Hệ thống lưu trữ năng lượng pin làm mát bằng không khí so với làm mát bằng chất lỏng

HƯỚNG DẪN QUẢN LÝ NHIỆT BESS

Khả năng làm mát rất dễ bị bỏ qua khi so sánh các hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin. Người mua thường bắt đầu với dung lượng pin, nguồn điện và giá cả của PCS, nhưng cách BESS quản lý nhiệt cũng ảnh hưởng đến cách hệ thống hoạt động trong điều kiện thực tế.

Đối với các dự án thương mại và công nghiệp, hai phương pháp phổ biến là làm mát bằng không khí và làm mát bằng chất lỏng. Mỗi cái đều có ưu điểm và không nên chọn chỉ vì một công nghệ nghe có vẻ tiên tiến hơn.

Một hữu íchBESS làm mát bằng không khí và làm mát bằng chất lỏngso sánh nên xem xét kiểm soát nhiệt độ, mật độ pin, điều kiện môi trường xung quanh, yêu cầu bảo trì, tần suất đạp xe và thiết kế tổng thể của dự án.

Tại sao hệ thống lưu trữ năng lượng pin cần làm mát?

Các tế bào pin tạo ra nhiệt trong quá trình sạc và xả. Lượng nhiệt phụ thuộc vào công suất hoạt động, tần số chu kỳ, thiết kế pin và điều kiện môi trường.

Không phù hợpquản lý nhiệt pin, nhiệt độ có thể tăng không đều giữa các mô-đun hoặc các khu vực khác nhau của tủ.

Một hệ thống làm mát được thiết kế phù hợp sẽ giúp:

• Giữ các mô-đun pin trong phạm vi nhiệt độ hoạt động phù hợp
• Giảm chênh lệch nhiệt độ lớn giữa các mô-đun
• Hỗ trợ hiệu suất sạc và xả ổn định
• Quản lý nhiệt trong các chu kỳ hàng ngày lặp đi lặp lại
• Hỗ trợ hoạt động pin lâu dài
• Cung cấp các điều kiện dễ dự đoán hơn cho BMS

Do đó, yêu cầu làm mát tăng lên khi mật độ pin, công suất vận hành, nhiệt độ môi trường hoặc cường độ đạp xe tăng.

BESS làm mát bằng không khí hoạt động như thế nào?

MỘTBESS làm mát bằng không khísử dụng luồng không khí được điều hòa để loại bỏ nhiệt từ các mô-đun pin và các bộ phận bên trong khác.

Quạt, kênh không khí hoặc thiết bị HVAC lưu thông không khí qua tủ hoặc vỏ bọc. Nhiệt được truyền từ các mô-đun pin vào không khí xung quanh và không khí ấm đó sau đó được di chuyển đi hoặc làm mát trước khi lưu thông trở lại.

BESS làm mát bằng chất lỏng hoạt động như thế nào?

MỘTBESS làm mát bằng chất lỏngsử dụng chất làm mát tuần hoàn để truyền nhiệt ra khỏi mô-đun pin.

Tùy thuộc vào thiết kế, các tấm làm mát hoặc các bộ phận truyền nhiệt khác được đặt gần các mô-đun. Chất làm mát hấp thụ nhiệt và truyền nhiệt qua mạch quản lý nhiệt, tại đó nhiệt được loại bỏ trước khi chất làm mát quay trở lại hệ thống pin.

Do đường truyền nhiệt có thể được đặt gần các mô-đun pin nên việc làm mát bằng chất lỏng rất phù hợp với các hệ thống nhỏ gọn có nhiều tế bào được lắp đặt trong một vỏ tương đối nhỏ.

BESS làm mát bằng không khí và làm mát bằng chất lỏng: Sự khác biệt chính

Sự khác biệt không chỉ giới hạn ở cách loại bỏ nhiệt. Công nghệ làm mát cũng ảnh hưởng đến thiết kế tủ, độ đồng đều nhiệt độ, bảo trì và các loại dự án mà BESS có thể hỗ trợ một cách thoải mái.

Phương pháp làm mát nào mang lại sự đồng đều nhiệt độ tốt hơn?

Tính đồng nhất về nhiệt độ rất quan trọng vì các mô-đun pin hoạt động ở nhiệt độ khác nhau có thể gặp các điều kiện hoạt động khác nhau theo thời gian.

Làm mát không khí phụ thuộc vào cách không khí điều hòa di chuyển qua vỏ. Các mô-đun ở gần luồng khí đi vào có thể gặp các điều kiện nhiệt khác với các mô-đun nằm xa hơn dọc theo đường dẫn luồng khí.

Thiết kế ống dẫn cẩn thận và quản lý luồng không khí có thể làm giảm những khác biệt này, nhưng thách thức sẽ trở nên lớn hơn khi có nhiều mô-đun pin được đặt bên trong một chiếc tủ nhỏ gọn.

Làm mát bằng chất lỏng đưa đường truyền nhiệt đến gần các mô-đun pin hơn. Điều này có thể giúp dễ dàng duy trì chênh lệch nhiệt độ hẹp hơn trên hệ thống pin mật độ cao.

Tuy nhiên, chỉ riêng công nghệ làm mát không quyết định được hiệu năng của hệ thống. Một hệ thống làm mát bằng không khí được thiết kế tốt có thể hoạt động tốt hơn một hệ thống làm mát bằng chất lỏng được thiết kế kém.

Việc làm mát ảnh hưởng đến dấu chân BESS như thế nào?

Không gian lắp đặt là yếu tố quan trọng đối với nhiều dự án lưu trữ năng lượng thương mại.

Tủ làm mát bằng không khí cần có đủ không gian bên trong cho các kênh không khí và lưu thông. Khi dung lượng pin tăng lên, việc duy trì luồng không khí thích hợp trong toàn bộ vỏ có thể cần thêm không gian.

Làm mát bằng chất lỏng có thể truyền nhiệt mà không cần dựa vào đường dẫn luồng khí lớn xung quanh mỗi mô-đun. Điều này hỗ trợ việc sắp xếp pin nhỏ gọn hơn và có thể tăng lượng năng lượng có thể lắp đặt trong một diện tích tủ nhất định.

Đối với các dự án có không gian thiết bị hạn chế, điều này có thể trở thành yếu tố quan trọng cần cân nhắc khi so sánh cấu hình BESS.

Phương pháp làm mát nào tốt hơn cho khí hậu nóng?

Khí hậu nóng đặt ra nhu cầu bổ sung đối với bất kỳ hệ thống làm mát pin nào vì BESS phải loại bỏ nhiệt sinh ra bên trong khi hoạt động ở nhiệt độ môi trường cao.

Các nhà phát triển dự án nên xem xét:

• Nhiệt độ môi trường xung quanh dự kiến ​​tối đa
• Tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng mặt trời
• Lắp đặt ngoài trời hoặc trong nhà
• Giải phóng mặt bằng tủ
• Tần suất sạc và xả hàng ngày
• Năng lượng pin tối đa
• Công suất hệ thống làm mát
• Chiến lược bảo vệ và báo động nhiệt

Làm mát bằng chất lỏng có thể hấp dẫn đối với các hệ thống mật độ cao hoạt động trong môi trường đòi hỏi nhiệt độ cao, nhưng quyết định vẫn phải dựa trên điều kiện thực tế của địa điểm thay vì chỉ dựa vào khí hậu.

Đạp xe hàng ngày ảnh hưởng đến yêu cầu làm mát như thế nào?

Pin dự phòng chỉ hoạt động khi lưới điện thỉnh thoảng gặp sự cố có cấu hình nhiệt khác với BESS được sử dụng hàng ngày.

Các hệ thống lưu trữ thương mại được sử dụng để bù đắp cao điểm, chuyển đổi năng lượng mặt trời hoặc sạc và xả theo lịch trình có thể quay vòng thường xuyên.

Mỗi chu kỳ sạc và xả đều tạo ra nhiệt. Khi những chu kỳ đó diễn ra hàng ngày, hệ thống quản lý nhiệt phải liên tục loại bỏ lượng nhiệt đó trong khi vẫn duy trì nhiệt độ pin thích hợp.

Đây là một lý do khiến việc làm mát bằng chất lỏng ngày càng được sử dụng nhiều hơn trong các hệ thống thương mại được thiết kế để hoạt động thường xuyên.

Làm mát bằng chất lỏng có kéo dài tuổi thọ pin không?

Tốt hơn hết bạn nên tránh coi công nghệ làm mát là yếu tố duy nhất quyết định tuổi thọ của pin.

Tuổi thọ của pin cũng phụ thuộc vào:

• Hóa học tế bào và chất lượng tế bào
• Nhiệt độ hoạt động
• Độ sâu xả
• Tốc độ sạc và xả
• Tần số chu kỳ
• cài đặt BMS
• Chiến lược hiện hành
• BẢO TRÌ

Quản lý nhiệt tốt giúp duy trì môi trường hoạt động được kiểm soát tốt hơn và có thể giảm căng thẳng nhiệt không cần thiết.

Do đó, làm mát bằng chất lỏng có thể có giá trị trong các hệ thống thương mại mật độ cao, nơi nhiệt độ pin ổn định là rất quan trọng, nhưng nó phải được xem như một phần của thiết kế BESS hoàn chỉnh.

Làm mát không khí có dễ bảo trì hơn không?

Làm mát bằng không khí thường có kiến ​​trúc cơ học đơn giản hơn vì nó không sử dụng vòng tuần hoàn chất lỏng.

Bảo trì định kỳ có thể bao gồm:

• Kiểm tra quạt
• Làm sạch hoặc thay thế bộ lọc
• Kiểm tra đường dẫn luồng khí
• Kiểm tra hoạt động HVAC
• Giám sát cảm biến nhiệt độ

Hệ thống làm mát bằng chất lỏng bổ sung thêm các bộ phận như máy bơm, mạch làm mát, đường ống, phụ kiện và bộ trao đổi nhiệt.

Đối với người mua, câu hỏi quan trọng không chỉ đơn giản là hệ thống sử dụng không khí hay chất lỏng mà còn là hệ thống làm mát được bảo dưỡng như thế nào.

• Bao lâu thì nên kiểm tra hệ thống làm mát?
• Chất làm mát có cần kiểm tra định kỳ không?
• Máy bơm hoặc bộ phận làm mát có thể thay thế được tại chỗ không?
• Làm thế nào để phát hiện lỗi làm mát?
• Những báo động nào có sẵn?
• Hỗ trợ bảo trì nào có sẵn sau khi cài đặt?

Làm mát bằng không khí và làm mát bằng chất lỏng: Còn chi phí thì sao?

Hệ thống làm mát bằng không khí thường có ít bộ phận liên quan đến làm mát hơn, trong khi làm mát bằng chất lỏng cần có máy bơm, mạch làm mát và thiết bị truyền nhiệt bổ sung.

Điều này có thể làm cho kiến ​​trúc quản lý nhiệt ban đầu của hệ thống làm mát bằng chất lỏng trở nên phức tạp hơn.

Tuy nhiên, giá thiết bị không phải là sự so sánh duy nhất.

Đối với các dự án thương mại, việc cân nhắc vòng đời có thể bao gồm:

• Dấu chân cài đặt
• Tiêu thụ năng lượng làm mát
• Yêu cầu bảo trì
• Tần suất chu kỳ dự kiến
• Nhiệt độ môi trường xung quanh
• Điều kiện hoạt động của pin
• Thời gian ngừng hoạt động
• Tuổi thọ dự án dự kiến

Chi phí làm mát trả trước thấp nhất không nhất thiết là chi phí tổng thể thấp nhất trong suốt vòng đời của dự án.

Khi nào BESS làm mát bằng không khí là một lựa chọn tốt?

Làm mát bằng không khí có thể là một lựa chọn thiết thực khi hệ thống có yêu cầu về nhiệt vừa phải và không cần mật độ pin quá cao.

Khi nào BESS làm mát bằng chất lỏng phù hợp hơn?

Làm mát bằng chất lỏng ngày càng được sử dụng nhiều trong kho lưu trữ thương mại và công nghiệp mật độ cao, nơi cần truyền nhiệt được kiểm soát nhiều hơn.

Tùy chọn BESS thương mại làm mát bằng chất lỏng từ Voltertech

Đối với các dự án C&I ưu tiên quản lý nhiệt chất lỏng, Voltertech cung cấp các cấu hình lưu trữ pin thương mại với dung lượng và mức năng lượng pin khác nhau.

So sánh nhanh các tùy chọn BESS làm mát bằng chất lỏng của Voltertech

Để biết các cấu hình công suất và nguồn điện khác, hãy duyệt quaPhạm vi hệ thống lưu trữ năng lượng thương mại Voltertech.

Cách lựa chọn giữa BESS làm mát bằng không khí và làm mát bằng chất lỏng

Không nên chọn phương pháp làm mát trước khi hiểu rõ phần còn lại của dự án.

Trước khi so sánh các phương án quản lý nhiệt, hãy thu thập thông tin sau:

• Dung lượng pin yêu cầu tính bằng kWh
• Công suất PCS yêu cầu tính bằng kW
• Tần suất đạp xe dự kiến ​​hàng ngày
• Thời gian sạc và xả điển hình
• Nhiệt độ môi trường tối đa
• Lắp đặt trong nhà hoặc ngoài trời
• Không gian thiết bị có sẵn
• Khả năng bảo trì
• Yêu cầu mở rộng trong tương lai
• Tuổi thọ hoạt động dự kiến

Những yếu tố này cung cấp cơ sở tốt hơn cho việc lựa chọn hệ thống làm mát hơn là chỉ so sánh làm mát không khí và làm mát chất lỏng như những công nghệ riêng biệt.

Những sai lầm thường gặp khi so sánh hệ thống làm mát BESS

Giả sử làm mát bằng chất lỏng luôn tốt hơn

Làm mát bằng chất lỏng mang lại những lợi thế quan trọng trong nhiều hệ thống mật độ cao, nhưng không phải mọi dự án đều yêu cầu khả năng quản lý nhiệt như nhau.

Chỉ so sánh giá trả trước

Chi phí thiết bị ban đầu chỉ là một phần của dự án. Dấu chân lắp đặt, bảo trì, năng lượng làm mát và điều kiện vận hành cũng cần được xem xét.

Bỏ qua nhiệt độ môi trường xung quanh

Cùng một BESS có thể phải đối mặt với các yêu cầu làm mát rất khác nhau trong môi trường ôn hòa trong nhà và lắp đặt ngoài trời ở nhiệt độ cao.

Bỏ qua chu kỳ nhiệm vụ

Pin thỉnh thoảng được sử dụng để dự phòng không có yêu cầu làm mát giống như việc sạc và xả hệ thống hàng ngày.

Chọn phương pháp làm mát trước khi định cỡ BESS

Dung lượng pin, nguồn điện của PCS và cấu hình vận hành dự kiến ​​phải được thiết lập trước khi hoàn tất yêu cầu quản lý nhiệt.

Câu hỏi thường gặp

Sự khác biệt giữa BESS làm mát bằng không khí và làm mát bằng chất lỏng là gì?

BESS làm mát bằng không khí sử dụng luồng không khí được điều hòa để loại bỏ nhiệt khỏi các mô-đun pin, trong khi BESS làm mát bằng chất lỏng sử dụng chất làm mát tuần hoàn và các bộ phận truyền nhiệt nằm gần các mô-đun pin hơn. Làm mát bằng chất lỏng có thể hỗ trợ kiểm soát nhiệt trực tiếp hơn và sắp xếp pin nhỏ gọn.

Làm mát bằng chất lỏng có tốt hơn cho việc lưu trữ pin thương mại không?

Làm mát bằng chất lỏng có thể là một lựa chọn mạnh mẽ cho các hệ thống công suất cao, hoạt động thường xuyên, lắp đặt nhỏ gọn và môi trường nhiệt đòi hỏi khắt khe. Phương pháp làm mát tốt nhất vẫn phụ thuộc vào điều kiện vận hành của dự án.

Làm mát bằng không khí có đơn giản hơn làm mát bằng chất lỏng không?

Làm mát bằng không khí thường sử dụng kiến ​​trúc nhiệt đơn giản hơn vì không có vòng tuần hoàn chất lỏng. Tuy nhiên, quạt, bộ lọc, đường dẫn khí và thiết bị HVAC vẫn cần được kiểm tra và bảo trì.

Làm mát bằng chất lỏng có làm cho hệ thống lưu trữ năng lượng pin an toàn hơn không?

Làm mát chỉ là một phần của sự an toàn BESS. Quản lý nhiệt có thể giúp duy trì nhiệt độ pin phù hợp, nhưng độ an toàn tổng thể cũng phụ thuộc vào thành phần hóa học của pin, khả năng bảo vệ BMS, bảo vệ điện, phòng cháy chữa cháy, giám sát, thiết kế lắp đặt và quy trình vận hành.

BESS làm mát bằng chất lỏng có cần bảo trì không?

Đúng. Tình trạng chất làm mát, máy bơm, đường ống, phụ kiện, cảm biến và các bộ phận quản lý nhiệt khác phải được đưa vào kế hoạch kiểm tra và bảo trì hệ thống.

Phương pháp làm mát nào tốt hơn cho khí hậu nóng?

Nhiệt độ môi trường xung quanh cao làm tăng yêu cầu làm mát cho bất kỳ hệ thống lưu trữ pin nào. Làm mát bằng chất lỏng có thể hữu ích cho các hệ thống mật độ cao yêu cầu quản lý nhiệt độ chặt chẽ hơn, nhưng lựa chọn cuối cùng nên xem xét nhiệt độ địa điểm, công suất hệ thống, tần số chu kỳ và thiết kế tủ.

Làm mát bằng chất lỏng có cần thiết cho mọi BESS thương mại không?

Không. Làm mát bằng không khí vẫn có thể phù hợp với nhiều ứng dụng lưu trữ thương mại. Công nghệ làm mát nên được lựa chọn theo mật độ pin, hồ sơ hoạt động, điều kiện lắp đặt và yêu cầu về nhiệt.

Chọn hệ thống làm mát xung quanh dự án

Không có câu trả lời chung cho việc làm mát bằng không khí hay làm mát bằng chất lỏng tốt hơn.

Làm mát bằng không khí cung cấp một cách tiếp cận tương đối đơn giản và vẫn phù hợp với nhiều ứng dụng lưu trữ pin. Làm mát bằng chất lỏng giúp truyền nhiệt trực tiếp nhiều hơn và ngày càng được sử dụng nhiều trong các hệ thống công nghiệp và thương mại nhỏ gọn, công suất cao hơn.

Đối với các nhà thầu EPC, người lắp đặt và nhà phát triển dự án, câu hỏi quan trọng là liệu BESS hoàn chỉnh có thể duy trì các điều kiện vận hành phù hợp theo yêu cầu về tải trọng, nhiệt độ, chu kỳ và lắp đặt thực tế của địa điểm hay không.