Dyness Knowledge | Tecnologia di raffreddamento per accumulo commerciale: una rivoluzione nell'efficienza energetica che risolve il problema della "fuga termica"

L'evoluzione della tecnologia di raffreddamento sta evolvendo dall'esigenza fondamentale di "garantire la sicurezza" al fulcro strategico di "aumentare il valore degli asset".

I limiti di efficienza e le sfide pratiche delle soluzioni di raffreddamento tradizionali 

L'attuale soluzione di raffreddamento ad aria più diffusa sul mercato (che rappresenta circa il 55%) si basa sulla convezione dell'aria per ottenere lo scambio termico, e i suoi difetti intrinseci diventano gradualmente evidenti negli scenari ad alta potenza.

• Limite di efficienza di dissipazione del calore: a una temperatura ambiente di 40 °C, la differenza di temperatura delle celle della batteria nel sistema di raffreddamento ad aria supera generalmente i 5 °C e la velocità di aumento della temperatura nei punti caldi locali può raggiungere i 2 °C/minuto, superando di gran lunga la soglia di sicurezza della batteria (≤1 °C/minuto).

• Carenze di adattabilità ambientale: condizioni di lavoro complesse come polvere e nebbia salina possono facilmente causare guasti alla ventola di raffreddamento. Un test condotto da un'agenzia terza mostra che la frequenza media annuale di manutenzione dei sistemi di raffreddamento ad aria nelle aree costiere è 3,2 volte superiore e che i costi di esercizio e manutenzione rappresentano il 23% della spesa per l'intero ciclo.

• Paradosso dell'efficienza energetica: per far fronte ai picchi di dissipazione del calore, il sistema di raffreddamento ad aria si trova spesso in uno stato di "sovraffreddamento". Il consumo energetico di raffreddamento di alcuni progetti rappresenta il 18% del consumo energetico totale del sistema, riducendo significativamente l'efficienza energetica complessiva.

  
  

Sebbene la tecnologia di raffreddamento a liquido (che rappresenta circa il 32%) riesca a controllare la differenza di temperatura entro 3 °C attraverso aggiornamenti di media entità, problemi come il rischio di perdite dalle tubazioni (tasso di guasto annuo dello 0,8%-1,5%), la limitazione del punto di congelamento del refrigerante (le soluzioni convenzionali sono applicabili a temperature ≥-10 °C) e gli elevati costi di installazione iniziale (40%-60% più costosi del raffreddamento ad aria) ne limitano ancora l'applicazione su larga scala.

Un percorso rivoluzionario per la tecnologia di raffreddamento di nuova generazione

L'innovazione nei materiali guida il salto di prestazioni  

L'applicazione ingegneristica dei materiali a cambiamento di fase (PCM) apre una nuova dimensione di "dissipazione passiva del calore". Il materiale composito a cambiamento di fase in grafene, sviluppato da un'azienda leader, è in grado di assorbire rapidamente il calore latente a 45 °C, controllare la fluttuazione di temperatura della superficie della batteria a ±1,2 °C e interagire con la piastra di raffreddamento a liquido a microcanali per formare una "rete di trasferimento termico bifase solido-liquido", che riduce la resistenza termica di dissipazione del calore del 60%. Questa soluzione composita di "preraffreddamento passivo + controllo di precisione attivo" ha ridotto la temperatura media della cella della batteria da 52 °C a 38 °C in estate in un progetto di accumulo di energia commerciale e industriale a Chongqing, prolungandone la durata del 22%.

Ottimizzazione strutturale nella meccanica dei fluidi  

La tecnologia di raffreddamento a liquido a immersione supera i limiti tradizionali attraverso la ricostruzione dei canali di flusso. Il nuovo design della camera di raffreddamento a liquido "a nido d'ape" migliora l'uniformità del flusso del refrigerante del 40% e, grazie all'utilizzo di un refrigerante ecologico con una costante dielettrica ≥ 25 (livello di isolamento fino a 10^14Ω・cm), si ottiene uno scambio termico a 360° della cella della batteria senza punti morti. I dati misurati mostrano che la differenza di temperatura di questa soluzione è stabile a ≤1,5°C in un ampio intervallo di temperatura da -20°C a 60°C e non richiede alcun dispositivo di riscaldamento aggiuntivo, con un risparmio energetico del 15% rispetto alle tradizionali soluzioni di raffreddamento a liquido.  

I gemelli digitali consentono un controllo intelligente della temperatura

L'integrazione dell'edge computing e della tecnologia dei gemelli digitali ha migliorato il sistema di raffreddamento da "controllo reattivo" a "regolazione predittiva". Implementando oltre 100 sensori di temperatura per costruire un modello termico della batteria, l'algoritmo di intelligenza artificiale è in grado di prevedere il rischio di fuga termica con 15 minuti di anticipo. E regola dinamicamente la strategia di raffreddamento: aumenta il flusso di refrigerante del 30% durante il periodo di carica di picco, passa alla modalità di risparmio energetico di notte quando il carico è basso e aumenta l'indice di efficienza energetica (COP) complessivo del sistema a 5,2, con un risparmio del 35% di elettricità rispetto alle soluzioni tradizionali.

La svolta tecnologica di Dyness  

Come partecipante all'innovazione del settore, Dyness ha lanciato l'Intelligent Hybrid Cooling System (IHCS) basato sulla sua profonda conoscenza degli scenari di accumulo industriali e commerciali. I suoi principali vantaggi si riflettono in tre dimensioni.

2,676 / 5,000 Controllo Intelligente della Temperatura  

Grazie a un programma intelligente sviluppato internamente e dotato di un algoritmo di controllo PID adattivo, è possibile ottenere una regolazione dinamica e precisa dell'unità di raffreddamento. Il sistema è in grado di calcolare e regolare i parametri in tempo reale in base ai requisiti di dissipazione del calore preimpostati, di pilotare l'unità di raffreddamento per una risposta rapida e un funzionamento stabile nelle condizioni target e di costruire un sistema di regolazione della dissipazione del calore preciso ed efficiente con logica di controllo intelligente.

Ottimizzazione Energetica

Dotato di un modulo di gestione energetica sviluppato internamente, il sistema è in grado di regolare dinamicamente la strategia di raffreddamento in base alla curva di carico e alla temperatura ambiente.

Design Modulare

Ogni modulo adotta interfacce standardizzate e un design plug-and-play, che migliora significativamente la praticità e l'accessibilità di funzionamento e manutenzione. Allo stesso tempo, è dotato di un sistema di monitoraggio intelligente per supportare la raccolta in tempo reale dei dati operativi dell'intero processo, il monitoraggio visivo online e gli interventi di manutenzione da remoto, e per costruire un sistema di funzionamento e manutenzione efficiente per l'intero ciclo di vita, dalla manutenzione a livello di modulo alla gestione a livello di sistema.

Il futuro del settore: un cambio di paradigma dal "controllo della temperatura" al "controllo della temperatura del valore" 

Con l'implementazione del requisito obbligatorio della "Nuova Specifica di Gestione dei Progetti di Accumulo di Energia" per una differenza di temperatura della batteria ≤ 2°C, la tecnologia di raffreddamento sta passando da "configurazione opzionale" a "competitività di base". I dati GGII mostrano che nel 2024 il tasso di premio dei progetti di accumulo industriali e commerciali con funzioni di controllo intelligente della temperatura ha raggiunto il 15% e il tasso di conversione degli ordini delle aziende leader tecnologiche è aumentato del 28%.

Per Dyness, IHCS non è solo un portatore di successi tecnologici, ma anche una pratica del concetto di "tecnologia definita dallo scenario": decostruendo profondamente le esigenze differenziate degli utenti industriali e commerciali in scenari come l'arbitraggio picco-valle, l'alimentazione di backup e la gestione della domanda, la tecnologia di raffreddamento è strettamente associata alla gestione energetica, alla protezione della sicurezza e al sistema di gestione e manutenzione del sistema di accumulo di energia per raggiungere il passaggio dal "controllo della temperatura" alla "creazione di valore". Nel percorso di evoluzione del sistema di accumulo di energia verso "elevata integrazione, elevata affidabilità e alta resa", l'obiettivo finale della tecnologia di raffreddamento non è solo "impedire il surriscaldamento della batteria", ma garantire che l'accumulo e il rilascio di ogni kilowattora di elettricità rientrino nell'intervallo di efficienza energetica ottimale.