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Centrándonos en los sistemas de almacenamiento de energía: tecnología de enfriamiento por aire forzado frente a tecnología de enfriamiento por líquido (Parte 2)

2024-01-07

Anteriormente:

Debido a las características térmicas de las baterías, la gestión térmica se ha convertido en un componente crítico en la cadena industrial del almacenamiento electroquímico de energía. Al desglosar la distribución de valor dentro de la cadena industrial, el costo de las baterías en los sistemas de almacenamiento de energía representa aproximadamente el 55%, el PCS representa alrededor del 20%, el BMS y el EMS juntos constituyen alrededor del 11%, mientras que la gestión térmica representa entre el 2% y el 4%. Aunque la proporción de la gestión térmica en términos de valor es relativamente baja, desempeña un papel crucial para garantizar el funcionamiento continuo y seguro de los sistemas de almacenamiento de energía.

Actualmente, existen dos soluciones principales convencionales para la tecnología de gestión térmica en sistemas de almacenamiento de energía: el sistema de enfriamiento por aire forzado y el sistema de enfriamiento por líquido. Este artículo se dividirá en dos partes para ofrecer un análisis comparativo de estos dos sistemas de enfriamiento en cuanto a vida útil, control de temperatura, consumo energético, complejidad de diseño, utilización del espacio, ruido, producción e instalación, servicio posventa, operación y mantenimiento, y costo.

La Parte 2 realiza principalmente un análisis comparativo sobre 5 aspectos: ruido, producción e instalación, posventa, operación y costo.

En la Parte 2, se realizará un análisis comparativo exhaustivo en cinco áreas clave: ruido, producción e instalación, servicio posventa, operación y mantenimiento, y costos.

Explicación de sustantivos

Tecnología de gestión térmica: Incluye refrigeración por aire forzado, refrigeración por líquido, refrigeración por tubos de calor y refrigeración por cambio de fase, siendo las dos últimas aún en etapa experimental.

Refrigeración por aire forzado: Los componentes principales del sistema de refrigeración por aire incluyen el aire acondicionado, los conductos de aire y los ventiladores del módulo. Los ventiladores se instalan en la parte frontal del módulo. Los ventiladores del módulo disipan el calor generado por los núcleos internos del módulo y lo conducen hacia el conducto de aire de la cabina prefabricada. El sistema de aire acondicionado dentro de la cabina prefabricada disipa el calor mediante transferencia de calor por convección.

Refrigeración por líquido: El sistema de refrigeración por líquido se refiere al uso de un líquido como medio conductor de calor, que transfiere el calor de manera directa o indirecta al entrar en contacto con el líquido refrigerante y los componentes generadores de calor. Es una técnica de disipación térmica que elimina el calor generado por los componentes generadores de calor.

Capítulo Seis: Comparación de ruido

1. Comparación del ruido del sistema entre fabricantes similares

2. Comparación del ruido medido

Datos de ruido medidos de EnerArk en laboratorio: 71,8 dB en la posición 1, 68,1 dB en la posición 2, 67,9 dB en la posición 3 y 69 dB en la posición 4;

Datos medidos de ruido de campo en el sitio del proyecto del cliente A: Máximo 72,8 dB .

(1) La principal fuente de ruido de la refrigeración por aire forzado: PCS < 75 dB, ventilador < 60 dB, aire acondicionado < 65 dB;

Fuente principal de ruido del refrigeración líquida: PCS < 75 dB, unidad de refrigeración líquida < 75 dB;

(2) No hay una ventaja evidente en la comparación de ruido entre productos refrigerados por líquido y refrigerados por aire forzado, y el ruido básico es inferior a 75 dB. .

Capítulo Siete: Comparación de producción e instalación

Comparación y análisis de la refrigeración por aire forzado frente a la refrigeración líquida en producción e instalación:

La refrigeración líquida es más compleja que la refrigeración por aire forzado en cuanto a producción e instalación, y el trabajo general de instalación requiere más tiempo que el sistema de refrigeración por aire.

Capítulo Ocho: Comparación de servicios posventa

1. Comparación y análisis de los puntos de falla para la refrigeración por aire forzado frente a la refrigeración por líquido:

2. Comparación y análisis de los puntos de falla para la refrigeración por aire forzado frente a la refrigeración por líquido:

3. La diferencia en el servicio posventa del paquete de baterías:

(1) En cuanto al servicio posventa del PACK de baterías, la carga de trabajo, el número de tareas y la dificultad de los pasos para la refrigeración por aire forzado difieren significativamente del sistema de refrigeración por líquido. con la refrigeración por aire forzado que presenta una clara ventaja .

(2) Las estimaciones preliminares indican que, excluyendo el componente PACK de la batería, El tiempo de desmontaje y montaje para el PACK de baterías refrigerado por aire es de hasta 20 minutos, mientras que el tiempo de control para el desmontaje y montaje del PACK de baterías refrigerado por líquido está establecido en 2 horas +. .

Capítulo Nueve: Comparación de operación y mantenimiento

1. Contenidos y ciclo de mantenimiento del sistema de refrigeración por aire forzado y por líquido:

(1) La carga de trabajo de mantenimiento para el sistema de enfriamiento por aire forzado es relativamente baja, con un ciclo de mantenimiento más largo y menores costos de mano de obra y gastos de viaje. .

(2) La carga de trabajo de mantenimiento para el sistema de refrigeración líquida es mayor, con un ciclo de mantenimiento más corto. Implica más pasos operativos y precauciones. Exigiendo un nivel más alto de experiencia y calificaciones por parte del personal de operaciones y mantenimiento. Se requieren conocimientos y habilidades especializados, y en ocasiones, puede ser necesaria la colaboración con personal del fabricante de la unidad de refrigeración por líquido.

2. Los requisitos de mantenimiento para los sistemas de enfriamiento por aire forzado y por líquido incluyen:

(1) El sistema de enfriamiento por aire forzado tiene requisitos relativamente bajos en cuanto a equipos de mantenimiento, ya que se necesitan menos herramientas especializadas. .

(2) Además de las herramientas habituales, el sistema de refrigeración líquida requiere herramientas especializadas para su mantenimiento. El proceso de mantenimiento implica pasos adicionales, incluyendo drenaje, inyección y reposición de líquidos. Esto exige un nivel más alto de experiencia y profesionalismo.

El mantenimiento del sistema de refrigeración por líquido es relativamente complejo y requiere más pasos y precauciones. El mantenimiento del sistema de refrigeración por aire forzado es relativamente sencillo y el costo es bajo. Por ejemplo, hay 5 congeladores de aire y congeladores de líquido de 100 kW/215 kWh, y el tiempo de operación y mantenimiento de los congeladores de líquido es de 2 a 3 veces mayor que el de la refrigeración por aire forzado.

Capítulo Diez: Comparación de costos

1. Tomando como ejemplo el gabinete de almacenamiento de energía con batería C&I de 215 kWh, la proporción del costo del sistema de refrigeración:

(1) El costo del molde para refrigeración líquida es relativamente alto. El diseño de la placa refrigerada por agua implica la fabricación de moldes, pruebas de moldeo, verificación y ajuste del molde, lo que requiere una inversión considerable en tiempo y esfuerzo en investigación y desarrollo. Aunque existen opciones estándar de moldes, teniendo en cuenta las patentes, la mayoría de las empresas son reacias a divulgar o compartir este tipo de información.

(2) Los precios de mercado vigentes para productos comerciales de almacenamiento de energía son 1,3 yuanes/Wh (con enfriamiento por líquido) y 1,1 yuanes/Wh (con enfriamiento por aire).

2. En los sistemas comerciales e industriales de almacenamiento de energía, la diferencia de costos entre la refrigeración por aire forzado y la refrigeración por líquido se manifiesta principalmente en los siguientes aspectos:

Capacidad de adaptación ambiental de sistemas de enfriamiento por aire forzado y por líquido

(1) Actualmente, una solución de etilenglicol al 50% se utiliza ampliamente como refrigerante en el mercado, con un punto de congelación de aproximadamente -35°C. El límite inferior de operación de los aires acondicionados enfriados por agua disponibles en el mercado es generalmente ≥ -30°C. Por lo tanto, Los sistemas de almacenamiento de energía con refrigeración líquida no son adecuados para su uso en regiones con temperaturas extremadamente frías. De lo contrario, la congelación del refrigerante podría obstruir o estallar las tuberías, causando daños al sistema de enfriamiento (siendo especialmente afectada la primera puesta en marcha). La función de calefacción inherente al enfriamiento por líquido requiere que el refrigerante se caliente a 20°C antes de que pueda realizarse una puesta en marcha y operación normales;

(2) Los acondicionadores de aire industriales funcionales disponibles en el mercado pueden mantener su función de calefacción a temperaturas tan bajas como -40°C, calentando el aire dentro del gabinete hasta 20°C y, de este modo, manteniendo la temperatura operativa para los sistemas de baterías;

(3) Refrigerante de etilenglicol: Es un líquido incoloro, ligeramente viscoso, con un punto de ebullición de 197,4°C y un punto de congelación de -11,5°C. Puede mezclarse con agua en cualquier proporción. El etilenglicol tiene cierta toxicidad. y puede causar daño a órganos internos como los riñones, el hígado, el estómago y los intestinos;

(4) Amigabilidad ambiental: El etilenglicol es una sustancia que puede contaminar las aguas subterráneas. Los operadores de este tipo de equipos deben cumplir con las regulaciones nacionales y locales pertinentes y no deben descargarlo de manera casual. .

Aplicación aplicable de sistemas de enfriamiento por aire forzado y enfriamiento por líquido

Comparación exhaustiva

Para las aplicaciones de almacenamiento de energía en C&I, el sistema de enfriamiento por aire forzado tiene más ventajas que el sistema de enfriamiento por líquido.

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