تستخدم أجهزة استشعار درجة الحرارة للتحكم في درجة حرارة تخزين الطاقة

طقم التحكم في درجة الحرارة (المجلس الوطني الانتقالي, PT100, PT1000, مستشعر تخزين الطاقة DS18B20) يعد ضمانًا مهمًا للتشغيل الآمن والاقتصادي لتخزين الطاقة. في تطبيقات تخزين طاقة البطارية, مستشعر درجة الحرارة هو المسؤول بشكل أساسي عن استشعار التغيرات في درجة حرارة البطارية. عندما تصل درجة حرارة البطارية إلى حد معين, سيقوم BMS بإنهاء عمليات الشحن والتفريغ للبطارية تلقائيًا.
وفقا لإحصائيات غير كاملة, كان هناك 50 حوادث الحرائق والانفجارات في محطات توليد الطاقة لتخزين الطاقة في العالم 10 سنوات من 2011 ل 2021. فيما بينها, كان هناك 30 في كوريا الجنوبية, 3 في الصين, 2 في الولايات المتحدة, 1 في اليابان, و 1 في بلجيكا. وفقا لأخبار الطاقة الصينية, ال “4.16” حادث محطة توليد الطاقة في بكين داهونغمن لتخزين الطاقة 2021 تسبب 3 حالات الوفاة, 1 إصابة, والخسائر المباشرة 16.6081 مليون يوان.

تحليل أسباب بعض حوادث سلامة تخزين الطاقة

تستخدم أجهزة استشعار درجة الحرارة لتخزين الطاقة

أجهزة استشعار درجة الحرارة للتحكم في درجة حرارة تخزين طاقة البطارية

بطارية تخزين الطاقة ومستشعر درجة الحرارة NTC

الأسباب الرئيسية لحوادث محطات توليد الطاقة لتخزين الطاقة هي: عيوب في بطارية الليثيوم نفسها ونظام الإدارة, الهروب الحراري داخل بطارية الليثيوم, وسوء تبديد الحرارة أثناء الشحن والتفريغ.
أصدرت إدارة الطاقة الوطنية “14الخطة الخمسية الخامسة لإنتاج الطاقة الآمنة”, مع التركيز على تحسين تكنولوجيا التشغيل الآمن لتخزين الطاقة الكهروكيميائية. ال “مواصفات إدارة مشروع تخزين الطاقة الجديدة (مؤقتة) (مسودة للتعليقات)” يؤكد على مبدأ السلامة ويطرح متطلبات إدارة السلامة طوال دورة الحياة. . ويقترح ذلك من حيث المبدأ, لن يتم بناء أي مشاريع تخزين طاقة جديدة واسعة النطاق لاستخدام بطاريات الطاقة لتجنب تطور مشكلات السلامة العالية.

توزيع حالة حدث سلامة تخزين الطاقة

1.1 طقم التحكم في درجة الحرارة كمنفذ للإدارة الحرارية لضمان سلامة أنظمة تخزين الطاقة

تعد الإدارة الحرارية وسيلة مهمة لضمان التشغيل الآمن لأنظمة تخزين الطاقة:

تحسين سلامة عملية تخزين الطاقة من زاويتين:

①تحسين أداء سلامة البطارية نفسها وتقليل احتمالية ثقبها, ماس كهربائى وغيرها من الظروف المعاكسة, تعتمد بشكل أساسي على التحسين الفني لشركات البطاريات.

②تحسين استقرار البطارية أثناء التشغيل من خلال الإدارة الحرارية, بحيث يتم الحفاظ على البطارية ضمن نطاق معلمة التشغيل الآمن أثناء الشحن, التفريغ, والحالات الساكنة, ويتجنب الدخول في حالة الهروب الحراري. تعتمد بشكل أساسي على BMS لمراقبة حالة بطاريات الليثيوم, والاعتماد على معدات التحكم في درجة الحرارة للتحكم في درجة الحرارة والرطوبة الثابتة لبطاريات الليثيوم.

رسم تخطيطي لهيكل نظام تخزين الطاقة الكهروكيميائية

② يراقب نظام إدارة المباني التغيرات في درجة حرارة بطاريات تخزين الطاقة وهو صانع القرار فيما يتعلق بالإدارة الحرارية في أنظمة تخزين الطاقة.
③ التحكم في درجة الحرارة هو منفذ الإدارة الحرارية لنظام تخزين الطاقة, مما يحافظ على درجة الحرارة والرطوبة لبطارية تخزين الطاقة في حالة مناسبة.

ينفذ نظام استشعار التحكم في درجة الحرارة استراتيجية الإدارة الحرارية BMS, يجمع بيانات درجة الحرارة ويضبط درجة الحرارة والرطوبة لنظام تخزين الطاقة عن طريق التحكم في التدفئة, التبريد وغيرها من المعدات وفقا لمنطق معين, بحيث تكون البطارية في حالة تشغيل آمنة وفعالة.

نطاق درجة الحرارة الأمثل لبطارية الليثيوم هو 10-35 درجة مئوية, ومتطلبات تكنولوجيا التحكم في درجة الحرارة بارزة;

نطاق درجة حرارة التشغيل لبطارية تخزين الطاقة والبطارية خارج نطاق السيطرة;

يؤثر التحكم في درجة الحرارة والرطوبة على الأداء الشامل لبطارية الليثيوم ويرتبط بالكفاءة الاقتصادية لتخزين الطاقة طوال دورة الحياة

سيؤدي التحكم غير المناسب في درجة الحرارة والرطوبة إلى فشل قدرة بطارية الليثيوم, تقصير الحياة, وتدهور الأداء, مما يقلل من الكفاءة الاقتصادية لتخزين الطاقة طوال دورة الحياة.

اختلاف درجة حرارة تشغيل البطارية

التأثيرات الرئيسية للرطوبة على بطارية الليثيوم:
ستؤدي الرطوبة المحيطة المفرطة إلى تفاقم التفاعل الداخلي للبطارية, مما يسبب انتفاخ البطارية وتمزق القشرة, وأخيرا تقليل الاستقرار الحراري للكهارل. الوقت الحرج للهروب الحراري تحت شرط 100% الرطوبة هي 7.2% في وقت سابق من ذلك تحت 50% رطوبة. تؤدي الرطوبة في نطاق معين إلى تفاقم عملية الانفلات الحراري للبطارية.
درجة الحرارة لها ثلاثة تأثيرات رئيسية على بطاريات الليثيوم:
1) القدرة والحياة: إذا كانت درجة الحرارة مرتفعة جدًا أو منخفضة جدًا, سوف تتلف مادة القطب, مما يؤدي إلى ذوبان أيونات المعادن, كلما زادت سرعة اضمحلال قدرة بطارية الليثيوم, وكلما كانت دورة الحياة أقصر. إذا زادت درجة حرارة بيئة العمل للبطارية بمقدار 15 درجة, سيتم تقصير عمر البطارية 50%.
2) خطر الهروب الحراري: إذا كان لا يمكن تبديد الحرارة الناتجة عن شحن وتفريغ بطارية الليثيوم في الوقت المناسب, سيؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة داخل بطارية الليثيوم, وهو أمر من السهل أن يسبب مشاكل مثل تحلل فيلم SEI وإطلاق الحرارة, التبخر الماص للحرارة بالكهرباء, وذوبان الحجاب الحاجز. سيؤدي ذلك إلى حدوث دوائر قصيرة بين الأقطاب الكهربائية الإيجابية والسلبية, فشل البطارية, وحتى مشاكل السلامة مثل الاحتراق والانفجار في الحالات الشديدة. في نفس الوقت, يمكن أن يؤدي الهروب الحراري لبطارية واحدة بسهولة إلى تفاعل متسلسل ويسبب الهروب الحراري لنظام تخزين الطاقة.
3) خصائص درجة الحرارة المنخفضة: عندما تكون درجة الحرارة منخفضة, نقل شحن بطارية الليثيوم ضعيف وينخفض ​​أداء الشحن. على الأقل, سوف يترسب الليثيوم ويتراكم عند القطب السالب, تقليل السعة والسلامة الحرارية للبطارية, وفي أسوأ الأحوال, سيتم ثقب الحجاب الحاجز ليسبب ماس كهربائي. سوف تؤدي درجة الحرارة المنخفضة أيضًا إلى تقصير عمر البطارية بشكل خطير. عمر دورة بطارية الليثيوم عند -40 درجة مئوية أقل من نصف عمرها عند 25 درجة مئوية.
كلما زاد معدل تفريغ بطاريات الليثيوم وزاد وقت العمل, كلما زادت الحرارة التي تنتجها;
يتكون إنتاج حرارة البطارية من حرارة الجول وحرارة التفاعل, وكلاهما يتأثر بدرجة الحرارة المحيطة, وقت العمل, ومعدل الشحن والتفريغ.

غادر: طاقة إطلاق حرارة البطارية, إطلاق الحرارة ومنحنى العلاقة الزمنية عند 20 درجة مئوية; يمين: طاقة إطلاق حرارة البطارية, إطلاق الحرارة ومنحنى العلاقة الزمنية عند 1C

① مع زيادة معدل الشحن والتفريغ, يزداد معدل إطلاق حرارة البطارية بشكل ملحوظ. عند 20 درجة مئوية, يزيد معدل توليد الحرارة بمعدل 1C بمقدار 530.5% مقارنة بـ 0.3 درجة مئوية;

② يتعلق الأمر بوقت عمل البطارية. كلما تم توليد المزيد من الحرارة, ومن المرجح أن يكون سبب الحرارة المتراكمة أكثر;

③ ستؤدي الزيادة في درجة الحرارة المحيطة إلى زيادة صعوبة تبديد الحرارة بالحمل الحراري للبطارية.

Mdule القياس الفعلي لل 1 مخطط تغير ارتفاع درجة حرارة خلية البطارية

يتمتع نظام تخزين الطاقة بقدرة كبيرة ومعدل مرتفع مع اتجاه التطوير, والطلب على التحكم في درجة الحرارة آخذ في التوسع
لقد تحول تخزين الطاقة من الاستخدام الاحتياطي إلى الاستخدام الرئيسي, وشارك بنشاط في تعديل التردد وتنظيم الذروة. لقد أصبحت السعة الكبيرة والمعدل المرتفع اتجاهًا للتنمية, مما يؤدي إلى زيادة توليد حرارة البطارية.

يتغير تخزين الطاقة من الاستخدام الاحتياطي إلى الاستخدام الرئيسي

رسم تخطيطي للحل التقني لمحطة توليد الطاقة المشتركة لتخزين الطاقة

الثاني. تكنولوجيا التبريد السائل في التحكم في درجة حرارة تخزين الطاقة
ومن المتوقع أن يستمر معدل الاختراق في الزيادة

تكنولوجيا التحكم في درجة حرارة تخزين الطاقة هي بشكل أساسي تبريد الهواء والتبريد السائل, وأنابيب الحرارة وتغيير الطور قيد البحث.

في الوقت الحالي, تبريد الهواء والتبريد السائل هما العاملان الرئيسيان, وتبريد الأنابيب الحرارية والتبريد بتغير الطور في مرحلة البحث.

تأثير أداء مسارات تكنولوجيا التحكم في درجة الحرارة المختلفة

تبريد الهواء: طريقة تبريد تستخدم الهواء كوسيط تبريد وتستخدم نقل الحرارة بالحمل الحراري لتقليل درجة حرارة البطارية. لكن, بسبب انخفاض السعة الحرارية النوعية والتوصيل الحراري للهواء, إنه أكثر ملاءمة لمحطات قاعدة اتصالات الطاقة الصغيرة نسبيًا وأنظمة تخزين الطاقة الصغيرة.

التبريد السائل: استخدم نقل الحرارة بالحمل الحراري السائل لنقل الحرارة الناتجة عن البطارية. نظرًا لأن السعة الحرارية النوعية والتوصيل الحراري للسائل أعلى من الهواء, إنه أكثر ملاءمة لأنظمة تخزين الطاقة عالية الطاقة, مراكز البيانات, مركبات الطاقة الجديدة, إلخ.

تبريد الأنابيب الحرارية: يعتمد تبريد الأنابيب الحرارية على تغير طور مائع العمل في الغلاف المغلق لتحقيق التبادل الحراري, والذي ينقسم إلى تبريد الهواء البارد والتبريد السائل البارد. (حاليا في مرحلة البحث, هذه المقالة لن تناقشها في الوقت الحالي)

تبريد تغيير الطور: التبريد بتغير الطور هو طريقة تبريد تستخدم مواد متغيرة الطور لامتصاص الطاقة. (حاليا في مرحلة البحث, هذه المقالة لن تناقشها في الوقت الحالي.)

مقارنة بين التبريد السائل وتقنيات التحكم في درجة الحرارة الأخرى

تقنية تبريد الهواء: تكنولوجيا تبريد الهواء القسري ناضجة, وتصميم مجاري الهواء هو النقطة الأساسية.

تكنولوجيا التبريد السائل: التبريد السائل لديه أداء أفضل في تبديد الحرارة, وتصميم قناة التدفق المخصص هو الصعوبة.

تكوين نظام التبريد السائل:
ويتكون بشكل رئيسي من نظام تداول التبريد, نظام تداول المبرد (مضخة المياه الإلكترونية, أنابيب تبريد المياه, خزان المياه, مجموعة لوحة البطارية الباردة) ونظام التحكم. المكون الرئيسي هو لوحة تبريد سائلة للبطارية.
هناك وضعان شائعان الاستخدام:
أحدهما هو الاتصال المباشر لغمر وحدة البطارية في السائل; والآخر هو الاتصال غير المباشر لضبط لوحة التبريد السائلة بين البطاريات. يتطلب التبريد السائل استخدام معدات مساعدة مثل المضخات الإلكترونية. مقارنة مع تبريد الهواء, يحتوي السائل على معامل نقل حرارة عالي ويمكن استخدامه لتبريد البطاريات ذات السعة الكبيرة. لا يتأثر بالارتفاع وضغط الهواء ولديه نطاق أوسع من القدرة على التكيف, لكن طريقة التبريد السائل لها تكلفة عالية بسبب المعدات الباهظة الثمن. لأنظمة البطاريات, التبريد السائل بالغمر بالتلامس المباشر ينطوي على خطر التسرب. في الوقت الحالي, الحل الرئيسي هو التبريد السائل للوحة التبريد السائلة للبطارية.

رسم تخطيطي لهيكل نظام تبريد المياه
تخطيط خط أنابيب التبريد السائل
التبريد السائل لديه قدرة حرارية محددة أعلى والتوصيل الحراري
الرسم التخطيطي لصندوق التبريد السائل CATL ومعلمات الأداء

التبريد السائل له تأثير تبريد ممتاز, استغلال مساحة أعلى, انخفاض استهلاك الطاقة, ونطاق تطبيق أوسع.
① تأثير تبريد ممتاز: الموصلية الحرارية للسائل هي 3 أضعاف الهواء, ويأخذ أكثر من 1000 أضعاف حرارة نفس الحجم من الهواء. يمكن لتبريد الهواء التحكم بشكل عام في اختلاف درجة حرارة خلية البطارية في حدود 5-10 درجة مئوية, بينما يمكن التحكم بالتبريد السائل في حدود 5 درجات مئوية. يمكن للتصميم الأفضل التحكم في اختلاف درجة الحرارة بين أنبوب مدخل سائل التبريد وأنبوب الإرجاع في حدود 2 درجة مئوية.
② استخدام مساحة أعلى: لا يتطلب التبريد السائل قنوات محفوظة لتبديد الحرارة, مما يقلل بشكل كبير من أثر نظام تخزين الطاقة;
③ انخفاض استهلاك الطاقة: حسابات التحكم في درجة الحرارة لحوالي 35% من استهلاك الطاقة, وهي المعدات ذات أعلى استهلاك للطاقة باستثناء معدات تكنولوجيا المعلومات. مقارنة مع تكنولوجيا تبريد الهواء التقليدية, يوفر نظام التبريد السائل حوالي 30% ل 50% من استهلاك الكهرباء. سيتم تحسين كفاءة الطاقة الإجمالية لغرفة مركز البيانات باستخدام تقنية التبريد السائل من خلال 30%.
④ نطاق تطبيق أوسع: يعتبر التبريد السائل أكثر قدرة على التكيف مع البيئات القاسية ويمكن أن يتعاون بشكل أفضل مع توليد طاقة الرياح والطاقة الشمسية, مثل الأراضي ذات الملوحة العالية عن طريق البحر, الصحاري, إلخ.
⑤ يعمل التبريد السائل على تحسين عمر البطارية: تحت تكنولوجيا التبريد السائل, يمكن زيادة عمر البطارية عن طريق 10%.

بطارية تخزين الطاقة ومستشعر درجة الحرارة PT100 PT100

تأثير أداء مسارات تكنولوجيا التحكم في درجة الحرارة المختلفة;

المزايا الفريدة للتبريد السائل في مجال تخزين الطاقة;

أنبوب الحرارة, تبريد تغيير الطور: وكلاهما في مرحلة البحث ولم يتم استخدامهما بعد في أنظمة تخزين طاقة البطاريات;

يعتمد تبريد الأنابيب الحرارية على تغير طور مائع العمل في الغلاف المغلق لتحقيق التبادل الحراري. التبريد بتغير الطور هو طريقة تبريد تستخدم مواد متغيرة الطور لامتصاص الطاقة.

مبدأ حساب التبريد بتغير الطور;
مبدأ تبريد الأنابيب الحرارية;
مخطط تشغيل نظام التبريد الطبيعي لتخزين الطاقة بتغير الطور

الحالة الفنية: يتمتع تبريد الهواء بمعدل اختراق مرتفع للسوق في هذه المرحلة, ويتم الترويج لمنتجات التبريد السائلة

الاستفادة من أن تطوير تخزين الطاقة لا يزال في مراحله الأولى, معظم المشاريع عبارة عن أنظمة تخزين طاقة صغيرة ذات سعة وطاقة صغيرة. كفاءة تبريد الهواء يمكن أن تلبي الطلب, والميزة الاقتصادية تدعم معدل اختراق السوق المرتفع.

قيمة تبريد الهواء لكل جيجاوات ساعة هي 30 مليون, وهو أكثر اقتصادا من نظام التبريد السائل

يتمتع تبريد الهواء بموثوقية عالية مقارنة بالتبريد السائل: ①يحتوي نظام تبريد الهواء على هيكل بسيط وأسهل في التركيب والصيانة. ②لا تزال بعض أنظمة التبريد السائلة تواجه مخاطر مثل تسرب سائل التبريد ونقاط الأعطال المتعددة, ونظام تبريد الهواء أكثر موثوقية نسبيًا.

لا يزال من الممكن تحسين كفاءة تبريد الهواء, ولا يزال هناك مجال لمساحة السوق. يمكن أن يؤدي تبريد الهواء إلى تحسين كفاءة التبريد والتدفئة من خلال تحسين تصميم مجاري الهواء, السيطرة على الاتجاه, معدل التدفق ومسار تدفق الهواء.

توزيع درجة حرارة الحمل الحراري الطبيعي وتبريد الهواء القسري لحزم البطاريات;
توزيع قيمة حلول نظام التبريد السائل;

الشركات الرئيسية مثل CATL, إمداد الطاقة سنجرو, وبدأت BYD في زيادة الترويج لمنتجات التبريد السائل.

مستشعر تخزين الطاقة DS18B20

اتجاهات التكنولوجيا:

(1) يزيد معدل اختراق التبريد السائل, وتبريد الهواء لا يزال له مكان

(2) ومن المتوقع أن تتحسن ربحية تخزين الطاقة, مما يؤدي إلى زيادة معدل اختراق التبريد السائل

بالمقارنة مع البطاريات الثلاثية, تتميز بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد بتكاليف منخفضة ويمكن أن تقلل من تكاليف تخزين الطاقة: تكلفة سعر بطاريات الليثيوم الثلاثية NCM811 هي 1.0-1.2 يوان / وات, وكثافة الطاقة هي 170-200Wh/kg; سعر بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد 0.5-0.7 يوان / وات, وكثافة الطاقة هي 130-150 واط/كجم.

سيؤدي انخفاض أسعار البطاريات إلى إحداث نقطة انعطاف في الكفاءة الاقتصادية لتخزين الطاقة

ومن المتوقع أن تتحسن ربحية نظام تخزين الطاقة, وقد يزيد معدل اختراق التبريد السائل: وفقا لتوقعات الصناعة, ومن المتوقع أن تنخفض تكلفة أنظمة تخزين الطاقة إلى 0.84 يوان / واط بواسطة 2025. في الوقت الحالي, تخزين الطاقة في مرحلة مبكرة من التطوير التجاري, مع حساسية التكلفة العالية، يجب تحسين موثوقية تكنولوجيا التبريد السائل, وبالتالي فإن معدل اختراق تبريد الهواء مرتفع نسبيًا; مع تحسن نموذج الربح لتخزين الطاقة, تنخفض حساسية التكلفة, وتستمر تكنولوجيا التبريد السائل في النضج والتحسن, ومن المتوقع أن يؤدي ذلك إلى زيادة معدل اختراق التبريد السائل.

تعد بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد أكثر ملاءمة لبطاريات تخزين الطاقة نظرًا لأدائها العالي التكلفة

تكنولوجيا البطاريات لديها مجموعة واسعة من التطبيقات في مجال تخزين الطاقة

(3) من المتوقع أن يزداد الطلب على تخزين الطاقة على نطاق واسع مثل تنظيم الحمل الأقصى وتنظيم التردد, والتي قد تعزز تطوير التبريد السائل

(4) يمكن لحلول التبريد السائل أن تحسن الكفاءة الاقتصادية لتخزين الطاقة طوال دورة حياتها

عادةً ما تستخدم مواقع الطاقة الجديدة التكلفة المتساوية للكهرباء (سعر التكلفة) لتقييم الكفاءة الاقتصادية. مع الأخذ في الاعتبار أن تخزين الطاقة له خصائص كونه مصدرًا للطاقة وحملًا, يتم استخدام التكلفة المستوية للكهرباء كمؤشر أساسي ويتم تقديم السلامة لتقييم الكفاءة الاقتصادية لتخزين الطاقة طوال دورة حياتها. إن التطبيق العملي للتحكم في درجة حرارة التبريد السائل في مجال تخزين الطاقة يمكن أن يفسح المجال كاملاً لمزاياه التقنية ويحقق تحسين الكفاءة الاقتصادية لتخزين الطاقة طوال دورة حياتها..

3. تعمل مسارات النمو المتعددة معًا على تعزيز النمو المستمر لصناعة التحكم في درجة الحرارة
(أنا) تكنولوجيا التحكم في درجة الحرارة لها نفس الأصل, وشركات التحكم في درجة حرارة تخزين الطاقة تدخل عمومًا من مسارات أخرى

تخزين الطاقة لا يزال في مراحله الأولى, وشركات التحكم في درجة حرارة تخزين الطاقة دخلت جميعها من مسارات أخرى, بشكل رئيسي شركات التحكم في درجة الحرارة الدقيقة, شركات التحكم في درجة حرارة مركبات الطاقة الجديدة, وشركات التحكم في درجة الحرارة الصناعية.

مقارنة المتطلبات لمعدات التحكم في درجة الحرارة الأخرى ومعدات التحكم في درجة حرارة تخزين الطاقة

هيكل سوق التحكم في درجة حرارة تخزين الطاقة غير مؤكد, وآفاق التنمية عالية. بحسب توقعات BNEF, العالم سوف يستثمر $262 مليار دولار في السنوات العشر المقبلة لنشر 345 جيجاوات / 999 جيجاوات ساعة من أنظمة تخزين الطاقة, والطلب النهائي قوي, دفع النمو المرتفع في الطلب على التحكم في درجة الحرارة. تقوم جميع الشركات بنشر تخزين الطاقة للتحكم في درجة الحرارة من أجل الاستيلاء على أقطاب النمو الجديدة.

(الثاني) التحكم في درجة حرارة تخزين الطاقة
1. يعد تخزين الطاقة على نطاق واسع هو المفتاح لتطوير تخزين الطاقة والمسار الرئيسي للتحكم في درجة حرارة تخزين الطاقة.
يعد تخزين الطاقة على نطاق واسع هو المفتاح لتطوير تخزين الطاقة على نطاق واسع ومن المتوقع أن يحافظ على حصة عالية. لنأخذ على سبيل المثال الولايات المتحدة والصين, السوقين الرئيسيين في العالم, كأمثلة: ① نطاق التشغيل المُضاف حديثًا في الولايات المتحدة هو بشكل أساسي تخزين الطاقة على نطاق واسع قبل الطاولة, والاتجاه على نطاق واسع واضح. ② تكمن نقطة نمو تخزين الطاقة في الصين في جانب إمدادات الطاقة وجانب الشبكة, بشكل رئيسي في تنظيم الذروة والتردد.
يتميز تخزين الطاقة على نطاق واسع بخصائص السعة الكبيرة وبيئة التشغيل المعقدة, ولها متطلبات أعلى لأنظمة التحكم في درجة الحرارة, والذي من المتوقع أن تزيد نسبة التبريد السائل.

حجم سوق تخزين الطاقة في الولايات المتحدة من 2021 ل 2026
مشاريع تخزين الطاقة المشتركة المسجلة في المحافظات في جميع أنحاء البلاد

2. لا يزال تخزين الطاقة الصناعية والتجارية يحتاج إلى التحكم في درجة الحرارة, والطلب على التحكم في درجة حرارة التخزين المنزلي منخفض نسبيًا
إن تطوير تخزين الطاقة الصناعية والتجارية مدفوع بالاقتصاد, ويجب تكوين نظام التحكم في درجة الحرارة لحل مشكلة تبديد الحرارة:
عوامل مثل سياسات ذروة أسعار الكهرباء, ارتفاع تكاليف الكهرباء لارتفاع استهلاك الطاقة, ويؤدي الطلب على الطاقة الاحتياطية إلى دفع نمو الطلب على التخزين للمستخدمين الصناعيين والتجاريين. يحتاج تخزين الطاقة الصناعية والتجارية إلى الاعتماد على التحكم في درجة الحرارة لتبديد الحرارة بسبب الشحن والتفريغ المتكرر, لكن توليد الحرارة صغير, ومن المتوقع أن تكون نسبة تبريد الهواء مرتفعة نسبياً.
يستخدم التخزين المنزلي بشكل أساسي لتوفير فواتير الكهرباء المنزلية. تتميز بخصائص السعة الصغيرة وتكرار الاستخدام المنخفض, والطلب على التحكم في درجة الحرارة صغير نسبيا:
عادة ما يكون حجم التخزين المنزلي أقل من 30 كيلووات في الساعة, وعادة ما يتم دمجها مع العمليات الكهروضوئية, بشكل رئيسي مع 1 شحن و 1 سيناريوهات التفريغ, مع متطلبات تبديد الحرارة المنخفضة وانخفاض الطلب على أنظمة التحكم في درجة الحرارة الاحترافية. تُستخدم سلسلة Tesla Powerwall بشكل أساسي مع السيارات الكهربائية ومجهزة بنظام تبريد سائل كامل. إنه مشابه لنظام الإدارة الحرارية للسيارة ويمكن أن يكون له وظائف التدفئة والتبريد, لكن نظام التحكم في درجة الحرارة ليس عالميًا في المنتجات الأخرى في مجال التخزين المنزلي, ويهدف حل تسلا الجديد إلى إلغاء حل التبريد السائل.

نموذج أعمال تخزين الطاقة الصناعية;

حل التخزين المنزلي من تسلا;

3. التحكم في درجة الحرارة IDC: “شرق البيانات غرب الحوسبة” يضيف المزيد من القوة إلى الصناعة, ويعزز انخفاض PUE معدل اختراق التبريد السائل

حجم سوق التحكم في درجة الحرارة IDC في الصين ومعدل النمو السنوي من 2016 ل 2020.

تعمل الإنترنت والحوسبة السحابية على تعزيز التطوير واسع النطاق لـ IDC, و “شرق البيانات غرب الحوسبة” يضيف قوة أكثر قوة.
بحسب وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات, سيصل حجم سوق مراكز البيانات في بلدي 248.6 مليار يوان في 2021. في فبراير 2022, اللجنة الوطنية للتنمية والإصلاح, أصدرت إدارة الطاقة الوطنية وآخرون بشكل مشترك وثيقة توافق على البدء في بناء نقاط مركزية وطنية للطاقة الحاسوبية في 8 الأماكن بما في ذلك بكين وتيانجين وخبى, دلتا نهر اليانغتسى, ومنطقة خليج قوانغدونغ-هونغ كونغ-ماكاو الكبرى, والخطة 10 مجموعات مراكز البيانات الوطنية. ال “شرق البيانات غرب الحوسبة” سيعمل المشروع على تسريع تطوير مراكز البيانات.
استهلاك الطاقة للتحكم في درجة الحرارة في مراكز البيانات مرتفع, والتحكم في درجة الحرارة وتوفير الطاقة هو المفتاح لتقليل PUE.

لا يزال تبريد الهواء هو التكنولوجيا السائدة, لكن معدل اختراق التبريد السائل ينمو بشكل مطرد. ومن المتوقع أن يكون التبريد السائل أكثر اقتصادا طوال دورة حياته, مما يدفع معدل انتشارها إلى الاستمرار في الزيادة:
① يمكن أن يؤدي التبريد السائل إلى تقليل تكاليف كهرباء IDC وتحسين اقتصاديات تشغيل IDC.
ال 10 مجموعات مركز البيانات “شرق البيانات غرب الحوسبة” سيقود التطور السريع للمراكز النامية الدولية الكبيرة والكبيرة جدًا; ولكن أكبر IDC, كلما زاد استهلاكها للطاقة وزادت تكاليف تشغيلها. بحسب استطلاع هواوي, لـ IDC بقدرة 10 ميجاوات, تكلفة الكهرباء تمثل أكثر من 60% من تكلفة التشغيل الإجمالية لمركز البيانات الدولي خلال دورة حياته البالغة 10 سنوات. اقترح الأكاديمي وو هيكوان أن استبدال تبريد تكييف الهواء بالتبريد السائل يمكن أن يوفر المال 30% الكهرباء مقارنة بالطرق التقليدية, خفض تكاليف التشغيل بشكل فعال. من منظور عملية IDC الشاملة, تعد مراكز البيانات الدولية الكبيرة والكبيرة جدًا أكثر ملاءمة لتكنولوجيا التبريد السائل.
② توطين سائل التبريد يعزز تحسين الكفاءة الاقتصادية لتكنولوجيا التبريد السائل نفسها.
بدأت Alibaba Cloud في بناء مراكز IDC كبيرة جدًا باستخدام تقنية التبريد السائل الغاطس. يمكن أن تكون قيمة PUE لـ IDC منخفضة مثل 1.15, وتحاول حاليًا استبدال سائل تبريد الوصلة الرئيسية بسائل محلي. إذا كان البحث والتطوير ناجحا, سيتم تخفيض تكلفة مراكز بيانات التبريد السائل الغاطسة بشكل كبير, سيتم تحسين النضج التجاري لتكنولوجيا التبريد السائل, وسيتم تعزيز معدل اختراق التبريد السائل.

توزيع استهلاك الطاقة لمراكز البيانات مع PUE مختلفة;

العدد التراكمي لمحطات 5G الأساسية التي تم بناؤها وتشغيلها في بلدي (10,000);

4. التحكم في درجة حرارة مركبات الطاقة الجديدة: يستمر معدل انتشار مركبات الطاقة الجديدة في الزيادة, وأصبح التبريد السائل هو السائد.
يتوسع نطاق مركبات الطاقة الجديدة تدريجياً, ومعدل الاختراق آخذ في الارتفاع.
وفقا لإحصاءات جمعية السيارات الصينية, تجاوزت المبيعات السنوية لمركبات الطاقة الجديدة في بلدي 3.5 مليون في 2021, زيادة 113.9% سنة بعد سنة, وزاد معدل الاختراق إلى 13.4%. وفقا لإحصائيات Gasgoo, مبيعات سيارات الركاب الكهربائية النقية في 2021 وصل 2.734 مليون, زيادة بأكثر من 120% سنة بعد سنة. لا يزال إنتاج ومبيعات مركبات الطاقة الجديدة في بلدي يظهر اتجاهًا مرتفعًا للنمو.
تتأثر بطاريات الطاقة بشكل كبير بدرجة الحرارة, ويؤدي التحكم في درجة حرارة البطارية إلى زيادة قيمة الإدارة الحرارية لمركبات الطاقة الجديدة.

يمكن أن يؤدي تراكم الحرارة في حزمة بطارية الطاقة بسهولة إلى تفاوت درجة الحرارة الداخلية للبطارية, مما يؤثر على تماسكها, تقليل كفاءة دورة الشحن والتفريغ, التأثير على قوة وطاقة البطارية, وفي الحالات الشديدة, وسوف يؤدي أيضا إلى الهروب الحراري, التأثير على سلامة النظام وموثوقيته.

2014-2021 H1 الصين إحصاءات مبيعات سيارات الطاقة الجديدة والنمو;

2015-2020 تحليل اختراق مركبات الطاقة الجديدة في الصين (وحدة:%);

أصبح التبريد السائل هو التكنولوجيا السائدة للتحكم في درجة الحرارة لمركبات الطاقة الجديدة: تسلا, اعتمدت شركة BYD وغيرها من الشركات التمثيلية تقنية التبريد السائل في تكنولوجيا الإدارة الحرارية, وأصبح التبريد السائل أيضًا طريقة التبريد الرئيسية لبطاريات الطاقة.
قامت شركات السيارات بزيادة متطلباتها لتبديد حرارة البطارية, ويستمر معدل اختراق التبريد السائل في الارتفاع. وفقا للإحصاءات, في 2019, فقط 6% من العملاء يطلبون ألا تقوم مجموعة بطارية الطاقة بتوزيع الحرارة; في 2020, وارتفعت النسبة إلى 14%; في 2021, وارتفع بشكل ملحوظ إلى 86%, وبناء على ذلك, سوف يستمر معدل اختراق التبريد السائل في الارتفاع.

تكرار تقنية تكامل PACK المحلية (الشركات التمثيلية);
إحصائيات متطلبات تبديد الحرارة لعملاء CATL;

رابعا. حساب مساحة السوق للتحكم في درجة حرارة تخزين الطاقة
ومن المقدر أن يصل سوق التحكم في درجة حرارة تخزين الطاقة العالمية 9.10 مليار يوان في 2025, منها تبريد الهواء والتبريد السائل 46.83% و 53.17% على التوالى. من 2021 ل 2025, سوف يصل حجم السوق العالمي للتحكم في درجة حرارة تخزين الطاقة بمعدل نمو سنوي مركب 103.65%. حساب ونتائج مساحة سوق التحكم في درجة الحرارة في المسارات الأخرى: في 2025, سوق التحكم في درجة الحرارة للمسارات الأخرى ذات الصلة مثل IDC, 5ستصل محطات G الأساسية ومركبات الطاقة الجديدة إلى إجمالي 244.591 تريليون يوان; معدل نمو سنوي مركب من 2021 ل 2025 سوف تصل 15.19%

الافتراضات الأساسية لحساب مساحة السوق العالمية للتحكم في درجة حرارة تخزين الطاقة:
حساب السوق العالمية للتحكم في درجة حرارة تخزين الطاقة من 2020 ل 2025;
حساب مساحة سوق التحكم في درجة الحرارة للمسارات الأخرى من 2020 ل 2025;

V. التحكم في درجة حرارة تخزين الطاقة وجهاز استشعار درجة الحرارة

1. درجة الحرارة تطبيق أجهزة استشعار درجة الحرارة في التحكم في درجة حرارة تخزين الطاقة
“تستخدم أجهزة استشعار درجة الحرارة في تخزين الطاقة, بشكل رئيسي في تخزين الطاقة المنزلية والصناعية والتجارية, تخزين طاقة الاتصالات, وتخزين الطاقة على مستوى الشبكة. لم ندخل بعد في هذا العمل.” وقال Huagong Gao Li للباحث في مستشعر درجة الحرارة, “الطلب على هذا العمل صغير ولا يمكنه تلبية متطلبات الحجم لدينا.

(YAXUN صندوق تخزين الطاقة CCS-حل تثبيت المسمار)

“تُستخدم أجهزة استشعار درجة الحرارة YAXUN الخاصة بنا في الغالب في تخزين الطاقة المنزلية والصناعية والتجارية, تخزين طاقة الاتصالات, وتخزين الطاقة على مستوى الشبكة. “سنطلق حل اكتساب درجة الحرارة/الجهد لوحدة بطارية تخزين الطاقة CCS في 2022, استخدام تخزين الطاقة المنزلية/التجارية CCS, الاتصالات وتخزين الطاقة CCS, وتخزين الطاقة من النوع الصندوقي CCS لحل مشاكل اكتساب درجة حرارة تخزين الطاقة المختلفة المقابلة. احتجاز ثاني أكسيد الكربون (نظام الاتصال بالخلايا), إنه, تكامل لوحة تسخير الأسلاك, تكامل الاستحواذ, تجميع أو لوحة عزل تسخير الأسلاك. تخزين الطاقة CCS, المثبتة على حزمة البطارية, تشكيل مجموعة من وحدات البطارية.

(YAXUN حل CCS-FPC لتخزين الطاقة المنزلية/التجارية)

“تخزين الطاقة لدينا CCS, من خلال قضبان النحاس والألومنيوم, يدرك السلسلة والاتصال الموازي لخلايا البطارية, المخرجات الحالية; يجمع جهد خلية البطارية; يجمع درجة حرارة خلية البطارية. لدينا حلول تثبيت المسمار, حلول اللحام بالليزر, حلول اللحام بالموجات فوق الصوتية, وحلول FPC. "

(YAXUN الاتصالات تخزين الطاقة CCS- حل اللحام بالليزر)

2. تطبيق أجهزة استشعار درجة الحرارة في قنوات بيع تخزين الطاقة
يجب على فريق المبيعات التابع لشركة مستشعر درجة الحرارة أن يحكم على ما إذا كانت مزايا منتجاتها مناسبة لعملاء تخزين الطاقة على مستوى الشبكة. من الضروري أيضًا الحكم على ما إذا كان هناك فريق منخرط بعمق في شبكة الطاقة وصناعة تخزين الطاقة على مستوى الشبكة. إذا كان الأمر كذلك, ثم قم بإعداد أ “فريق مبيعات أجهزة استشعار درجة حرارة صناعة الشبكة”. توسيع الشركات المصنعة للمنتجات المشاركة في توليد الطاقة, الانتقال, والتوزيع. يمكن للعديد من المنتجات استخدام أجهزة استشعار درجة الحرارة. ومن الضروري أيضًا تنمية صناعة تخزين الطاقة على مستوى الشبكة بعمق. فضلاً عن ذلك, يعد مصنعو التحكم في درجة حرارة تخزين الطاقة أيضًا من العملاء المستهدفين المهمين لأجهزة استشعار درجة الحرارة!

تتنافس قوى متعددة على سوق التحكم في درجة حرارة تخزين الطاقة. ينقسم المشاركون الحاليون في سوق التحكم في درجة حرارة تخزين الطاقة تقريبًا إلى ثلاث فئات: الشركات المصنعة للتحكم في درجة حرارة مركز البيانات, الشركات المصنعة للتحكم في درجة الحرارة الصناعية, وشركات تصنيع الإدارة الحرارية للسيارات.

أخيراً, ومن الضروري التذكير بأن الشركات التي توفر معدات وحلول التحكم في درجة الحرارة لتخزين الطاقة على مستوى الشبكة هي أيضًا عملاء لأجهزة استشعار درجة الحرارة!