Tại sao chọn tản nhiệt bằng chất lỏng làm giải pháp làm mát cho công nghệ tích trữ năng lượng
Hệ thống kiểm soát nhiệt độ là sự đảm bảo quan trọng cho an toàn lưu trữ năng lượng. Với sự gia tăng công suất lắp đặt của các nhà máy lưu trữ năng lượng, vấn đề an toàn đã trở thành yếu tố hạn chế cốt lõi đối với việc thúc đẩy và ứng dụng lưu trữ năng lượng trên quy mô lớn hiện nay. Làm thế nào để đạt được an ninh lưu trữ năng lượng là vấn đề được đánh giá cao trong toàn ngành và thậm chí cả quốc gia. Trong số đó, công nghệ tản nhiệt bằng chất lỏng được quan tâm nhiều nhất. Vậy tại sao công nghệ lỏng lại được thị trường ưa chuộng hơn?
Làm mát bằng chất lỏng đề cập đến việc sử dụng chất lỏng tiếp xúc với nguồn nhiệt để làm mát. Theo các phương pháp trao đổi nhiệt tiếp xúc khác nhau giữa chất làm mát và máy chủ, nó có thể được chia thành làm mát bằng chất lỏng trực tiếp và làm mát bằng chất lỏng gián tiếp. Làm mát bằng chất lỏng gián tiếp chủ yếu dựa trên công nghệ làm mát bằng chất lỏng dạng tấm lạnh, trong khi làm mát bằng chất lỏng trực tiếp chủ yếu dựa trên công nghệ làm mát bằng chất lỏng ngâm. Các thành phần cơ bản của hệ thống làm mát bằng chất lỏng lưu trữ năng lượng bao gồm: tấm làm mát bằng chất lỏng, bộ làm mát bằng chất lỏng (bộ sưởi tùy chọn), đường ống làm mát bằng chất lỏng (bao gồm cảm biến nhiệt độ và van), bộ dây điện cao thế và hạ thế; Chất lỏng làm mát (dung dịch nước ethylene glycol), v.v.
Các lộ trình kỹ thuật để quản lý nhiệt lưu trữ năng lượng chủ yếu bao gồm làm mát bằng không khí, làm mát bằng chất lỏng, làm mát ống dẫn nhiệt và làm mát thay đổi pha, trong đó công nghệ làm mát ống dẫn nhiệt và thay đổi pha vẫn chưa trưởng thành. Trong các tình huống sử dụng năng lượng thấp, làm mát bằng không khí vẫn là xu hướng chủ đạo, trong khi ở các tình huống sử dụng năng lượng trung bình đến cao, công nghệ làm mát bằng chất lỏng chiếm ưu thế. Hệ thống làm mát bằng chất lỏng có những ưu điểm như công suất nhiệt riêng cao và làm mát nhanh, có thể kiểm soát nhiệt độ của pin một cách hiệu quả và đảm bảo hoạt động ổn định của pin lưu trữ năng lượng.
Công nghệ làm mát bằng chất lỏng cho phép chất làm mát được dẫn trực tiếp vào nguồn nhiệt, đạt được khả năng kiểm soát nhiệt độ chính xác và tản nhiệt hiệu quả thông qua sự đối lưu của chất làm mát, giúp giảm đáng kể nguy cơ thoát nhiệt và cháy. Ngược lại, công nghệ làm mát bằng không khí cần có quạt để thổi không khí qua bộ tản nhiệt nên hiệu quả tản nhiệt tương đối thấp.
Có dữ liệu chỉ ra rằng khả năng tản nhiệt của chất lỏng gấp 3000 lần so với cùng một thể tích không khí và độ dẫn nhiệt gấp 25 lần so với không khí. Do đó, so với công nghệ làm mát bằng không khí, sử dụng công nghệ làm mát bằng chất lỏng có thể đạt được khả năng tản nhiệt và dẫn nhiệt nhanh, nâng cao hiệu quả kiểm soát nhiệt độ, giảm hiện tượng thoát nhiệt và giúp truyền nhiệt nhanh hơn và tốt hơn. Ngoài ra, về khả năng bảo vệ hộp, thiết kế thùng chứa của hệ thống làm mát bằng chất lỏng có thể hỗ trợ mức độ bảo vệ IP cao hơn so với hệ thống làm mát bằng không khí, có thể đối phó hiệu quả với các tác động bất lợi của thời tiết như bão cát.
Về mặt bảo tồn năng lượng, làm mát bằng chất lỏng lưu trữ năng lượng tận dụng sự trao đổi nhiệt giữa chất làm lạnh và pin. Ngược lại, công nghệ làm mát không khí lại bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như nhiệt độ môi trường, tốc độ gió nên khó kiểm soát. Để đạt được cùng nhiệt độ pin trung bình, làm mát bằng không khí yêu cầu mức tiêu thụ năng lượng cao hơn 2-3 lần so với làm mát bằng chất lỏng.
So với các hệ thống làm mát bằng không khí, với sự phát triển không ngừng của công nghệ hệ thống làm mát bằng chất lỏng và các kịch bản ứng dụng, nó có thể đáp ứng tốt hơn nhu cầu cấp thiết của thị trường về quy mô và mật độ năng lượng ngày càng tăng của hệ thống lưu trữ năng lượng. Những ưu điểm thuận lợi của nó về mật độ năng lượng cao, diện tích nhỏ, mức tiêu thụ năng lượng phụ trợ thấp và khả năng kiểm soát nhiệt độ tốt sẽ thu hút nhiều sự chú ý hơn.
