Làm thế nào để giải quyết thách thức về lưu trữ năng lượng nhiệt
Trọng tâm kiểm soát nhiệt độ của bộ lưu trữ năng lượng điện hóa là cải thiện tuổi thọ và độ an toàn của pin, do đó, hạn chế về không gian trên thiết bị kiểm soát nhiệt độ tương đối được nới lỏng. Thông thường, các thiết bị lưu trữ năng lượng điện hóa được triển khai ở môi trường ngoài trời nên người ta chú ý nhiều hơn đến độ ổn định, tuổi thọ sử dụng cũng như chi phí vận hành và bảo trì của thiết bị kiểm soát nhiệt độ. Các yêu cầu về khối lượng và trọng lượng của thiết bị tương đối lỏng lẻo. Hiện tại, các giải pháp làm mát bằng không khí chiếm tỷ trọng lớn trong việc lưu trữ năng lượng điện hóa, nhưng với việc nâng cấp các nhà máy điện năng lượng mới và lưu trữ năng lượng ngoài lưới theo hướng dung lượng pin lớn hơn và mật độ năng lượng hệ thống cao hơn, việc sử dụng các giải pháp làm mát bằng chất lỏng cũng sẽ nhanh chóng hơn. tăng.
Nhu cầu kiểm soát nhiệt độ của phương tiện sử dụng năng lượng mới chú trọng hơn vào việc cải thiện hiệu quả quản lý nhiệt và độ chính xác kiểm soát nhiệt độ trong không gian cố định. Ngoài việc kiểm soát nhiệt độ của pin, xe năng lượng mới còn yêu cầu kiểm soát nhiệt độ của hệ thống điều khiển điện tử, động cơ và cabin. Do mật độ năng lượng của pin điện cao hơn và không gian thân xe hạn chế, việc quản lý nhiệt của phương tiện sử dụng năng lượng mới đòi hỏi yêu cầu cao hơn về thể tích, trọng lượng, hiệu suất tản nhiệt và độ chính xác kiểm soát nhiệt độ.
Yêu cầu kiểm soát nhiệt độ của trung tâm dữ liệu nhằm mục đích tăng công suất làm mát và giảm hiệu suất sử dụng năng lượng của trung tâm dữ liệu (PUE=tổng mức tiêu thụ năng lượng của thiết bị của trung tâm dữ liệu/mức tiêu thụ năng lượng của thiết bị CNTT). Với sự cải thiện sức mạnh tính toán của chip trí tuệ nhân tạo, mức tiêu thụ điện năng của các trung tâm dữ liệu đã tăng lên đáng kể. Do đó, việc kiểm soát nhiệt độ IDC nhấn mạnh sự cần thiết của hiệu quả tản nhiệt để theo kịp tốc độ cải thiện mức tiêu thụ điện năng của chip. Trong bối cảnh các chính sách PUE thắt chặt, hiệu quả quản lý nhiệt cần phải được cải thiện hơn nữa, đồng thời giải pháp làm mát bằng chất lỏng ngâm và phun cần được phát huy hơn nữa.
Tỷ lệ phóng điện tăng lên là xu hướng phát triển của việc lưu trữ năng lượng điện hóa và nhu cầu quản lý nhiệt trong lưu trữ năng lượng cũng sẽ cao hơn. Pin lưu trữ năng lượng có tỷ lệ xả sạc cao hơn sẽ có nguy cơ thoát nhiệt nhanh hơn. Do đó, hiệu suất truyền nhiệt của quản lý nhiệt lưu trữ năng lượng cũng cần được cải thiện hơn nữa. Xét về hiệu suất truyền nhiệt, do nhiệt dung riêng và độ dẫn nhiệt của chất lỏng cao hơn so với chất khí và càng gần nguồn nhiệt thì hiệu suất làm mát càng cao. Với cùng mức tiêu thụ điện năng, nhiệt độ tản nhiệt của bộ pin làm mát bằng chất lỏng thấp hơn 3-5 độ so với nhiệt độ tản nhiệt của bộ pin làm mát bằng không khí; Và sơ đồ làm mát bằng chất lỏng không yêu cầu thiết kế ống dẫn khí, điều này có thể tiết kiệm đáng kể diện tích đất, vì vậy việc thay thế làm mát không khí bằng làm mát bằng chất lỏng cũng sẽ trở thành xu hướng trong tương lai.
Làm mát bằng không khí sẽ dần được thay thế bằng làm mát bằng chất lỏng và làm mát bằng chất lỏng ngâm có khả năng tăng thêm tỷ lệ thâm nhập khi giá chất làm mát giảm. Quản lý nhiệt bên ngoài với mục tiêu quản lý nhiệt bằng thùng chứa có thể là một nỗ lực hướng tới việc giảm chi phí hơn nữa cho các giải pháp quản lý nhiệt. Trong công nghệ làm mát bằng chất lỏng, làm mát bằng chất lỏng dạng tấm lạnh và làm mát bằng chất lỏng ngâm là hai dạng phổ biến. Có nhiều giải pháp làm mát bằng chất lỏng khác nhau, trong đó các giải pháp chủ đạo và hiệu quả bao gồm làm mát bằng chất lỏng ngâm, làm mát bằng phun và làm mát bằng chất lỏng dạng tấm lạnh. Làm mát bằng chất lỏng ngâm có hiệu suất tốt hơn, bao gồm làm mát thay đổi một pha/pha, nhưng yêu cầu các đặc tính vật lý và nhiệt cao hơn, độ ổn định, khả năng tương thích vật liệu và khả năng cách nhiệt của chất làm mát, dẫn đến chi phí cao hơn. Hiện nay, làm mát bằng chất lỏng tấm lạnh là một giải pháp làm mát bằng chất lỏng tương đối trưởng thành, lắp đặt đơn giản, khả năng tương thích vật liệu tốt, chi phí chuyển đổi thấp, tốc độ phát triển nhanh và giá thấp hơn so với làm mát bằng chất lỏng ngâm.
Các xu hướng phát triển có thể có của quản lý nhiệt trong tương lai bao gồm:
1. Làm mát bằng không khí sẽ được thay thế bằng làm mát bằng chất lỏng,
2. Sự phát triển của loại tấm lạnh theo hướng nhúng,
3. Ngoại hiện hóa quản lý nhiệt. Với sự cải tiến liên tục về sức mạnh tính toán của chip, mật độ năng lượng của pin cũng như hiệu suất sạc và xả, nhiệt lượng mà thiết bị tạo ra trên một đơn vị thời gian cũng sẽ tăng lên đáng kể. Do đó, nâng cao hiệu quả trao đổi nhiệt của hệ thống kiểm soát nhiệt độ sẽ trở thành xu hướng phát triển của ngành.
