Odabir rješenja za skladištenje energije
Trenutno su tehnologije skladištenja energije s visokom tehnološkom zrelom i širokom primjenom pumpani skladištenje i skladištenje elektrokemijske energije. Elektrokemijsko skladištenje energije uglavnom koristi tehnologiju litijske baterije. Uzimajući u obzir čimbenike kao što su isplativost, sigurnost, životni vijek i zrelost industrije, litijevo željezo fosfatne baterije trenutno su najprikladnije baterije za skladištenje energije. Regulacija frekvencije za pohranu toplinske energije ima visoke zahtjeve za performanse baterija za skladištenje energije, uključujući karakteristike visoke stope, visoke karakteristike penjanja, sposobnost brzog odgovora, jak omjer energetske učinkovitosti, sigurnost visoke temperature i dug vijek tehnologije skladištenja energije. Stoga se za projekte kombinirane regulacije frekvencije za skladištenje toplinske energije preporučuje korištenje litijevih željeznih fosfatnih baterija. Iz perspektive scenarija aplikacije za skladištenje energije na strani korisnika, također se preporučuje korištenje litij -željeznog fosfatnih baterija na temelju zahtjeva kao što su maksimalno brijanje, reakcija potražnje i pouzdanost napajanja.
Požari baterije uglavnom su uzrokovani toplinskom otpadom baterije, što je uglavnom zbog unutarnjih kratkih spojeva. Glavni uzroci unutarnjih kratkih spojeva uključuju mehaničko zlostavljanje, električno zlouporabu i toplinsko zlouporabu. Način da se bavite toplinskom zlouporabom je usvajanje dobrog dizajna toplinskog upravljanja.
Tehnologija tekućih hlađenja koristi prijenos topline tekuće konvekcije kako bi se uklonila toplina koju stvara baterija i smanjuje njegovu temperaturu. Rizik od curenja tekućine u tekućem hlađenju može se izbjeći strukturnim dizajnom. Učinkovitost tekućeg hlađenja veća je od one u zračnom hlađenju, a kontrola temperaturne razlike tekućeg hlađenja bolja je od one u zračnom hlađenju. Temperatura tekućine i kontrola protoka tekućeg hlađenja jednostavnija je od zračnog hlađenja, a trajanje baterije pomoću tekućeg hlađenja je duži. S obzirom na ukupne troškove, sustavi za hlađenje tekućeg tekućine imaju više prednosti od sustava hlađenja zraka. Istodobno, istaknuta su sigurnosna pitanja u elektranama za skladištenje energije, a sustavi za skladištenje tekućih hlađenja postupno se promoviraju i primjenjuju.
Tekući se hlađen litijevim sustavom za skladištenje energije baterije
Sustav za pohranu energije litijske baterije sastoji se od odjeljka za bateriju i električnog odjeljka. Odjeljak baterije sastoji se od klastera baterija, sustava za hlađenje tekućine, sustava zaštite od požara, kombiniranih ormara, distribucijskih kutija itd. Električni odjeljak sastoji se od pretvarača (PCS), transformatora, upravljačkih ormara, glavnih jedinica za distribuciju AC, klimatizacije itd. Ovo istraživanje, dok je opisani oblik i razvoj baterije. Cijeli dizajn procesa sustava za skladištenje energije litijske baterije uključuje paket baterije, stalak za baterije i spremnik baterija, kao što je prikazano na slici.
Sustav za skladištenje energije koristi EVE energetsku kvadratnu aluminijsku školjku litij željezo fosfat LF280K baterijske ćelije (3,2 V/280 AH). Serijski paralelni priključak baterije je 1P48S, a svaki baterijski paket ima 48 LF280K baterija s kapacitetom od 43,008 kW · h. Sustav baterije sastoji se od 8 baterijskih klastera spojenih paralelno, pri čemu se svaki klaster sastoji od 8 baterijskih paketa spojenih u nizu. Sustav za skladištenje energije ima kapacitet od 2,75 mW · h, a nazivni napon od 1228,8 V. Odjeljak za bateriju sustava za skladištenje energije standardni je spremnik visokih 20 stopa (6,058 mx 2,438 mx 2,896 m) s funkcijama kao što su vodootporni, izolacijski prevencija, prevencija u namirnicama, i učvršćivanje na suncu. Razina zaštite je IP54. Kako bi se spriječilo preplavivanje i prenapunjenje baterija, postizanje upravljanja baterijama naboja i ispuštanja i osiguravanje stabilnog i pouzdanog rada baterijskog sustava, sustav mora biti opremljen sustavom za upravljanje baterijom (BMS), a zaštitni hardver mora biti opremljen relejima, prekidačima, itd.
Dizajn toplinskog upravljanja energijom
Dizajn sustava toplinskog upravljanja
Sustav upravljanja tekućim hlađenjem i grijanjem sastoji se od tekućih ploča za hlađenje, jedinica za hlađenje tekućine, cjevovoda za hlađenje tekućine, kabelskog kabelskog pojasa s visokim i niskim naponom i rashladno sredstvo. Što se tiče problema curenja tekućeg hlađenja, poduzimaju se sljedeće mjere. Prvo, spoj za hlađenje tekućine prihvaća brzi cjevovod za hlađenje na brzinu od propuha, koji može osigurati da se rizik od curenja tekućine minimizira tijekom rada sustava za skladištenje energije. Drugo, u spremnik za rashladnu jedinicu za rashladnu jedinicu za ekspanziju treba instalirati senzor razine tekućine. Ako dođe do propuštanja, jedinica za hlađenje tekućine zvučit će alarm. Treće, razina zaštite dizajna baterije je IP67, osiguravajući da na sustav nema utjecaja u slučaju curenja. Tekuća ploča za hlađenje baterije izrađena je od aluminijske legurne legure i integrirana s funkcijama baze i ploče za hlađenje tekućine. Tekuća ploča za hlađenje i ploča za brtvljenje spojene su zavarivanjem trenja; Istodobno, ploča za tekuće hlađenje također će se podvrgnuti testiranju nepropusnosti kako bi se osiguralo dobre performanse brtvljenja. Tekuća ploča za hlađenje baterije prihvaća kanal protoka "serpentin", a rashladno sredstvo koristi 50% vode masom i 50% etilen glikola masom. Sustav tekućeg hlađenja koristi određenu strategiju toplinskog upravljanja za hlađenje ili zagrijavanje paketa baterije kada rashladno sredstvo teče kroz tekuću ploču za hlađenje.
Jedinice za hlađenje tekućine imaju funkcije hlađenja, grijanja i odvlačenja, a strategija i način rada sustava toplinskog upravljanja za jedinice za hlađenje tekućine usko su povezani. U tekstu se TMax odnosi na najvišu temperaturu baterije; TVAG se odnosi na prosječnu temperaturu baterije; TMIN se odnosi na najnižu temperaturu baterije.
Kad je TMAX veći ili jednak 28 stupnjeva i TVAG veći od ili jednako 25 stupnjeva, jedinica za hlađenje u tekućini ulazi u način hlađenja, kompresor je uključen, a visokotemperatura i rashladno sredstvo visokog tlaka ispušta se iz kompresora i ulazi u kondenzator za kondenzaciju. Nakon oslobađanja topline i hlađenja, ugasi se i depresije kroz ventil za ekspanziranje, a zatim ulazi u isparivač kako bi izmjenjivao toplinu s rashladnom tekućinom. Hladljivo sredstvo apsorbira toplinu i isparava u isparivaču prije nego što se vrati u usisni priključak kompresora, dovršavajući hladni ciklus. U ovom trenutku, pumpa za vodu u vodenom putu je uključena, PTC grijač nije uključen, a rashladno sredstvo se hladi u isparivaču ploče i ulazi u tekuću ploču za hlađenje baterije kako bi se ohladila baterija i uklonila toplinu, postižući svrhu hlađenja baterije. Kada je TMAX manji ili jednak 25 stupnjeva i TVAG manji od ili jednako 22 stupnja, zaustavite način hlađenja.
Kad je TMIN manji od ili jednak 12 stupnjeva i TVAG manji od ili jednak 15 stupnjeva, jedinica za hlađenje u tekućini ulazi u način grijanja, kompresor se isključuje, pumpa za vodu i PTC grijač su uključeni, a rashladno sredstvo zagrijava PTC grijač i ulazi u ploču za hlađenje baterije do zagrijavanja baterije. Ovaj je način prikladan za situacije u kojima je temperatura baterije preniska i potrebno je grijanje. Zaustavite način grijanja kada je tmin veći ili jednak 20 stupnjeva, a TVAG veći ili jednak 23 stupnja.
Kad je temperatura ulaza manja ili jednaka 12 stupnjeva, jedinica za hlađenje tekućine ulazi u način samo cirkulacije, kompresor, ventilator, PTC grijač su isključeni, a pumpa za vodu je uključena, omogućujući rashladno sredstvo da se rashladno sredstvo više puta cirkulira u ploči za hlađenje baterije i jedinici, izvodeći toplinu u baterijskoj pakiranju. Kad je vlaga unutar spremnika veća od temperature rosišta na odgovarajućoj temperaturi, jedinica za hlađenje tekućine aktivirat će način dehumidifikacije.
Sustav zaštite od požara energije
Sustav zaštite od požara koristi svaki paket baterije kao jedinicu za minimalnu zaštitu i prihvaća novo tehnološko rješenje za gašenje požara dvofaznog atomiziranog agencije za gašenje požara. Zajednički koristi detektore usisavanja, detektore zapaljivih plinova te detektore temperature i dima za sveobuhvatno nadgledanje i otkrivanje cijelog okvira za skladištenje energije u stvarnom vremenu. Među njima, inspiracijski detektor nadzire i štiti cijelu kutiju baterije u jedinicama baterija, detektor zapaljivog plina nadzire i štiti baterije, a temperaturni i dim detektor nadgleda i štiti električni odjeljak.
Kada baterija doživi toplinsku požar, detektor otkriva požar i otvara upravljački ventil particije u klasteru baterije. Istodobno, informacije o požaru prenose se domaćinu suzbijanja požara kroz autobus CAN. Alarm zvuka i svjetla je uključen, ispušni sustav je uključen, a domaćin suzbijanja počinje se izlaziti. Sredstvo za gašenje požara transportira se u dvofazni mlaznica s plinskim tekućinama kroz cjevovod i upravljački ventil. Agent za gašenje požara se atomizira kroz mlaznicu, a zatim se prska u unutrašnjost baterije za implementaciju funkcija hlađenja i vatre.
Domaćin za suzbijanje požara energije koristi perfluoroheksan kao glavno sredstvo za gašenje požara za gašenje, suzbijanje i sprečavanje ranih požara u ormaru za skladištenje energije. Jednom kada je požar prevelik, agens za gašenje požara potrebno je dugo prskati. Nakon što se iskoristi ugrađeni agens za gašenje požara perfluoroheksan u domaćinu, sustav će automatski nadopuniti vatrogasnu hidrantnu vodu kako bi postigao dugoročno kontinuirano raspršivanje, suzbio vatrogasnu vladavinu i ohladio bateriju.
Provjera ispitivanja
Sustav za pohranu energije s tekućim ohlađenim kontejnerima podvrgava se ispitivanju punjenja 0. Na kraju punjenja, površinska temperatura baterijskih ćelija unutar baterije je manja od 35 stupnjeva, s porastom temperature manji od 10 stupnjeva. Kroz cijeli postupak punjenja, najmanja temperatura na točki praćenja je 32,5 stupnjeva, a najviša temperatura 34,8 stupnjeva, s temperaturnom razlikom manjom od 2,3 stupnja, kao što je prikazano na slici 2. iz eksperimentalnih rezultata na slici 2, može se vidjeti da je porast temperature tekućih hlađenih spremnika mnogo manji od temperaturne razlike u zraku. Općenito, temperaturna razlika spremnika s zračnim hlađenjem doseže stupanj 5-8, što može učinkovito promicati temperaturnu konzistenciju cijelog sustava za skladištenje energije i proširiti radni vijek sustava.
Zaključak
Projekt je dizajnirao sustav za skladištenje energije s tekućinom od 20 stopa, uključujući teorijski dizajn sustava, dizajn toplinskog upravljanja, dizajn zaštite od požara itd. Konačno, eksperimentalna provjera pokazala je da je temperaturna konzistencija sustava za skladištenje energije bila dobra, a porast temperature zadovoljio zahtjeve.
Upotreba tekućih hlađenih baterija u novim energetskim vozilima vrlo je zrela, a sustav za skladištenje energije je nepomičan bez rizika od curenja. Sustav kontejnera s tekućim hlađenjem smanjuje dizajn unutarnjih zračnih kanala, prihvaća vanjski sustav održavanja, eliminira potrebu za unutarnjim prostorom koridora i usvaja veliki dizajn baterije kako bi se maksimizirala gustoća energije. Što se tiče ukupnih troškova, sustav za pohranu energije s tekućim hlađenim kontejnerima ima više prednosti. Najvažnija stvar za sustav skladištenja energije je osigurati njegovu sigurnost, a dizajn sustava zaštite od požara je presudan. Sustav prihvaća zaštitu od požara na razini paketa i shemu kontinuiranog suzbijanja perfluoroheksan i zaštite od požara u vodi kako bi se osigurao siguran rad sustava.