【技术】华夏恒泰分享储能系统温控技术相关简介

时间： 2023-10-10 来源：华夏恒泰官网

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行业所处的环境背景

近几年来，国家推行节能环保。中国目标是实现2030年“碳达峰”，2060年“碳中和”。为实现双碳目标，中国的非化石能源在一次能源消费中占比，2025年达到20%，2030年达到25%，2060年提升至80%，达到碳中和。

由于其他非化石能源的资源等限制，预期未来新增的非化石能源消费主要来自于风能和太阳能。在“双碳”目标下，非化石能源消费占比将持续提升。风力发电装机及光伏发电装机在未来几十年时间中将持续提升。

为何需要加入储能系统

根据国家电网规定，光伏、风电等分布式发电比例不能超过电网的10%，超过了就要加入储能系统。目前已有十余个省份对新能源配套储能比例提出具体量化要求，大多数省份的储能配置比例在10%-20%之间。

储能是新型电力系统的重要组成部分。从发电侧来看，“双碳”政策的推出使得电力供应能源向可再生能源转型，而可再生能源（如风能、光能）发电存在间歇性和不稳定性，无法持续稳定输出电力；从用电侧而言，居民用电和工业用电存在高峰期与低谷期，电力需求存在波动。因此，电网系统天然存在供给端与需求端时间性和区域性不匹配的问题，而新能源的快速发展则将这种矛盾进一步凸显。

储能技术可以增加电力调配弹性、改善电力质量、提升电网稳定性，是解决新型电力系统供需不匹配矛盾的重要手段。

储能系统为什么需要散热管理

储能系统在输入或者输出能量时，都会存在能量损耗，损耗的能量一般转化为热量，温度过高不但影响设备效率，甚至可能损坏设备部件或者发生火灾等事故，因此储能系统的散热管理非常重要。

储能温控系统的技术趋势及相关介绍

目前，储能热管理方式主要有两种：散热风扇的风冷和冷却液的液冷，各有特点。

但由于液冷所用的换热介质防冻液的密度是空气的1000倍，比热是空气的4倍，因此作为热量载体和风冷相比液冷先天具备载热量大，换热效率高的特点。

液冷散热在电池包能量密度越来越高，充放电速度越来越快，环境温度变化大的场合对于电池热失控的防范更加有效。

虽说如此，目前储能温控却以散热风扇的风冷为主，主要原因：

1、当前储能项目对制冷效率要求相对不高：行业中装机量占比较高的是通信基站、小型地面电站等带电量、功率密度相对较小的项目，风冷方案的风扇制冷效率可以满足项目的安全标准；

2、风冷设备成本低于液冷，当前储能项目对成本较敏感：单GWh风冷、液冷的价值量约3000、9000万元，其中液冷主机约5000万元，由于当前储能项目在部分应用场景中经济性不强，叠加当前电池成本不断上涨，下游需求对装机成本的敏感性强，因此会趋向于选择成本更低的使用散热风扇的风冷方案。

采用风冷来解决散热问题的储能散热系统，其优点是储能散热风扇有着成熟的技术，且成本低、安全稳定、散热快、安装简单、寿命长、维护简便等。

预计液冷占比有望持续上升，主要原因是：

储能项目的发热量将不断提升，风冷的制冷效率可能无法满足部分项目散热需求：中期来看，能量型储能如新能源电站、离网储能等更大电池容量、更高系统功率密度的项目装机量上升，以及功率型储能对调峰调频性能要求的提升，将带动储能项目的平均发热量提升，届时对制冷效率更高的液冷的需求将有望提升。

储能系统冷却技术需考虑的因素
项目所处环境：

极端高温：风冷运行过程中，室外机将冷凝器的高温冷媒与外界空气进行热交换，当室外温度过高、内外温差太小时，热交换效率将变差，使得机组冷媒冷凝压力提高，最终会导致机组压缩机的制冷功率下降；

极端低温：当室外温度达到零下时，液冷中管道、冷却塔里的液体会产生结冰现象，导致温控系统无法使用，甚至可能引起管道冻裂，目前采取的应对方式是往液体中添加防冻液，但过量的防冻液可能会造成管道、管壁、塔身腐蚀。

水资源丰富程度：缺水地区不适合用液冷。液冷的工作原理是依靠液体进行热交换，需要消耗大量的水（尤其是采用开式冷却塔或闭式蒸发冷却塔），要求储能项目地需要有充足的水资源。

两种技术方向的选择与项目发热量也有关系：

发热量较小的项目用风冷的储能系统散热风扇足够满足需求：如小型地面电站、户用、通信基站等储能项目。

发热量较大的项目需要用液冷：如装机容量较大的发电侧项目、调峰调频要求较高的电网侧项目等。

因此，新装机的储能项目大概率选择风冷方案：

a.位于极端低温、水资源缺乏地区；
b.为发热量不高的小型地面电站、户用、通信基站项目；

而位于极端高温地区，大概率选择液冷方案。

华夏恒泰拥有20多年的散热风扇研发制造经验，与多家储能行业领航企业密切合作，如需了解更多储能系统散热风扇相关信息或者有合作意向，请联系华夏恒泰。

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