Hệ thống làm mát không nên được coi là thông số kỹ thuật thứ yếu của tủ điện. Tại các nhà máy, nhà kho, khách sạn, trạm sạc và các tòa nhà thương mại, quản lý nhiệt ảnh hưởng đến sự ổn định nhiệt độ của pin, bố trí tủ điện, yêu cầu bảo trì và hiệu suất hoạt động trong điều kiện sạc-xả khắc nghiệt.

Không có phương pháp nào tự động vượt trội hơn phương pháp kia. Làm mát bằng không khí có thể phù hợp với khí hậu ôn hòa và chu kỳ hoạt động có thể dự đoán được. Làm mát bằng chất lỏng có thể phù hợp hơn với các tủ rack nhỏ gọn, chu kỳ hoạt động thường xuyên và các dự án hoạt động trong điều kiện nhiệt độ môi trường cao. Sự lựa chọn đúng đắn phụ thuộc vào chu kỳ hoạt động, môi trường lắp đặt, khả năng bảo trì và các ưu tiên vòng đời của dự án.

Tại sao việc làm mát lại quan trọng trong hệ thống lưu trữ năng lượng pin?

Hệ thống lưu trữ năng lượng pin tạo ra nhiệt mỗi khi các cell pin sạc hoặc xả. Tải nhiệt thay đổi theo dòng điện, tần số chu kỳ, nhiệt độ môi trường, mật độ trong tủ và tình trạng của module. Do đó, làm mát là một phần của việc điều khiển hệ thống, chứ không chỉ đơn thuần là tạo sự thoải mái cho vỏ tủ.

Sự thay đổi nhiệt độ ảnh hưởng đến hiệu năng sử dụng.

Các mô-đun pin không phải lúc nào cũng nóng lên với tốc độ như nhau. Luồng không khí, ánh nắng trực tiếp, thiết bị điện gần đó và vị trí của mô-đun có thể tạo ra các khu vực nóng hơn. Nếu sự chênh lệch nhiệt độ trở nên quá lớn, hệ thống điều khiển có thể giảm công suất hoặc áp dụng các giới hạn bảo vệ.

Thiết kế tản nhiệt tốt giúp các mô-đun hoạt động trong phạm vi cho phép và hạn chế sự biến đổi không cần thiết. Làm mát không phải là yếu tố duy nhất quyết định tuổi thọ. Chất lượng pin, độ xả sâu, tốc độ sạc (C-rate), giới hạn trạng thái sạc, cài đặt hệ thống quản lý pin (BMS), chất lượng lắp đặt và bảo trì vẫn rất quan trọng.

Các khu thương mại và công nghiệp tạo ra nhu cầu nhiệt khác nhau.

Hai tủ có cùng công suất kWh có thể cần các phương pháp làm mát khác nhau. Một văn phòng có thể hoàn thành một chu trình điều khiển mỗi ngày. Một nhà máy có thể xả điện nhiều lần trong thời gian sản xuất cao điểm và nạp lại khi giá điện giảm hoặc sản lượng điện mặt trời tăng.

Do đó, việc đánh giá hệ thống lưu trữ pin công nghiệp cần dựa trên lịch trình vận hành, chứ không chỉ dựa vào dung lượng. Công suất đỉnh, chu kỳ dự kiến, nhiệt độ theo mùa, bụi, độ ẩm, độ cao và khả năng tiếp cận để bảo trì đều ảnh hưởng đến quyết định.

Hệ thống lưu trữ năng lượng (ESS) làm mát bằng không khí và làm mát bằng chất lỏng loại bỏ nhiệt như thế nào?

Cả hai phương pháp đều giúp tản nhiệt khỏi các mô-đun pin. Hiệu quả của chúng phụ thuộc vào việc toàn bộ tủ đựng pin được thiết kế và bảo trì tốt đến mức nào.

Làm mát bằng không khí sử dụng luồng không khí được kiểm soát

Hệ thống lưu trữ năng lượng (ESS) làm mát bằng không khí dựa vào quạt, ống dẫn, đường thông gió hoặc thiết bị HVAC. Các bộ phận này phân phối không khí đã được điều hòa khắp các mô-đun pin. Bộ điều khiển sẽ thay đổi tốc độ quạt hoặc công suất làm mát khi nhiệt độ tăng lên.

Các nhiệm vụ bảo trì của nó thường tập trung vào quạt, bộ lọc, lỗ thông hơi và các bộ phận HVAC. Họ có thể kiểm tra quạt, bộ lọc, lỗ thông hơi và các bộ phận điều hòa không khí mà không cần phải xử lý chất làm lạnh. Làm mát bằng không khí có thể hiệu quả trong điều kiện khí hậu ôn hòa và các tủ có mật độ thấp khi luồng không khí đến được tất cả các mô-đun pin.

Không gian chật hẹp, bộ lọc bị tắc, bụi bẩn, độ ẩm hoặc nhiệt độ môi trường cao có thể khiến việc quản lý luồng không khí trở nên khó khăn hơn. Các nhóm cũng phải dành không gian cho sự lưu thông thích hợp. Nhu cầu này ảnh hưởng đến kích thước của vỏ thiết bị và vị trí đặt các thành phần.

Hệ thống làm mát bằng chất lỏng giúp đưa môi chất làm mát đến gần hơn với người dùng.

Hệ thống lưu trữ năng lượng (ESS) làm mát bằng chất lỏng dẫn chất làm mát qua các đường ống và tấm làm mát gần các mô-đun pin. Một máy bơm tuần hoàn chất lỏng, và bộ trao đổi nhiệt loại bỏ nhiệt tích tụ. Các cảm biến điều chỉnh vòng tuần hoàn dựa trên nhu cầu hoạt động.

Đường dẫn truyền nhiệt trực tiếp này có thể hỗ trợ kiểm soát nhiệt độ đồng đều hơn trong các tủ nhỏ gọn, mật độ cao. Nó thường được xem xét cho các thiết bị có chu kỳ hoạt động thường xuyên và các địa điểm ngoài trời đòi hỏi khắt khe.

Hệ thống này phức tạp hơn. Máy bơm, chất làm mát, gioăng, đường ống, cảm biến và bộ trao đổi nhiệt phải được đưa vào quá trình vận hành thử và bảo trì phòng ngừa. Quy trình bảo dưỡng rõ ràng và phát hiện rò rỉ là rất cần thiết.

Khi nào thì làm mát bằng không khí sẽ hiệu quả hơn?

Làm mát bằng không khí vẫn là một giải pháp khả thi khi điều kiện địa điểm phù hợp với kiến ​​trúc đơn giản của nó.

Điều kiện thời tiết ôn hòa và chu kỳ đạp xe có thể dự đoán được.

Khí hậu ôn hòa, khoảng không gian đủ rộng cho tủ và lịch trình sinh hoạt ổn định hàng ngày có thể không cần đến hệ thống làm mát bằng chất lỏng. Làm mát bằng không khí phù hợp với nhà kho, xưởng, tòa nhà thương mại và các dự án tự tiêu thụ điện mặt trời với chu kỳ hoạt động vừa phải.

Thiết kế vẫn phải tính đến mùa nóng nhất và thời kỳ sản xuất cao điểm nhất. Vị trí đặt tủ, hệ thống che nắng, thông gió, khả năng tiếp cận bộ lọc và mức giảm công suất dự kiến ​​cần được xem xét trước khi phê duyệt.

Việc bảo trì quen thuộc có thể giảm độ phức tạp của dịch vụ.

Các dự án ở xa các kỹ thuật viên chuyên nghiệp có thể được hưởng lợi từ các linh kiện HVAC quen thuộc. Các đội ngũ địa phương có thể kiểm tra quạt, bộ lọc, ống dẫn và các bộ phận làm mát thông thường theo một kế hoạch dịch vụ đã được xác định.

Hệ thống làm mát bằng không khí không phải là không cần bảo trì. Bụi tích tụ, quạt bị mòn, cửa hút gió bị tắc nghẽn và các lỗi hệ thống HVAC có thể làm giảm hiệu suất. Hệ thống cảnh báo từ xa và kiểm tra định kỳ vẫn cần thiết, đặc biệt là đối với hệ thống lưu trữ pin công nghiệp ngoài trời.

Khi nào thì tản nhiệt bằng chất lỏng là lựa chọn tốt hơn?

Hệ thống làm mát bằng chất lỏng trở nên hấp dẫn hơn khi nhu cầu tản nhiệt, cường độ chu kỳ hoạt động và mật độ thùng máy tăng lên.

Khí hậu nóng và đạp xe thường xuyên

Các nhà máy sử dụng phương pháp giảm tải đỉnh điểm lặp đi lặp lại, các trạm sạc có tải thay đổi và các cơ sở thương mại kết hợp tự tiêu thụ năng lượng mặt trời với chênh lệch giá điện có thể làm chu kỳ sạc/xả pin thường xuyên hơn so với hệ thống chỉ dùng để dự phòng. Việc truyền tải điện thường xuyên tạo ra nhiệt lượng duy trì.

Kiến trúc làm mát bằng chất lỏng có thể hữu ích khi tủ rack phải đáp ứng nhu cầu này trong điều kiện nhiệt độ môi trường cao. Việc kiểm soát đồng đều hơn có thể giúp hệ thống quản lý pin (BMS) giữ cho các module hoạt động trong phạm vi cho phép và giảm nguy cơ một khu vực quá nóng làm hạn chế hoạt động của toàn hệ thống.

Mật độ năng lượng cao hơn và không gian hạn chế

Hệ thống làm mát bằng chất lỏng thường yêu cầu thể tích không khí bên trong xung quanh các mô-đun ít hơn so với đường dẫn luồng không khí lớn. Điều này có thể hỗ trợ bố trí nhỏ gọn trong trường hợp dự án cần công suất năng lượng lớn nhưng không gian lắp đặt hạn chế.

Khi hệ thống làm mát bằng chất lỏng cho phép bố trí tủ điện nhỏ gọn hơn, việc giảm diện tích chiếm dụng không được làm ảnh hưởng đến khả năng tiếp cận để bảo trì. Các nhà thiết kế vẫn cần không gian cho thiết bị làm mát, hệ thống điện, phòng cháy chữa cháy, đường đi dây cáp, cách ly và khu vực làm việc an toàn.

Phương pháp làm mát nào phù hợp với điều kiện của dự án?

Việc so sánh nên liên kết công nghệ với đặc điểm vận hành chứ không phải coi làm mát bằng chất lỏng như một giải pháp nâng cấp phổ quát.

So sánh nhu cầu vòng đời sản phẩm, chứ không chỉ giá mua ban đầu.

Chi phí ban đầu chỉ là một phần của quyết định. Chủ đầu tư cũng nên xem xét việc sử dụng năng lượng phụ trợ, giảm công suất, bảo trì phòng ngừa, phụ tùng thay thế, thời gian phản hồi dịch vụ, rủi ro ngừng hoạt động và kế hoạch mở rộng.

Hệ thống lưu trữ pin thương mại cho năng lượng mặt trời cũng cần một chiến lược vận hành được xác định rõ ràng. Khi pin được sạc từ năng lượng mặt trời vào giữa trưa và xả điện trong thời gian nhu cầu sử dụng vào buổi tối, thiết kế cần mô phỏng khoảng thời gian sạc, thời gian xả, mức dự trữ và sản lượng điện theo mùa.

Đưa ra quyết định dựa trên dữ liệu trang web.

Làm mát bằng không khí có thể phù hợp với khí hậu ôn hòa, chu kỳ hoạt động hạn chế, không gian tủ có sẵn và việc bảo trì tại chỗ quen thuộc. Làm mát bằng chất lỏng có thể phù hợp hơn khi nhiệt độ cao, chu kỳ hoạt động thường xuyên, diện tích bị hạn chế hoặc tính ổn định nhiệt độ của mô-đun là ưu tiên cao hơn.

Sự lựa chọn cuối cùng cần được hỗ trợ bởi đường cong phụ tải, cơ cấu biểu giá, sản lượng điện mặt trời, điều kiện môi trường, điện áp lưới, thời gian xả, phụ tải trọng quan trọng, yêu cầu phòng cháy chữa cháy, thông tin liên lạc và kế hoạch công suất trong tương lai.

Tủ rack tích hợp làm mát bằng không khí và chất lỏng có thể hỗ trợ các địa điểm khác nhau như thế nào?

Sau khi phương pháp làm mát được lựa chọn, pin, bộ chuyển đổi nguồn (PCS), hệ thống quản lý pin (BMS), hệ thống quản lý năng lượng (EMS), hệ thống bảo vệ, hệ thống điều khiển nhiệt và hệ thống truyền thông phải hoạt động như một hệ thống phối hợp. Việc tích hợp giúp giảm thiểu rủi ro giao diện trong quá trình triển khai.

Tại SunwayChúng tôi cấu hình hệ thống dựa trên công suất dự án, điều kiện vận hành và mục tiêu ứng dụng. Danh mục đầu tư ESS thương mại và công nghiệp Bao gồm cả tủ làm mát bằng không khí và làm mát bằng chất lỏng.

Cấu hình làm mát bằng không khí cho tải C&I có thể dự đoán được

Cái Hệ thống lưu trữ năng lượng Sunway 100kW/215kWh làm mát bằng không khí Kết hợp khả năng lưu trữ LFP 215kWh với công suất đầu ra AC định mức 100kW trong tủ bảo trì ngoài trời IP54, có lối vào phía trước. Tích hợp PCS, EMS, BMS, phân phối điện, phòng cháy chữa cháy, CAN, Ethernet và RS485 hỗ trợ hoạt động. Hệ thống làm mát bằng không khí thông minh và pin dạng mô-đun phù hợp với các tòa nhà thương mại, nhà xưởng và nhà kho với chu kỳ hoạt động có thể dự đoán được và tải nhiệt vừa phải.

Cấu hình làm mát bằng chất lỏng cho tải nhiệt cao hơn

Cái Hệ thống lưu trữ năng lượng làm mát bằng chất lỏng Sunway 100kW/261kWh Tích hợp hệ thống lưu trữ LFP 261kWh, bộ điều khiển chuyển mạch (PCS) dạng mô-đun, hệ thống quản lý pin (BMS), hệ thống quản lý năng lượng (EMS), phân phối điện, phòng cháy chữa cháy và kiểm soát môi trường. Hệ thống cung cấp công suất AC định mức 125kW, nhận đầu vào PV 100kW thông qua hai kênh MPPT và sử dụng vỏ ngoài trời đạt chuẩn IP55. Phạm vi hoạt động từ -25°C đến +60°C, với hiệu suất giảm khi nhiệt độ trên 45°C.

Phương án này phù hợp với các nhà máy, trung tâm hậu cần và các dự án năng lượng mặt trời kết hợp lưu trữ có chu kỳ hoạt động thường xuyên, không gian hạn chế hoặc điều kiện ngoài trời khắc nghiệt. Việc lắp ráp tại nhà máy và thử nghiệm trước khi vận chuyển có thể giảm thiểu công việc tích hợp tại công trường, trong khi việc vận hành thử phải tuân thủ các yêu cầu địa phương.

Dung lượng không phải là yếu tố duy nhất quyết định sự lựa chọn. Phiên bản 215kWh ưu tiên kiến ​​trúc làm mát bằng không khí đơn giản hơn và công suất đầu ra 100kW. Phiên bản 261kWh bổ sung thêm năng lượng dự trữ cao hơn, công suất đầu ra AC 125kW và hệ thống làm mát bằng chất lỏng trực tiếp cho các chu kỳ hoạt động đòi hỏi cao hơn. Sự lựa chọn cuối cùng vẫn phụ thuộc vào dữ liệu tải, điều kiện môi trường, khả năng bảo trì và chiến lược vận hành.

Người mua cần chuẩn bị những gì trước khi lựa chọn phương pháp làm mát?

Một đề xuất hữu ích bắt đầu từ dữ liệu vận hành thực tế. Chỉ riêng mức tiêu thụ hàng tháng là không đủ cho thiết kế C&I chi tiết.

Tải, Môi trường và Dữ liệu Tích hợp

Nếu có thể, hãy cung cấp biểu đồ phụ tải 15 phút hoặc 30 phút, cùng với nhu cầu cao điểm, giờ hoạt động, tải động cơ, khung thời gian biểu giá, chu kỳ dự kiến ​​và dự trữ. Ghi lại nhiệt độ tối đa và tối thiểu, vị trí lắp đặt, mức độ tiếp xúc với ánh nắng mặt trời, bụi, độ ẩm, sương muối, độ cao, giới hạn tiếng ồn, diện tích chiếm chỗ, khoảng cách chống cháy và khả năng tiếp cận để bảo trì.

Xác nhận công suất PV, điện áp lưới, cấu hình pha, bố trí máy biến áp, yêu cầu giám sát, giao thức truyền thông, quy tắc phòng cháy chữa cháy và kế hoạch mở rộng. Hệ thống lưu trữ năng lượng pin phải hoạt động như một nền tảng phối hợp, với PCS, BMS, EMS, hệ thống nhiệt và thiết bị bảo vệ trao đổi dữ liệu đáng tin cậy.

Chọn phương pháp làm mát phù hợp với chu kỳ hoạt động.

Làm mát bằng không khí không phải là lựa chọn lỗi thời, và làm mát bằng chất lỏng không phải là yêu cầu bắt buộc. Các tủ rack làm mát bằng không khí có thể hiệu quả trong môi trường ôn hòa, với chu kỳ hoạt động nhẹ và dễ bảo trì. Hệ thống làm mát bằng chất lỏng thường phù hợp hơn với tải nhiệt cao, bố trí nhỏ gọn, điều kiện ngoài trời khắc nghiệt và hoạt động thường xuyên.

Quyết định tối ưu nhất là kết hợp các yêu cầu về nhiệt với hành vi tải, khả năng tiếp cận dịch vụ, thiết kế điện và chi phí vòng đời. Đối với hệ thống lưu trữ pin thương mại cho năng lượng mặt trời, việc xem xét cũng nên bao gồm thời gian lắp đặt tấm pin mặt trời, chính sách dự trữ, thời kỳ áp dụng biểu giá và sản lượng theo mùa.

Hãy chia sẻ với chúng tôi vị trí lắp đặt, đường cong phụ tải, nhu cầu tiêu thụ điện năng cao điểm, công suất hệ thống quang điện, lịch trình vận hành và điều kiện lắp đặt. Chúng tôi có thể so sánh các yêu cầu về làm mát, công suất hệ thống điều khiển chuyển mạch (PCS), năng lượng sử dụng được, hệ thống thông tin liên lạc và cấu hình tủ điện, sau đó... Chuyển đổi dữ liệu dự án của bạn thành một đề xuất ESS thiết thực..

Để lập kế hoạch chi tiết hơn, hãy đọc... Hệ thống lưu trữ năng lượng thương mại và công nghiệp giúp các nhà máy và tòa nhà lớn quản lý nhu cầu tiêu thụ điện năng cao điểm như thế nào?.

Câu hỏi thường gặp

Hỏi: Làm mát bằng chất lỏng có luôn tốt hơn làm mát bằng không khí cho hệ thống lưu trữ pin thương mại và công nghiệp không?

A: Không. Làm mát bằng chất lỏng có thể cung cấp khả năng kiểm soát nhiệt độ trực tiếp và đồng đều hơn, nhưng làm mát bằng không khí có thể phù hợp với nhiệt độ vừa phải, chu kỳ hoạt động có thể dự đoán được, thông gió đầy đủ và các dự án ưu tiên bảo trì đơn giản hơn.

Hỏi: Hệ thống làm mát bằng chất lỏng có tự động kéo dài tuổi thọ pin không?

A: Không có phương pháp làm mát nào đảm bảo tuổi thọ pin. Kiểm soát nhiệt độ rất quan trọng, nhưng chất lượng cell pin, nhiệt độ hoạt động, độ sâu xả, tốc độ C, giới hạn của BMS, thiết kế hệ thống và bảo trì cũng ảnh hưởng đến hiệu suất lâu dài.

Hỏi: Cần những thông tin gì trước khi lựa chọn phương pháp làm mát hệ thống lưu trữ năng lượng (ESS)?

A: Người mua nên chuẩn bị biểu đồ phụ tải, nhu cầu đỉnh điểm, kế hoạch chu kỳ hoạt động, phạm vi nhiệt độ môi trường, không gian lắp đặt, công suất PV, thông số lưới điện, thời gian xả, dự trữ tải quan trọng, yêu cầu phòng cháy chữa cháy, thông tin liên lạc và khả năng bảo trì tại chỗ.