактической нагрузке, температуре, циклическом использовании и требованиях к установке на объекте.