中國儲能網(wǎng)訊：
統(tǒng)壽命提升13%
度電成本降低15%
運維時間節(jié)省30%以上
占地面積節(jié)省40%以上
功率密度提升100%
上述數(shù)據(jù)來自科華數(shù)能于5月20日發(fā)布的一款儲能新品——科華數(shù)能S3液冷儲能系統(tǒng)，系統(tǒng)由1500V儲能電池、簇級控制器、液冷系統(tǒng)、安全防護(hù)系統(tǒng)、智能管理系統(tǒng)構(gòu)成，具備Safe（主動安全）、Smart（智能高效）、Simple（精簡靈活）三大核心優(yōu)勢。
儲能進(jìn)入規(guī)模化發(fā)展階段后，液冷儲能系統(tǒng)受到較多關(guān)注，那么到底液冷儲能系統(tǒng)好在哪？在安全、效率、經(jīng)濟(jì)性方面表現(xiàn)如何？更適合哪種儲能應(yīng)用？為了更全面地了解液冷儲能系統(tǒng)，中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟與科華數(shù)能技術(shù)總經(jīng)理曾春保進(jìn)行了一次深入交流。
01、液冷系統(tǒng)是什么？
在介紹液冷系統(tǒng)之前，首先需要對儲能系統(tǒng)進(jìn)行一個簡單認(rèn)識。本文所稱儲能系統(tǒng)主要指電池儲能系統(tǒng)，一般是由電池系統(tǒng)、PCS系統(tǒng)、BMS系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等組成。其中電池系統(tǒng)由電池單體經(jīng)過串并聯(lián)組成，按照目前常見的40尺2.5MWh風(fēng)冷儲能集裝箱計算，大約需要120Ah的電芯6510個，280Ah的電芯2790個，數(shù)千個電芯堆放在一起，需要控制其環(huán)境溫度，否則會影響電池壽命甚至出現(xiàn)熱失控進(jìn)而帶來火災(zāi)風(fēng)險。
液冷系統(tǒng)就是針對電池進(jìn)行溫度管理的一種溫控技術(shù)，我們比較熟悉的空調(diào)、電動汽車、數(shù)據(jù)中心都會用到溫控技術(shù)。據(jù)曾春保介紹，風(fēng)冷散熱技術(shù)是從空調(diào)延伸過來的，液冷技術(shù)則是從電動汽車借鑒而來。目前儲能領(lǐng)域溫控技術(shù)主要包含風(fēng)冷和液冷兩種。風(fēng)冷散熱通過風(fēng)扇將電芯產(chǎn)生的熱量帶到外部，液冷散熱通過冷卻液對流換熱，可以對每一個電芯進(jìn)行精準(zhǔn)溫度管理。儲能系統(tǒng)最早普遍采用風(fēng)冷技術(shù)，因為該技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單、技術(shù)成熟、成本低廉，可實現(xiàn)快速交付部署，那么為何此時液冷儲能受到更多的關(guān)注呢？
02、液冷儲能應(yīng)用而生
曾春保認(rèn)為，如今液冷儲能被越來越多的人關(guān)注并認(rèn)可，除了其自身優(yōu)勢外，與當(dāng)下的市場需求密不可分。
2021年中國儲能市場進(jìn)入真正意義上的規(guī)模化發(fā)展，據(jù)CNESA儲能數(shù)據(jù)庫顯示，2021年中國共有70余個百兆瓦儲能項目處于規(guī)劃、建設(shè)中，且百兆瓦項目多為獨立儲能/共享儲能形式。而建設(shè)獨立儲能/共享儲能還面臨著幾大挑戰(zhàn)：安全、效率和經(jīng)濟(jì)性，液冷儲能的出現(xiàn)正好解決了上述難題。
更安全
隨著儲能項目建設(shè)規(guī)模的不斷增大，電池單體容量和系統(tǒng)能量密度都隨之提高，即使采用280Ah大容量電芯，建設(shè)百兆瓦的儲能項目仍然需要十幾萬甚至幾十萬個電芯組合在一起，這將會產(chǎn)生更大的熱量，對儲能系統(tǒng)溫控管理也提出更高要求。
據(jù)曾春保介紹，液冷儲能技術(shù)門檻較高，因為它不是簡單地系統(tǒng)散熱，是通過冷卻液對流直接對電芯散熱，其難點也包括如何降低冷卻液的泄露風(fēng)險?？迫A數(shù)能為此做了大量工作，并提出主動安全設(shè)計理念，液冷儲能系統(tǒng)采用三級防爆+三級消防+三重絕緣監(jiān)測與保障，使之具備本體安全、設(shè)計安全、結(jié)構(gòu)安全、系統(tǒng)安全、管理安全、消防安全六重安全設(shè)計，安全防范無遺漏。曾春保強(qiáng)調(diào)說，科華數(shù)能S3液冷儲能系統(tǒng)的設(shè)計理念就是要保證極致安全，即使萬一出現(xiàn)異常，也配置了多重手段將異常控制在最小范圍。
更經(jīng)濟(jì)
儲能系統(tǒng)集成設(shè)計除了安全，還要考慮到全生命周期的運行維護(hù)，從這個角度來說，液冷儲能系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性更優(yōu)。
儲能系統(tǒng)運行產(chǎn)熱大且散熱不均，除危及電池儲能系統(tǒng)安全外，還會影響電池壽命?？迫A數(shù)能通過簇級控制器和智能溫控均衡控制技術(shù)，使得集裝箱系統(tǒng)內(nèi)部溫差不超過5℃，任一pack之間溫差不超過3℃，從而將系統(tǒng)壽命提升13%。
此外，隨著百兆瓦儲能項目的陸續(xù)投運，如何實時監(jiān)控萬級儲能電芯運行狀態(tài)成為不小的挑戰(zhàn)?？迫A數(shù)能S3液冷儲能系統(tǒng)采用智能3D云圖AI技術(shù)，數(shù)據(jù)3D圖像化可視，可以將現(xiàn)場情況遠(yuǎn)程實景化呈現(xiàn)，實現(xiàn)故障電池pack精準(zhǔn)定位及預(yù)測，節(jié)省運維時間30%以上。
科華數(shù)能S3液冷儲能系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的20尺3.44MWh集裝箱解決方案，相較于傳統(tǒng)風(fēng)冷的40尺3.44MWh集裝箱，功率密度提升100%，以配置10MW/20MWh的儲能系統(tǒng)布局為例，采用液冷電池系統(tǒng)節(jié)省占地面積40%以上。此外，系統(tǒng)采用預(yù)制模塊化設(shè)計，集成化程度高，廠內(nèi)預(yù)制，無需現(xiàn)場安裝調(diào)試。
綜上，通過從電池壽命、施工、運維、占地面積幾個角度的綜合分析，科華數(shù)能S3液冷儲能系統(tǒng)初始投資成本能降低2%以上。
更適合長時儲能
從2021年到現(xiàn)在，全國各地陸續(xù)出臺了多項儲能配比的相關(guān)政策，其中涉及到兩個指標(biāo)，一個是功率占比，一個是儲能時長，功率占比從5%到30%不等，儲能時長從1h到4h不等。從目前規(guī)劃中的獨立儲能/共享儲能來看，其儲能時長要求2h居多，但隨著風(fēng)電、光伏等新能源裝機(jī)占比的不斷提高，將從現(xiàn)在的26.7%提升到“十四五”末的50%以上，未來需要更多的儲能來解決日內(nèi)波動甚至多周靈活的問題，以及應(yīng)對潛在的極端天氣挑戰(zhàn)。屆時對儲能的需求將達(dá)到并超過4-5h配置，所以長時儲能在未來將成剛需，而這一趨勢在國外已經(jīng)顯現(xiàn)。
在曾春保看來，4h電池儲能系統(tǒng)如果繼續(xù)采用風(fēng)冷散熱技術(shù)，很難想像其占地面積和安全狀況，而液冷儲能的價值將進(jìn)一步得到凸顯，更適合大規(guī)模和長時儲能場景應(yīng)用——。儲能技術(shù)在合適的應(yīng)用場景下，方可發(fā)揮其最大的優(yōu)勢。
總而言之，儲能系統(tǒng)作為復(fù)雜的解決方案，需要對電化學(xué)、電力電子、電氣、電網(wǎng)等環(huán)節(jié)都具備深入的了解，而液冷儲能則進(jìn)一步提升了技術(shù)門檻。曾春保也始終在思考，哪種類型企業(yè)更容易將上述領(lǐng)域全部融會貫通呢？答案是：科華數(shù)能。
科華深耕電力電子技術(shù)30多年，依托在UPS、數(shù)據(jù)中心等后備儲能領(lǐng)域30余年的積累和在光伏等新能源領(lǐng)域十?dāng)?shù)年的沉淀，所以科華無論是對前端電池直流側(cè)系統(tǒng)的整合，還是對后端連接電網(wǎng)參與調(diào)度以及獲取輔助服務(wù)等收益有更深地理解，也正是基于對各環(huán)節(jié)的深度理解和融合，才創(chuàng)造了更優(yōu)的儲能系統(tǒng)。
03、科華數(shù)能再出發(fā)
隨著新能源的快速發(fā)展，科華數(shù)據(jù)股份有限公司于2021年將其光伏、儲能等新能源業(yè)務(wù)獨立并成立了“廈門科華數(shù)能科技有限公司”，形成了科華數(shù)據(jù)與科華數(shù)能的科華“雙子星”戰(zhàn)略。
科華數(shù)能傳承了科華30余年立足于電力電子轉(zhuǎn)換核心技術(shù)的深厚沉淀，專注光伏、儲能、微網(wǎng)、風(fēng)電、綜合能源服務(wù)等新能源業(yè)務(wù)，目前已在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用電側(cè)以及微網(wǎng)儲能等領(lǐng)域進(jìn)行了布局，擁有全系列、全場景儲能解決方案。
談及科華數(shù)能的核心優(yōu)勢，技術(shù)出身的曾春保感慨道：“領(lǐng)先的產(chǎn)品與技術(shù)是公司長期發(fā)展的核心競爭力”，始終堅持以技術(shù)創(chuàng)新為牽引，以技術(shù)創(chuàng)新為基因?？迫A自主培養(yǎng)的技術(shù)人才中有4位享受國務(wù)院特殊津貼待遇，這就包括了科華董事長、總裁以及總工程師等核心管理層。所以科華數(shù)能自我定位為“高可靠光儲專家”，這也正是作為長期主義者的不懈追求。
在儲能領(lǐng)域，科華數(shù)能打造了3000多個項目，全球儲能累計裝機(jī)規(guī)模超過2.6GW/3.8GWh。2021年公司儲能解決方案助力深圳南山電廠實現(xiàn)了“儲能黑啟動”、“儲能輔助調(diào)頻”及“源荷儲一體化”三位一體，是國內(nèi)首例采用儲能系統(tǒng)實現(xiàn)9E級機(jī)組黑啟動的項目，填補(bǔ)了多項黑啟動領(lǐng)域應(yīng)用的國內(nèi)空白；助力阜新風(fēng)儲項目順利通過并網(wǎng)驗收，該項目是國內(nèi)首個實現(xiàn)“慣量支撐”+“一次調(diào)頻”的飛輪儲能應(yīng)用；參與廣東陽西火電廠26MW/13MWh儲能調(diào)頻項目，在該項目中科華數(shù)能克服了高溫、高濕、高鹽霧等惡劣環(huán)境問題，實現(xiàn)順利并網(wǎng)及可靠運行……
曾春保表示，從1988年科華成立到2010年上市，從世紀(jì)之初探索儲能微網(wǎng)應(yīng)用到近年來得到行業(yè)的認(rèn)同和贊許，科華數(shù)能在儲能領(lǐng)域的探索從未止步。堅定不移地跟蹤市場變化，始終不渝地布局研發(fā)力量和持之以恒地進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，不斷實現(xiàn)技術(shù)突破。正是憑借著領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢和豐富的解決方案能力，科華數(shù)能為客戶解決了一個又一個難題。
科華數(shù)能正青春，屬于新能源的時代也才剛剛開始?？迫A數(shù)能S3液冷儲能系統(tǒng)的發(fā)布將成為科華數(shù)能發(fā)展的新腳注，隨著未來市場需求的不斷變化，科華數(shù)能將以卓越的創(chuàng)新能力，持續(xù)為全球雙碳目標(biāo)貢獻(xiàn)力量。
