EN
Забезпечте безпрецедентне теплове керування для підтримки надійної роботи в усій електричній мережі
Значення рівномірності температури (±1,5 °C) для досягнення стабільного керування частотою
Рідинне охолодження оптимально підтримує температуру контейнерів для зберігання акумуляторів у межах ±1,5 °C. Такий рівень температурної стабільності є критичним для того, щоб акумулятори могли швидко й точно реагувати на зміни частоти. За відсутності такого рівномірного температурного контролю акумулятори стають «лінивими», а їх ефективність швидко знижується. Як доведено на практиці, такі системи здатні підтримувати частоту в мережі в межах 0,1 Гц навіть під час раптових змін навантаження. Натомість повітряні системи охолодження майже завжди демонструють температурну різницю в 5 °C, що, разом із іншими факторами, призводить до проблем із регулюванням частоти та впливає на вихідну реактивну потужність. Тести UL 9540A показують, що належне теплове управління зменшує кількість проблем, пов’язаних із частотою, на 40 % порівняно з повітряними системами охолодження. У масштабних сіткових застосуваннях для джерел відновлюваної енергії досягнення такого рівня теплової однорідності є необхідним, щоб уникнути більш серйозних системних збоїв.
Доказові матеріали справи: проект AES Alamitos потужністю 400 МВт·год — коефіцієнт доступності 99,2 % завдяки контейнерам для зберігання електроенергії з рідинним охолодженням
Проект AES Alamitos потужністю 400 МВт·год досяг річної доступності на рівні 99,2 % за умови використання контейнерів для зберігання електроенергії з рідинним охолодженням. Такий рівень доступності свідчить про високу ефективність теплової конструкції та операційну стійкість усієї системи. Протягом повного року ця конфігурація була в експлуатації й укладена в договір з електричною мережею, включаючи періоди безперервного розряду, зміни навантаження та тривалих термінів експлуатації. Крім того, ця конфігурація була задіяна для надання активної відповіді на зміни частоти та балансування навантаження протягом зазначеного періоду. Як це було досягнуто? Інтегрована система рідинного охолодження ефективно усунула теплові проблеми, характерні для інших систем, і забезпечила постійну оптимальну температуру для кожної окремої акумуляторної комірки. Це призвело до скорочення незапланованого технічного обслуговування та теплових проблем на 50 %. Ця конфігурація забезпечила додатковий дохід від швидкої відповіді на допоміжні послуги під час експлуатації проекту, а також сприяла зниженню витрат на експлуатацію та технічне обслуговування (ЕТО). Цей проект є ще одним підтвердженням та практичним рішенням для швидко зростаючої потреби в контейнерах із рідинним охолодженням у масштабних проектах зберігання енергії.
Покращена безпека завдяки додатковій інтегрованій мітигації термічного розбіжного процесу
Дані випробувань за стандартом UL 9540A: чому 78 % інцидентів із системами зберігання електроенергії на основі акумуляторів (BESS) спричинені надійними «гарячими точками» у повітряному охолодженні
Згідно з випробуваннями за стандартом UL 9540A, нерівномірне нагрівання є найбільшою загрозою безпеці у великомасштабних системах акумуляторного енергообладнання. Найбільші виклики, з якими ми стикаємося, походять із зазначених вище «гарячих точок» у системах повітряного охолодження. Коли повітря, що охолоджується в цих системах, не може охолоджуватися більше ніж на 15 градусів Цельсія між акумуляторними блоками, деякі акумулятори охолоджуються до температур, значно нижчих за їхні безпечні робочі температури, що прискорює їхню деградацію. Це швидко призводить до суттєвої нерівноваги в електричному опорі й підвищує ймовірність теплового розбігу під час циклів з високим ступенем заряду. Як тільки такий стан розбігу досягається, тепло швидко поширюється на сусідні елементи, оскільки зазначена вище система охолодження не забезпечує достатнього охолодження, а також через наявність достатньої кількості кисню в повітрі для підтримки горіння. Усього за кілька хвилин невелика проблема може перерости в повномасштабне пожежне загоряння.
Діелектрична рідина для охолодження + детекція пожежі в реальному часі: зниження часу поширення на 67 %
У поєднанні з іммерсійним діелектричним охолодженням багатосенсорний прогнозуючий аналіз може скоротити час поширення термічного розбіжного процесу до 67 %. Спеціальна непровідна рідина для охолодження поглинає тепло в 3,5 раза ефективніше, ніж повітря, а також блокує кисень і фізично утримує несправні елементи окремо один від одного. Системи моніторингу в реальному часі можуть виявляти ранні ознаки проблем, такі як незначні зміни напруги, раптове зростання концентрації CO₂ та локальне підвищення температури. Як тільки система виявляє ці явища, вона може автономно ізолювати вражені модулі всього за кілька секунд. Це означає, що замість контролю проблем, які можуть поширюватися на інші контейнери, вони містяться саме там, де виникають. У польових випробуваннях середній час реагування скоротився з 8 хвилин до 2,5 хвилини. Таке покращення часу значно підвищує рівень локалізації інцидентів, а також збільшує безпеку персоналу, який потенційно може опинитися в небезпечних умовах.
Більший термін служби та нижчі витрати на обслуговування та ремонт завдяки точному охолодженню
Бенчмарк DOE за 2023 рік: термін циклу життя — 15–20 років проти 10–12 років для систем з повітряним охолодженням
Наприклад, у Звіті про ефективність систем зберігання електроенергії (BESS), опублікованому в 2023 році Міністерством енергетики США, йдеться про точне рідинне охолодження літій-іонних акумуляторів, що передбачає використання механізмів охолодження для підтримання температури в межах приблизно ±1,5 °C. Це сприяє зменшенню інтенсивної втрати ємності, характерної для систем з повітряним охолодженням. Отже, акумулятори набувають більшого ресурсу циклів заряджання/розряджання. Замість типових 10–12 років роботи з традиційними системами охолодження акумулятори можуть працювати 15–20 років, зберігаючи понад 80 % своєї початкової ємності. Загалом, збільшення кількості циклів заряджання/розряджання означає, що акумулятори потрібно буде замінювати приблизно втричі рідше. Таке зниження частоти заміни акумуляторів призводить до зменшення витрат на кожну заміну. У цьому контексті аналіз життєвого циклу, проведений Інститутом Понемона, показує, що з часом компанії зможуть заощадити приблизно 740 000 доларів США на кожні 100 мегават-годин зберігання електроенергії.
Гаряча заміна модулів у контейнерах для зберігання акумуляторів скорочує простої на 92%
Контейнери для зберігання розроблені таким чином, щоб техніки могли замінювати модулі акумуляторів безпосередньо на місці. Це означає, що цілі системи можуть залишатися в робочому стані під час заміни модулів, а час, витрачений на технічне обслуговування, значно скорочується. У 2023 році програма випробувань ERCOT підтвердила, що використання модулів дозволяє зменшити середній щомісячний час простою з 14,5 години до трохи більше ніж 1 години. У поєднанні з деякими інструментами прогнозування стану системи коефіцієнт її готовності до роботи може досягти майже 99 %, а витрати на експлуатацію та технічне обслуговування — зменшитися приблизно на 60 %. Ще однією важливою перевагою такої модульної конструкції є простота інтеграції додаткових модулів у систему. Модульні акумуляторні рішення розроблені таким чином, щоб їх можна було вбудовувати в існуючі системи без необхідності змінювати положення або перенастроювати фундаменти, електропроводку чи системи охолодження. Це значно зменшує потребу в дорогих модернізаціях і дозволяє розгорнути нові установки набагато швидше порівняно з традиційними рішеннями.
Економічно вигідні та ефективні щодо використання простору масштабовані рішення для зберігання енергії у високощільних локаціях
Контейнери для зберігання акумуляторів із рідинним охолодженням забезпечують приблизно на 40 % більший об’єм зберігання на кубічний метр порівняно з контейнерами з повітряним охолодженням і тому є економічно вигіднішими для щільних урбаністичних середовищ, таких як міські електропідстанції та виробничі об’єкти, а також для автономних мікрогридових систем, де вартість земельних ділянок дуже висока. Щільне розміщення: понад 1 МВт на акумуляторну одиницю, системи з повітряним охолодженням створюють ризик виникнення «гарячих точок» та скорочення терміну служби щільно упакованих агрегатів. Контейнери для акумуляторів із рідинним охолодженням розподіляють охолоджувальну рідину навіть при щільному розміщенні понад 1 МВт на контейнер, що сприяє контролю температурних дисбалансів і дозволяє вертикальне та більш щільне розміщення акумуляторів. Модульні контейнери також допомагають скоротити час та витрати за рахунок мінімізації виробництва на місці. Порівняно з іншими конструкціями контейнерів, системи з повітряним охолодженням готові до введення в експлуатацію втричі швидше.
Питання та відповіді
Чому рідинне охолодження є більш оптимальним, ніж повітряне, для акумуляторів?
Для акумуляторів повітряне охолодження часто призводить до більших коливань температури та неоднорідного охолодження. Це призводить до поганої роботи, скорочення терміну служби акумуляторів і збільшення потреби в технічному обслуговуванні або заміні. Рідинне охолодження усуває ці проблеми, забезпечуючи й підтримуючи стабільну температуру.
Чому точне охолодження корисне для акумуляторів?
Завдяки запобіганню перевищенню акумуляторами оптимальної температури точне охолодження подовжує термін їхньої служби й сприяє збереженню корисної ємності. Тож акумулятори з рідинним охолодженням матимуть термін служби 20 років, тоді як акумулятори з повітряним охолодженням — лише 10–12 років.
Яке значення має запобігання тепловому розбіженню щодо безпеки акумуляторів?
Зниження ризику термічного розбіжного процесу відіграє важливу роль у забезпеченні безпеки акумуляторів, оскільки обмежує швидке поширення тепла та полум’я в акумуляторних системах. Інтегровані системи діелектричного охолодження та активного виявлення пожежі скорочують час поширення тепла й зменшують ступінь пошкоджень.