Toplinski izazov skladištenja energije
Fokus kontrole temperature elektrokemijskog skladištenja energije je poboljšanje životnog vijeka i sigurnosti baterija, tako da su prostorna ograničenja opreme za kontrolu temperature relativno opuštena. Obično se elektrokemijski uređaji za pohranu energije postavljaju u vanjska okruženja, pa se više pozornosti posvećuje stabilnosti, radnom vijeku te troškovima rada i održavanja opreme za kontrolu temperature. Zahtjevi za volumen i težinu opreme su relativno labavi. Trenutačno, zrakom hlađena rješenja čine veliki udio elektrokemijskog skladištenja energije, ali s nadogradnjom novih energetskih elektrana i izvanmrežnog skladištenja energije prema većem kapacitetu baterija i većoj gustoći snage sustava, korištenje rješenja za hlađenje tekućinom također će se ubrzati povećati.
Zahtjevi za kontrolom temperature novih energetskih vozila stavljaju veći naglasak na poboljšanje učinkovitosti upravljanja toplinom i točnosti kontrole temperature u fiksnim prostorima. Osim kontrole temperature baterije, nova energetska vozila također zahtijevaju kontrolu temperature elektroničkog upravljačkog sustava, motora i kabine. Zbog veće gustoće energije energetskih baterija i ograničenog prostora karoserije, upravljanje toplinom novih energetskih vozila zahtijeva veće zahtjeve za volumen, težinu, učinkovitost rasipanja topline i točnost kontrole temperature.
Zahtjevi za kontrolu temperature podatkovnih centara imaju za cilj povećati snagu hlađenja i smanjiti učinkovitost korištenja energije podatkovnih centara (PUE=ukupna potrošnja energije opreme podatkovnih centara/potrošnja energije IT opreme). S poboljšanjem računalne snage čipa umjetne inteligencije, potrošnja energije podatkovnih centara značajno je porasla. Stoga IDC kontrola temperature naglašava potrebu za učinkovitom disipacijom topline kako bi se održalo korak s brzinom poboljšanja potrošnje energije čipa. U kontekstu pooštravanja politika PUE, učinkovitost upravljanja toplinom treba dodatno poboljšati, a rashladna rješenja za hlađenje uranjanjem i raspršivanjem tekućine treba dalje promovirati.
Povećanje omjera pražnjenja punjenja je trend u razvoju elektrokemijskog skladištenja energije, a potražnja za toplinskim upravljanjem u skladištenju energije također će postati veća. Baterije za pohranu energije s višim omjerima punjenja i pražnjenja imat će veći rizik od toplinskog bijega. Stoga, učinkovitost prijenosa topline toplinskog upravljanja skladištenjem energije također treba dodatno poboljšati. Što se tiče učinkovitosti prijenosa topline, zbog većeg specifičnog toplinskog kapaciteta i toplinske vodljivosti tekućina u odnosu na plinove, a što je bliže izvoru topline, veća je učinkovitost hlađenja. Pod istom potrošnjom energije, temperatura disipacije topline baterija hlađenih tekućinom je 3-5 stupanj niža od temperature hlađenih zrakom; A shema hlađenja tekućinom ne zahtijeva dizajn zračnih kanala, što može uvelike uštedjeti površinu, tako da će zamjena hlađenja zrakom hlađenjem tekućinom također postati budući trend.
Hlađenje zrakom postupno će se zamijeniti hlađenjem tekućinom, a hlađenje tekućinom uranjanjem ima mogućnost daljnjeg povećanja stope prodora kako se cijena rashladnog sredstva smanjuje. Vanjsko upravljanje toplinom sa spremnikom kao ciljem upravljanja toplinom može biti smjer pokušaja za daljnje smanjenje troškova u rješenjima upravljanja toplinom. U tehnologiji hlađenja tekućinom, hlađenje tekućinom hladnom pločom i hlađenje tekućinom uranjanjem dva su uobičajena oblika. Postoje različita rješenja za hlađenje tekućinom, među kojima glavna i učinkovita rješenja uključuju hlađenje tekućinom uranjanjem, hlađenje raspršivanjem i hlađenje tekućinom hladnom pločom. Imerzijsko hlađenje tekućinom ima bolje performanse, uključujući jednofazno/fazno hlađenje, ali zahtijeva bolja toplinska i fizikalna svojstva, stabilnost, kompatibilnost materijala i izolaciju rashladne tekućine, što dovodi do viših troškova. Trenutačno je hlađenje tekućinom s hladnom pločom relativno zrelo rješenje za hlađenje tekućinom, s jednostavnom instalacijom, dobrom kompatibilnošću materijala, niskim troškovima transformacije, velikom brzinom razvoja i nižom cijenom od imerzijskog hlađenja tekućinom.
Mogući trendovi razvoja budućeg upravljanja toplinom uključuju:
1. Hlađenje zrakom bit će zamijenjeno hlađenjem tekućinom,
2. Razvoj tipa hladne ploče prema tipu uranjanja,
3. Eksternalizacija toplinskog upravljanja. Sa stalnim poboljšanjem računalne snage čipa, gustoće energije baterije i učinkovitosti punjenja i pražnjenja, toplina koju oprema generira po jedinici vremena također će se značajno povećati. Stoga će poboljšanje učinkovitosti izmjene topline sustava za kontrolu temperature postati trend razvoja industrije.
