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| 深入：液冷技術(shù)如何釋放儲能潛力 |
| 來源：新能源網(wǎng) 時間：2025/7/30 |
本文取材于陽光電源(Sungrow)和Wood Mackenzie的討論。
21世紀20年代將被人們銘記為儲能十年。例如，2021年底，全球安裝了約27GW/56GWh的儲能系統(tǒng)。到2030年，這一總數(shù)預(yù)計將增加15倍，達到411GW/1194GWh。
大量涌入的儲能背后有一系列驅(qū)動因素。可以說，最重要的驅(qū)動因素是必要性。到2050年，近90%的電力可以由可再生能源產(chǎn)生。充足的儲能對于平衡如此大量的風(fēng)能和太陽能發(fā)電至關(guān)重要。
在美國，公共政策也是更雄心勃勃的儲能部署的重要驅(qū)動力。最近通過的《通脹削減法案》(IRA)為未來十年為太陽能和儲能以及獨立儲能裝置配對的項目提供了30%的投資稅收抵免(ITC)，為儲能市場提供了急需的確定性。過去，只有太陽能加儲能項目符合ITC的資格。《通貨膨脹削減法案(IRA)》通過后，研究公司W(wǎng)ood Mackenzie將其對2022年至2026年間美國儲能市場的預(yù)測上調(diào)至191GWh以上。
最大化儲能價值
雖然很明顯，未來幾年對儲能的需求只會變得更加迫切，但同樣重要的是要知道，并非所有的儲能技術(shù)都是平等的。事實上，在安裝成本、平準化能源成本(LCOE)、性能、運營和維護(O&M)以及安全方面，部署哪種儲能技術(shù)的決定將產(chǎn)生重要影響。
當(dāng)比較傳統(tǒng)的風(fēng)冷儲能系統(tǒng)和液冷替代品時，技術(shù)選擇的影響尤其明顯，例如陽光電源公司生產(chǎn)的PowerTitan系列產(chǎn)品。這兩種儲能技術(shù)之間最明顯的區(qū)別之一是容器大小。
陽光電源的高級技術(shù)銷售經(jīng)理Neil Bradshaw說：“如果你進行空氣冷卻，那么你必須有這些巨大的空氣管道通道來輸送空氣，因為空氣的比熱容非常可怕。但水的比熱容是所有材料中最好的，這意味著你只需要一個小管道，就足以冷卻2.7MWh的電池模塊。由于該管道占用的空間很小，這意味著我們可以將容器縮小到最小尺寸。”
事實上，PowerTitan比標準儲能系統(tǒng)占用的空間減少了約32%。液體冷卻也比空氣更容易控制，空氣需要一個復(fù)雜的平衡動作才能達到最佳效果。液體冷卻的優(yōu)點最終導(dǎo)致功耗降低40%，電池使用壽命延長10%。
液冷儲存容器的尺寸減小具有許多有益的連帶效應(yīng)。例如，減小尺寸意味著安裝更容易、更高效、成本更低。Bradshaw說：“你可以用一輛大卡車運送滿載的電池單元。這意味著你不必在現(xiàn)場裝載電池模塊。這基本上都是預(yù)先完成的，你只需把它放在地上。”更小的尺寸也為設(shè)計儲能系統(tǒng)的安裝位置提供了更大的靈活性。
液冷系統(tǒng)的安全優(yōu)勢
只有解決安全問題，儲能才能在可再生能源主導(dǎo)的脫碳電力系統(tǒng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。電力研究所(EPRI)追蹤世界各地的儲能故障事件，包括火災(zāi)和其他安全相關(guān)事件。自2017年以來，EPRI記錄了50起商業(yè)和工業(yè)(C&I)以及公用事業(yè)規(guī)模的故障事件。
隨著鋰離子儲能系統(tǒng)在當(dāng)今市場占據(jù)主導(dǎo)地位，主要的安全問題是熱失控。在基本層面上，當(dāng)故障導(dǎo)致電池內(nèi)部過熱時，就會發(fā)生這種情況。這可能會導(dǎo)致產(chǎn)生大量熱量和自加速反應(yīng)，從而導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸。熱失控的原因有很多，包括內(nèi)部電池缺陷、電池管理系統(tǒng)故障和環(huán)境污染。
液冷電池儲能系統(tǒng)比風(fēng)冷系統(tǒng)更能防止熱失控。Bradshaw說：“如果你的電池單元發(fā)生熱失控，你就有了這個巨大的散熱器，可以將能量吸入其中。液體是一層額外的保護層。”
PowerTitan儲能系統(tǒng)經(jīng)過了嚴格的測試，以確保其能夠防止熱失控。Bradshaw說：“我們測試的一部分是故意迫使電池進入熱級聯(lián)，并停止液體冷卻。我們以每分鐘5攝氏度的速度將溫度升高到400攝氏度。我們將三個、四個或五個電池串聯(lián)起來，然后移除熱源并觀察發(fā)生了什么。我們的目標是讓級聯(lián)自行耗盡。”
電池串級別控制
安全顯然是任何電池儲能系統(tǒng)的首要任務(wù)。但最安全的系統(tǒng)的一個重要區(qū)別是性能。在這方面，PowerTitan技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢。一個是在串級包含DC-DC轉(zhuǎn)換器。
原因是：串級管理意味著一些性能不佳或有故障的電池不會損害整個電池系統(tǒng)的性能。例如，性能不佳的電池會影響電池串的整體容量。Bradshaw說：“我們可以在電池串級別使用DC-DC將這種影響隔離到一個電池串上。”這意味著，一個容量不足20%的單元只會影響其電池串，而不會將24個或更多電池串的容量減少20%。
Bradshaw說：“這與客戶的底線有很大不同。串級的DC-DC轉(zhuǎn)換器隔離了這個問題，這樣它就不會影響到其他部件。”
(素材來自：Sungrow 全球氫能網(wǎng)、新能源網(wǎng)綜合) |
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