Kuinka ratkaista energian varastoinnin lämpöhaaste
Sähkökemiallisen energian varastoinnin lämpötilan säätelyn painopiste on parantaa akkujen käyttöikää ja turvallisuutta, joten lämpötilansäätölaitteiden tilarajoitukset ovat suhteellisen lieviä. Yleensä sähkökemiallisia energian varastointilaitteita käytetään ulkoympäristöissä, joten lämpötilansäätölaitteiden vakauteen, käyttöikään sekä käyttö- ja ylläpitokustannuksiin kiinnitetään enemmän huomiota. Vaatimukset laitteiden tilavuudelle ja painolle ovat suhteellisen löysät. Tällä hetkellä ilmajäähdytteiset ratkaisut muodostavat suuren osan sähkökemiallisesta energian varastoinnista, mutta uusien energiavoimaloiden ja verkon ulkopuolisen energian varastoinnin uudistuessa kohti suurempaa akkukapasiteettia ja korkeampaa järjestelmän tehotiheyttä myös nestejäähdytysratkaisujen käyttö lisääntyy nopeasti. lisätä.
Uusien energiaajoneuvojen lämpötilansäätötarve painottaa enemmän lämmönhallinnan tehokkuuden ja lämpötilan säätötarkkuuden parantamista kiinteissä tiloissa. Uudet energiaajoneuvot vaativat akun lämpötilan säädön lisäksi myös elektronisen ohjausjärjestelmän, moottorin ja ohjaamon lämpötilan säädön. Tehoakkujen suuremman energiatiheyden ja rajallisen koritilan vuoksi uusien energiaajoneuvojen lämmönhallinta vaatii korkeampia vaatimuksia tilavuudelle, painolle, lämmönpoistotehokkuudelle ja lämpötilan säätötarkkuudelle.
Palvelinkeskusten lämpötilansäätövaatimusten tavoitteena on lisätä jäähdytystehoa ja vähentää palvelinkeskusten virrankäyttötehokkuutta (PUE{0}}palvelinkeskusten laitteiden kokonaisenergiankulutus/IT-laitteiden energiankulutus). Tekoälyn sirujen laskentatehon parantuessa datakeskusten virrankulutus on kasvanut merkittävästi. Siksi IDC:n lämpötilan säätö korostaa lämmönpoistotehokkuuden tarvetta, jotta se pysyisi mukana sirun tehonkulutuksen kasvun nopeudessa. Kiristyvien PUE-käytäntöjen taustaa vasten lämmönhallinnan tehokkuutta on edelleen parannettava, ja upotus- ja ruiskutusnestejäähdytysratkaisuja on edistettävä edelleen.
Varauspurkaussuhteen kasvu on trendi sähkökemiallisen energian varastoinnin kehityksessä, ja myös energian varastoinnin lämmönhallinnan kysyntä kasvaa. Energiaa varastoivilla akuilla, joilla on korkeampi purkaussuhde, on nopeampi lämmön karkaamisen riski. Siksi myös energiaa varastoivan lämmönhallinnan lämmönsiirtotehokkuutta on parannettava edelleen. Lämmönsiirtohyötysuhteen kannalta johtuu nesteiden korkeammasta ominaislämpökapasiteetista ja lämmönjohtavuudesta kaasuihin verrattuna ja mitä lähempänä lämmönlähdettä, sitä korkeampi jäähdytysteho on. Samalla virrankulutuksella nestejäähdytteisten akkujen lämmönpoistolämpötila on 3-5 astetta alhaisempi kuin ilmajäähdytteisten; Ja nestejäähdytysjärjestelmä ei vaadi ilmakanavien suunnittelua, mikä voi säästää huomattavasti maa-aluetta, joten ilmajäähdytyksen korvaamisesta nestejäähdytyksellä tulee myös tulevaisuuden trendi.
Ilmajäähdytys korvataan vähitellen nestejäähdytyksellä, ja upotusnestejäähdytyksellä on mahdollisuus lisätä tunkeutumisnopeutta entisestään jäähdytysnesteen hinnan laskiessa. Ulkoinen lämmönhallinta, jossa säiliö on lämmönhallintatavoitteena, voi olla yrityssuunta lämmönhallintaratkaisujen kustannusten vähentämiseen edelleen. Nestejäähdytystekniikassa kylmälevynestejäähdytys ja upotusnestejäähdytys ovat kaksi yleistä muotoa. Nestejäähdytykseen on olemassa erilaisia ratkaisuja, joista valtavirtaisia ja tehokkaita ratkaisuja ovat upotusnestejäähdytys, suihkujäähdytys ja kylmälevynestejäähdytys. Upotusnestejäähdytyksellä on parempi suorituskyky, mukaan lukien yksivaiheinen/vaihevaihtojäähdytys, mutta se vaatii korkeampia lämpö- ja fysikaalisia ominaisuuksia, vakautta, materiaalien yhteensopivuutta ja jäähdytysnesteen eristystä, mikä johtaa korkeampiin kustannuksiin. Tällä hetkellä kylmälevynestejäähdytys on suhteellisen kypsä nestejäähdytysratkaisu, jolla on yksinkertainen asennus, hyvä materiaalien yhteensopivuus, alhaiset muunnoskustannukset, nopea kehitysnopeus ja alhaisempi hinta kuin upotusnestejäähdytys.
Tulevaisuuden lämmönhallinnan mahdollisia kehitystrendejä ovat mm.
1. Ilmajäähdytys korvataan nestejäähdytyksellä,
2. Kylmälevytyypin kehittäminen kohti upotustyyppiä,
3. Lämmönhallinnan ulkoistaminen. Sirujen laskentatehon, akun energiatiheyden sekä lataus- ja purkutehokkuuden jatkuvan parantamisen myötä myös laitteiden aikayksikköä kohti tuottama lämpö kasvaa merkittävästi. Siksi lämpötilansäätöjärjestelmien lämmönvaihtotehokkuuden parantamisesta tulee teollisuuden kehityksen trendi.
