تطبيقات الألواح المبردة بالسائل في قطاع الطاقة الجديد!

تعد الألواح المبردة بالسائل مكونات أساسية للإدارة الحرارية يتم تطبيقها على نطاق واسع في صناعة الطاقة الجديدة. إنها توفر تحكمًا دقيقًا في درجة الحرارة، وكفاءة تشغيلية محسنة، وعمر خدمة ممتد، وسلامة تشغيلية معززة، وقد أصبحت تكوينًا قياسيًا لمعدات الطاقة الجديدة عالية الطاقة. فيما يلي سيناريوهات التطبيق الرئيسية الخاصة بهم:

1. مركبات الطاقة الجديدة (NEVs)

   هذا هو مجال التطبيق الأكبر والأكثر نضجا.

   1. أنظمة بطاريات الطاقة

      يتم تثبيت الألواح المبردة بالسائل على الجزء السفلي أو الجانبي من وحدات/حزم البطارية لتشكيل حلقة مغلقة لتدوير السائل. تحافظ على درجة حرارة تشغيل البطارية بشكل ثابت بين 20-35 درجة مئوية مع اختلاف في درجة الحرارة في حدود 2.5 درجة مئوية.

      القيم الأساسية:يدعم الشحن فائق السرعة من 2C إلى 5C، ويقلل من المخاطر الحرارية المنفلتة بشكل كبير، ويثبت نطاق القيادة، ويطيل عمر خدمة البطارية إلى أكثر من 15 عامًا.

      الهياكل الرئيسية:قنوات أفعوانية وقنوات تدفق متوازية وألواح باردة مدمجة في الطبقة البينية لخلايا البطاريات عالية الكثافة.

   2. وحدات التحكم في المحركات ووحدات IGBT

      يتم اعتماد الألواح ذات الزعانف الدبوسية أو الألواح المبردة بالسائل على الوجهين لتبديد الحرارة لأجهزة الطاقة IGBT وSiC. أنها تحافظ على درجة حرارة الوصلة أقل من 60 درجة مئوية.

      المزايا:تعزيز كفاءة تحويل الطاقة بنسبة 1%-1.5%، والتكيف مع ظروف التشغيل عالية التردد والطاقة العالية لمنصات الجهد العالي 800 فولت.

   3. أكوام الشحن المبردة بالسائل

      تُستخدم الألواح المبردة بالسائل لتبديد الحرارة لمسدسات الشحن والكابلات ووحدات الطاقة الداخلية. إنها تضاعف القدرة الاستيعابية الحالية ثلاث مرات وتتيح الشحن العام فائق السرعة.

2. أنظمة تخزين الطاقة

   مسار سريع النمو مع الطلب على نطاق واسع في السوق، ويستخدم على نطاق واسع في محطات تخزين الطاقة الصناعية والتجارية ومحطات تخزين الطاقة في الحاويات.

   1. تخزين الطاقة من نوع الخزانة والحاوية

      تتناسب الألواح الباردة بشكل وثيق مع وحدات البطارية. يعمل المحلول المائي المختلط من الجليكول كمبرد، حيث يتحكم في انحراف درجة الحرارة الإجمالي ضمن ±2 درجة مئوية.

      أبرز النقاط:خفض استهلاك الطاقة الإضافية بنسبة تزيد عن 30% مقارنةً بتبريد الهواء، وتحسين اتساق البطارية وعمر الدورة بأكثر من 20%، ورفع كفاءة الرحلة ذهابًا وإيابًا (RTE) للنظام بأكمله إلى أكثر من 93.5%.

      اتجاه التطبيق:أصبح التبريد السائل الكامل هو الاتجاه السائد لمشاريع تخزين الطاقة واسعة النطاق التي تزيد عن 1 جيجاوات في الساعة.

   2. التبريد السائل بالغمر (سيناريوهات عالية الكثافة)

      إلى جانب الألواح المبردة بالسائل والسائل المفلور العازل، يتم تطبيقه في سيناريوهات كثافة تدفق الحرارة العالية للغاية، مع PUE منخفض يصل إلى 1.02.

3. الصناعة الكهروضوئية

   يتم نشرها بشكل أساسي لتبديد الحرارة لمعدات الطاقة والوحدات الكهروضوئية في محطات الطاقة الكهروضوئية.

   1. العاكسون الكهروضوئية

      تُستخدم الألواح المبردة بالسائل عالية الأداء ذات القنوات الصغيرة أو الهياكل ذات الزعانف الدبوسية لتبريد وحدات IGBT ذات المحولات المركزية والسلسلة بجهد 1500 فولت. بفضل المقاومة الممتازة للتآكل الخارجي، فإنها تلبي متطلبات الخدمة لمدة 25 عامًا لمحطات الطاقة.

      فائدة:زيادة كفاءة تحويل الطاقة بنسبة 0.8%-1.2% وتقليل معدلات فشل المعدات.

   2. الأنظمة المتكاملة PV-ESS

      تتشارك العاكسات وبطاريات تخزين الطاقة في حلقة تبريد سائلة موحدة، تتميز بالتكامل العالي والتحكم المتسق في درجة الحرارة وتكاليف التشغيل الإجمالية المنخفضة.

   3. الأنظمة الكهروضوئية الحرارية (PVT).

      يتم توصيل الألواح المبردة بالسائل بالجزء الخلفي من الوحدات الكهروضوئية. فهي تخفض درجة حرارة تشغيل الوحدة لتعزيز توليد الطاقة، وإعادة تدوير الحرارة المهدرة للتدفئة أو الاستخدام الصناعي. ويرتفع معدل الاستخدام الشامل للطاقة الشمسية إلى 40%-50%.

4. صناعة طاقة الرياح

   في المقام الأول لتبديد الحرارة للمحولات في توربينات الرياح البرية والبحرية.

   طلب:تم تجهيز الألواح المبردة بالسوائل المضادة للضباب الملحي والمضادة للتآكل لمحولات الرياح عالية الطاقة بقدرة 3 ميجاوات +.

   أداء:تحقيق الاستقرار في تشغيل المعدات في البيئات البحرية والصحراوية القاسية، وتحسين كفاءة التحويل بنسبة 0.5%-1%، وإطالة عمر الخدمة إلى 20 عامًا.

5. المزايا الأساسية واتجاهات الصناعة
   1. المزايا الأساسية
      • تبديد ممتاز للحرارة: مقاومة حرارية منخفضة، مناسبة للمعدات ذات كثافة تدفق الحرارة أكثر من 50 وات/سم².
      • التحكم الدقيق في درجة الحرارة: اختلاف بسيط في درجة الحرارة لتجنب النقاط الساخنة المحلية وتوهين المكونات.
      • موثوقية عالية: يصل إلى مستوى حماية IP65، ومقاوم للغبار والرطوبة والضباب الملحي.
      • توفير الطاقة: تقليل استهلاك الطاقة الإضافية بشكل كبير مقارنة بتبريد الهواء التقليدي.
   2. اتجاهات التنمية
      • ترقية المواد: تظل سبائك الألومنيوم التقليدية هي المهيمنة؛ يتم تطبيق مركبات النحاس والألمنيوم والمواد المركبة الجديدة تدريجياً.
      • التحسين الهيكلي: أصبحت القنوات الصغيرة وقنوات التدفق المحسنة للطوبولوجيا والألواح الباردة ذات الطبقات البينية شائعة.
      • تكامل النظام: تتطور حلول التبريد السائل المتكاملة للمركبات وتخزين الطاقة والطاقة الكهروضوئية وطاقة الرياح بسرعة.
      • التكيف مع الأجهزة واسعة النطاق: التبريد السائل على الوجهين والألواح الباردة عالية الكفاءة تلبي احتياجات أجهزة SiC عالية التردد.