Tecnologia de refrigeração para armazenamento comercial: uma revolução em eficiência energética que resolve o problema do "fuga térmica"

A iteração da tecnologia de refrigeração está a evoluir da exigência básica de «garantir a segurança» para o fulcro estratégico de "aumentar o valor dos ativos".

Os limites de eficiência e os desafios práticos das soluções de refrigeração tradicionais 

A solução de refrigeração a ar predominante atualmente no mercado (representando cerca de 55%) depende da convecção do ar para realizar a troca de calor, e os seus defeitos inerentes tornam-se gradualmente evidentes em cenários de alta potência.  

• Limite máximo de eficiência de dissipação de calor:A uma temperatura ambiente de 40 ℃, a diferença de temperatura das células da bateria no sistema de arrefecimento a ar geralmente excede 5 ℃, e a taxa de aumento da temperatura em pontos quentes locais pode chegar a 2 ℃/minuto, excedendo em muito o limite de segurança da bateria (≤1 ℃/minuto).

• Deficiências na adaptabilidade ambiental: Condições de trabalho complexas, como poeira e névoa salina, podem facilmente causar falhas no ventilador de refrigeração. Um teste realizado por uma agência terceirizada mostra que a frequência média anual de manutenção dos sistemas de refrigeração de ar em áreas costeiras é de 3,2 vezes, e os custos de operação e manutenção representam 23% das despesas do ciclo completo.

• O paradoxo da eficiência energética:Para lidar com os requisitos de dissipação de calor de pico, o sistema de refrigeração a ar fica frequentemente num estado de «sobre-refrigeração». O consumo de energia para refrigeração de alguns projetos representa 18% do consumo total de energia do sistema, reduzindo significativamente a eficiência energética geral.

  
  

Embora a tecnologia de refrigeração líquida (responsável por cerca de 32%) controle a diferença de temperatura em 3 °C através de atualizações médias, problemas como risco de vazamento na tubulação (taxa de falha anual de 0,8% a 1,5%), limitação do ponto de congelamento do refrigerante (as soluções convencionais são aplicáveis a temperaturas ≥-10 °C) e altos custos iniciais de instalação (40% a 60% mais caro que o arrefecimento a ar) ainda restringem a sua aplicação em larga escala.

Caminho inovador da tecnologia de refrigeração de última geração

A inovação em materiais impulsiona um salto de desempenho  

A aplicação de materiais de mudança de fase (PCM) na engenharia abre uma nova dimensão de «dissipação passiva de calor». O material de mudança de fase composto por grafeno desenvolvido por uma empresa líder pode absorver rapidamente o calor latente a 45 °C, controlar a flutuação da temperatura da superfície da bateria para ±1,2 °C e cooperar com a placa de arrefecimento líquido de microcanais para formar uma «rede de transferência de calor de duas fases sólido-líquido», que reduz a resistência térmica da dissipação de calor em 60%. Esta solução composta de «pré-arrefecimento passivo + controlo de precisão ativo» reduziu a temperatura média da célula da bateria de 52 °C para 38 °C no verão num projeto de armazenamento de energia comercial e industrial em Chongqing e prolongou a vida útil em 22%.  

Otimização estrutural em mecânica dos fluidos  

A tecnologia de refrigeração líquida por imersão rompe as limitações tradicionais através da reconstrução do canal de fluxo. O novo design da câmara de refrigeração líquida em forma de «favo de mel» melhora a uniformidade da taxa de fluxo do líquido refrigerante em 40% e, com um líquido refrigerante ecológico com uma constante dielétrica ≥ 25 (nível de isolamento até 10^14Ω・cm), é possível obter uma troca de calor de 360° da célula da bateria sem pontos mortos. Os dados reais medidos mostram que a diferença de temperatura desta solução é estável em ≤1,5 ℃ numa ampla faixa de temperatura de -20 ℃ a 60 ℃, e nenhum dispositivo de aquecimento adicional é necessário, economizando 15% do consumo de energia em comparação com as soluções tradicionais de refrigeração líquida.  

Os gémeos digitais permitem um controlo inteligente da temperatura  

A integração da computação de ponta e da tecnologia digital twin atualizou o sistema de refrigeração de «controlo responsivo» para «regulação preditiva». Ao implantar mais de 100 sensores de temperatura para construir um modelo térmico da bateria, o algoritmo de IA pode prever o risco de fuga térmica com 15 minutos de antecedência. E ajustar dinamicamente a estratégia de refrigeração: aumentar o fluxo do líquido refrigerante em 30% durante o período de pico de carga, mudar para o modo de economia de energia à noite, quando a carga é baixa, e aumentar a taxa de eficiência energética abrangente (COP) do sistema para 5,2, economizando 35% de eletricidade em comparação com as soluções tradicionais.

A inovação tecnológica da Dyness  

Como participante na inovação industrial, a Dyness lançou o Sistema de Arrefecimento Híbrido Inteligente (IHCS) com base no seu profundo conhecimento dos cenários de armazenamento industrial e comercial. As suas principais vantagens refletem-se em três dimensões.

Controlo inteligente da temperatura

Impulsionado por um programa inteligente desenvolvido internamente e equipado com um algoritmo de controlo PID adaptativo, é possível obter uma regulação dinâmica e precisa da unidade de refrigeração. O sistema pode calcular e ajustar parâmetros em tempo real de acordo com os requisitos de dissipação de calor predefinidos, acionar a unidade de refrigeração para responder rapidamente e operar de forma estável nas condições desejadas, e construir um sistema de regulação de dissipação de calor preciso e eficiente com lógica de controlo inteligente.

Otimização energética

Equipado com um módulo de gestão de energia desenvolvido internamente, o sistema pode ajustar dinamicamente a estratégia de refrigeração de acordo com a curva de carga e a temperatura ambiente.

Design modular

Cada módulo adota interfaces padronizadas e design plug-and-play, o que melhora significativamente a conveniência e a acessibilidade da operação e manutenção. Ao mesmo tempo, é equipado com um sistema de monitoramento inteligente para dar suporte à coleta em tempo real de dados de operação de todo o processo, monitoramento visual online e intervenção de manutenção remota, e construir um sistema eficiente de operação e manutenção para todo o ciclo de vida, desde a manutenção no nível do módulo até a gestão no nível do sistema.

O futuro da indústria: uma mudança de paradigma do "controlo da temperatura" para o «controlo da temperatura de valor» 

Com a implementação da exigência obrigatória da «Nova Especificação de Gestão de Projetos de Armazenamento de Energia» para diferença de temperatura da bateria ≤ 2 °C, a tecnologia de refrigeração está a mudar de «configuração opcional» para «competitividade central». Os dados da GGII mostram que, em 2024, a taxa de prémio dos projetos de armazenamento industrial e comercial com funções inteligentes de controlo de temperatura atingiu 15%, e a taxa de conversão de encomendas das empresas líderes em tecnologia aumentou 28%.

Para a Dyness, o IHCS não é apenas um portador de conquistas tecnológicas, mas também uma prática do conceito de “tecnologia definida por cenário” - ao deconstruir profundamente as necessidades diferenciadas dos utilizadores industriais e comerciais em cenários como arbitragem pico-vale, fornecimento de energia de reserva e gestão da procura, a tecnologia de refrigeração está profundamente associada à gestão de energia, proteção de segurança e sistema de operação e manutenção do sistema de armazenamento de energia para alcançar a atualização de “controlar a temperatura” para “criar valor”. Na jornada do sistema de armazenamento de energia em evolução para “alta integração, alta confiabilidade e alto rendimento”, o objetivo final da tecnologia de refrigeração não é apenas “evitar o superaquecimento da bateria”, mas garantir que o armazenamento e a liberação de cada quilowatt-hora de eletricidade estejam na faixa ideal de eficiência energética.