Applicazioni delle Piastre Raffreddate a Liquido nel Settore delle Nuove Energie!

Le piastre raffreddate a liquido sono componenti fondamentali per la gestione termica ampiamente applicati nel nuovo settore energetico. Forniscono un controllo preciso della temperatura, una migliore efficienza operativa, una durata operativa prolungata e una maggiore sicurezza operativa e sono diventati una configurazione standard per le nuove apparecchiature energetiche ad alta potenza. Di seguito sono riportati i principali scenari applicativi:

1. Veicoli a nuova energia (NEV)

   Questo è il campo di applicazione più vasto e maturo.

   1. Sistemi di batterie di alimentazione

      Le piastre raffreddate a liquido sono montate sul fondo o sul lato dei moduli/pacchi batteria per formare un circuito chiuso di circolazione del liquido. Mantengono la temperatura operativa della batteria costantemente tra 20 e 35 °C con una differenza di temperatura entro 2,5 °C.

      Valori chiave:Supporta la ricarica ultraveloce 2C~5C, riduce notevolmente i rischi di fuga termica, stabilizza l'autonomia e prolunga la durata della batteria fino a oltre 15 anni.

      Strutture principali:Canali serpentini, canali di flusso paralleli e piastre fredde integrate nello strato intermedio per celle di batterie ad alta densità.

   2. Controller motore e moduli IGBT

      Per la dissipazione del calore dei dispositivi di potenza IGBT e SiC vengono adottate piastre pin-fin o double-face raffreddate a liquido. Mantengono la temperatura di giunzione sotto i 60°C.

      Vantaggi:Aumenta l'efficienza di conversione energetica dell'1%–1,5% e si adatta alle condizioni operative ad alta frequenza e alta potenza delle piattaforme ad alta tensione da 800 V.

   3. Pile di ricarica raffreddate a liquido

      Le piastre raffreddate a liquido vengono utilizzate per la dissipazione del calore di pistole di ricarica, cavi e unità di alimentazione interne. Triplicano la capacità di trasporto di corrente e consentono una ricarica pubblica ultraveloce.

2. Sistemi di accumulo dell'energia

   Un percorso in rapida crescita con una domanda di mercato su larga scala, ampiamente utilizzato nelle stazioni di stoccaggio dell'energia lato rete, industriali e commerciali e in container.

   1. Accumulo di energia in contenitori e armadietti

      Le piastre fredde si adattano perfettamente ai moduli batteria. La soluzione acquosa mista di glicole funge da refrigerante, controllando la deviazione complessiva della temperatura entro ±2 °C.

      Punti salienti:Riduci il consumo di energia ausiliaria di oltre il 30% rispetto al raffreddamento ad aria, migliora la consistenza della batteria e la durata del ciclo di oltre il 20% e aumenta l'efficienza di andata e ritorno (RTE) dell'intero sistema oltre il 93,5%.

      Tendenza applicativa:Il raffreddamento completamente a liquido è diventato la soluzione principale per i progetti di stoccaggio di energia su larga scala superiori a 1 GWh.

   2. Raffreddamento a liquido per immersione (scenari ad alta densità)

      Combinato con piastre raffreddate a liquido e liquido fluorurato isolante, viene applicato in scenari con densità del flusso di calore estremamente elevata, con PUE pari a 1,02.

3. Industria fotovoltaica

   Utilizzato principalmente per la dissipazione del calore di apparecchiature elettriche e moduli fotovoltaici nelle centrali fotovoltaiche.

   1. Invertitori fotovoltaici

      Le piastre raffreddate a liquido ad alte prestazioni con microcanali o strutture pin-fin vengono utilizzate per il raffreddamento di unità IGBT di inverter centralizzati a 1500 V e di stringa. Grazie all'eccellente resistenza alla corrosione esterna, soddisfano i requisiti di servizio di 25 anni per le centrali elettriche.

      Beneficio:Aumenta l’efficienza di conversione della potenza dello 0,8%–1,2% e riduci i tassi di guasto delle apparecchiature.

   2. Sistemi Integrati PV-ESS

      Gli inverter e le batterie di accumulo dell'energia condividono un circuito di raffreddamento a liquido unificato, caratterizzato da elevata integrazione, controllo coerente della temperatura e costi operativi complessivi inferiori.

   3. Sistemi fotovoltaici-termici (PVT).

      Le piastre raffreddate a liquido sono fissate sul retro dei moduli fotovoltaici. Abbassano la temperatura operativa del modulo per aumentare la produzione di energia e riciclano il calore di scarto per il riscaldamento o per uso industriale. Il tasso complessivo di utilizzo dell’energia solare sale al 40%–50%.

4. Industria dell'energia eolica

   Principalmente per la dissipazione del calore dei convertitori nelle turbine eoliche onshore e offshore.

   Applicazione:Le piastre personalizzate anti-nebbia salina e anti-corrosione raffreddate a liquido sono equipaggiate per convertitori eolici ad alta potenza da 3 MW+.

   Prestazione:Stabilizza il funzionamento delle apparecchiature in ambienti marini e desertici difficili, migliora l'efficienza di conversione dello 0,5%–1% e prolunga la durata di servizio fino a 20 anni.

5. Vantaggi principali e tendenze del settore
   1. Vantaggi fondamentali
      • Eccellente dissipazione del calore: bassa resistenza termica, adatta per apparecchiature con densità di flusso termico superiore a 50 W/cm².
      • Controllo preciso della temperatura: differenza di temperatura ridotta per evitare punti caldi locali e attenuazione dei componenti.
      • Elevata affidabilità: raggiunge il livello di protezione IP65, resistente a polvere, umidità e nebbia salina.
      • Risparmio energetico: riduce notevolmente il consumo di energia ausiliaria rispetto al tradizionale raffreddamento ad aria.
   2. Tendenze di sviluppo
      • Miglioramento dei materiali: la tradizionale lega di alluminio rimane dominante; il composito rame-alluminio e nuovi materiali compositi vengono gradualmente applicati.
      • Ottimizzazione strutturale: diventano popolari i microcanali, i canali di flusso ottimizzati per topologia e le piastre fredde interstrato.
      • Integrazione di sistema: le soluzioni integrate di raffreddamento a liquido per veicoli, stoccaggio di energia, energia fotovoltaica ed eolica si stanno sviluppando rapidamente.
      • Adattamento a dispositivi con ampio gap di banda: il raffreddamento a liquido su entrambi i lati e le piastre fredde ad alta efficienza soddisfano i dispositivi SiC ad alta frequenza.