Gabinete de almacenamiento de energía integrado-con refrigeración líquida: el núcleo de control de temperatura de los sistemas de almacenamiento de energía de alta-densidad

 

El gabinete de almacenamiento de energía integrado-enfriado por líquido es un dispositivo de almacenamiento de energía modular que integra altamente el módulo de batería y el sistema de control de temperatura de circulación de líquido. Su concepto de diseño principal es transportar y disipar eficientemente el calor generado durante el proceso de carga y descarga de la batería a través de un circuito de enfriamiento líquido activo, manteniendo así el funcionamiento estable a largo plazo-del paquete de baterías dentro de la ventana de temperatura de funcionamiento óptima. Este tipo de equipos suele estar compuesto por grupos de baterías, placas de refrigeración líquida, bombas de circulación, unidades de refrigeración, intercambiadores de calor de placas y unidades de control inteligentes, formando un circuito cerrado de gestión térmica completo desde la captura de la fuente de calor hasta la disipación del calor. En términos de clasificación técnica, un gabinete de sistema de almacenamiento de energía es el nombre colectivo para este tipo de equipo.

 

Según los diferentes escenarios de implementación, se puede subdividir en un sistema de almacenamiento de energía en gabinete para exteriores adecuado para ambientes exteriores, un gabinete integrado de almacenamiento de energía que integra completamente baterías con control de temperatura y unidades de conversión de energía, y un gabinete de almacenamiento de energía integrado que enfatiza las capacidades de entrega integrada. La diferencia significativa entre la solución de refrigeración líquida y la refrigeración por aire forzado tradicional es que el refrigerante (normalmente una solución acuosa de glicol o un líquido fluorado especial) puede fluir directamente entre las celdas de la batería o a través de la placa fría cerca de la gran superficie de la batería. La ruta de intercambio de calor es más corta y la resistencia térmica es menor, por lo que puede soportar tasas de carga y descarga más altas y una integración del sistema más compacta.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

El rendimiento y la confiabilidad de los gabinetes de almacenamiento de energía integrados-con refrigeración líquida dependen en gran medida de la selección de materiales clave y del nivel de los procesos de fabricación. En términos de materiales estructurales, la carcasa del gabinete generalmente está hecha de una placa de acero galvanizado o acero inoxidable 304/316L utilizado en el gabinete de almacenamiento de energía para exteriores de acero inoxidable. El espesor no es inferior a 1,5 mm y está pulverizado o pasivado con polvo electrostático para cumplir con los requisitos anti-corrosión y anti-UV en ambientes exteriores. El cuerpo principal de la placa de refrigeración líquida está hecho principalmente de aleación de aluminio (como las series 6063 o 3003) extruido o estampado, y el canal de flujo interno debe pasar una prueba de estanqueidad al aire (la presión de mantenimiento suele ser de 0,8 a 1,2 MPa y se requiere que la tasa de fuga sea inferior a 1×10⁻⁵ Pa·m³/s).

 

La tubería de refrigerante utiliza una combinación de manguera de EPDM (caucho de etileno propileno dieno) o PTFE (politetrafluoroetileno) y tubería dura de aleación de aluminio, y las juntas adoptan un diseño de doble férula o-tapón rápido-a prueba de fugas. En el proceso de fabricación, la placa primero se corta mediante punzonado CNC y corte por láser, y luego se dobla y suelda (principalmente soldadura por arco de argón) para formar el marco del gabinete; la interfaz térmica entre la placa de refrigeración líquida y el módulo de batería debe rellenarse con almohadillas de silicona térmicamente conductoras de espesor uniforme o con pegamento termoconductor espumado in situ para garantizar que no queden espacios de aire; Después de ensamblar toda la máquina, se debe realizar una prueba completa de voltaje soportado de la línea de líquido, una prueba de aislamiento eléctrico y una prueba de envejecimiento de operación a alta y baja temperatura antes de poder ser entregada desde la fábrica.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

El proceso de trabajo del gabinete de almacenamiento de energía integrado refrigerado por líquido-se puede resumir en tres enlaces: "captura de calor - transporte medio - pérdida externa". En el proceso de captura de calor, el calor Joule y el calor de reacción química generado por el módulo de batería durante el proceso de carga y descarga se transfieren primero a la placa de enfriamiento líquido cerca del núcleo de la batería a través de una almohadilla de silicona térmicamente conductora o un adhesivo estructural térmicamente conductor. Dentro de la placa de refrigeración líquida se procesan microcanales o canales de flujo serpenteantes. Cuando el refrigerante fluye a través de estos canales de flujo impulsados ​​por la bomba de circulación, se extrae calor de la superficie de la pared de la placa de refrigeración líquida mediante transferencia de calor por convección. Posteriormente, el refrigerante que transporta calor es transportado al intercambiador de calor de placas o condensador enfriado por aire-integrado fuera del gabinete o dentro del gabinete, donde el calor se libera al ambiente externo. Una vez que se reduce la temperatura del refrigerante, regresa nuevamente al lado de la batería, formando un ciclo continuo.

 

Para equipos como el gabinete de almacenamiento de energía eólica solar que debe operarse en condiciones desatendidas en la naturaleza junto con sistemas de generación de energía fotovoltaica o eólica, el sistema de enfriamiento líquido generalmente debe tener la capacidad de adaptarse a una amplia gama de temperaturas ambiente - por ejemplo, puede evitar que el refrigerante se congele en un ambiente de -30 grados y aun así mantener la potencia nominal de disipación de calor en un ambiente de alta temperatura de 50 grados. A nivel de lógica de control, el sistema recopila datos en tiempo real a través de sensores de temperatura dispuestos en múltiples ubicaciones en el módulo de batería. El controlador ajusta la velocidad del compresor inversor, la apertura de la válvula de expansión electrónica y el caudal de la bomba de circulación de acuerdo con un algoritmo preestablecido para lograr un control de temperatura preciso dentro de ±1 grado en condiciones de funcionamiento típicas, suprimiendo así de manera efectiva problemas como el sobrecalentamiento local y las diferencias excesivas de temperatura entre las baterías.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Los gabinetes de almacenamiento de energía integrados-con refrigeración líquida se han utilizado ampliamente en muchos campos de almacenamiento y suministro de energía debido a su alta densidad de potencia y adaptabilidad ambiental. Del lado de la red, las grandes centrales eléctricas de almacenamiento de energía independientes utilizan gabinetes de sistemas de almacenamiento de energía desplegados en matrices para participar en la regulación de carga máxima, el arranque en negro y el nuevo consumo de energía. El sistema de refrigeración líquida garantiza la estabilidad de la temperatura de la batería en condiciones de conmutación frecuentes de carga y descarga. En el lado de los usuarios industriales y comerciales, las fábricas, los centros de datos y los complejos comerciales utilizan sistemas de almacenamiento de energía en gabinetes exteriores para el arbitraje de picos y valles y la gestión de la demanda. La solución de refrigeración líquida permite que los gabinetes se coloquen de forma segura en estacionamientos al aire libre o al costado de edificios, lo que elimina la necesidad de construir una sala de máquinas con aire-acondicionado independiente.

 

En el campo de la generación de energía renovable, el gabinete de almacenamiento de energía eólica solar se utiliza en centrales fotovoltaicas y parques eólicos para suavizar las fluctuaciones de producción y reducir los residuos eólicos y solares. Dado que los parques eólicos suelen estar ubicados en mesetas remotas o áreas marinas con climas severos, la estanqueidad y la amplia-capacidad de funcionamiento a temperatura del sistema de refrigeración líquida son particularmente importantes. Además, en escenarios de suministro de energía de microrred y fuera de la red-, el gabinete de almacenamiento de energía integrado o el gabinete del sistema de almacenamiento de energía fotovoltaico todo-en-uno integra inversores fotovoltaicos, convertidores de almacenamiento de energía, sistemas de baterías y-unidades de control de temperatura enfriadas por líquido en el mismo gabinete, logrando una implementación rápida "plug and play" y es adecuado para áreas como islas, minas y pueblos sin electricidad.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nos comprometemos a ofrecer a los clientes un-escenario completo y una alta-confiabilidadgabinete de almacenamiento de energía enfriado por líquidoy soluciones de integración de sistemas. Al mismo tiempo, también prestamos atención a la-tecnología de almacenamiento de energía integrada de vanguardia y podemos proporcionar soluciones modulares de almacenamiento de energía que comparan los niveles avanzados internacionales. Bienvenido a contactarnos para obtener soluciones exclusivas y personalizadas de sistemas de almacenamiento de energía.