¿Los sistemas de almacenamiento de energía deberían refrigerarse por aire o por líquido?

1. ¿Qué es un Paquete de almacenamiento de energía de batería enfriada por aire ?

Un paquete de almacenamiento de energía de batería enfriado por aire es un módulo de sistema de almacenamiento de energía que utiliza aire como medio principal de disipación de calor, controlando la temperatura de la batería a través del flujo de aire impulsado por un ventilador. Su estructura simple, bajo costo y facilidad de mantenimiento lo han convertido en un método de enfriamiento común en el almacenamiento de energía comercial e industrial, dispositivos de almacenamiento de energía a pequeña escala y algunos recintos de almacenamiento de energía al aire libre. En los sistemas de almacenamiento de energía, las baterías generan calor continuamente durante la carga y descarga, y la temperatura es el factor más sensible que afecta la seguridad y la vida útil de la batería. Por lo tanto, es fundamental establecer un método de disipación de calor estable y confiable. El paquete de almacenamiento de energía refrigerado por aire es una solución técnica práctica desarrollada para satisfacer esta necesidad.

El principio básico de un paquete de almacenamiento de energía de batería enfriado por aire es utilizar un ventilador para forzar el flujo de aire a través de una ruta de flujo de aire establecida, permitiendo que el aire exterior relativamente frío pase a través del módulo de batería, intercambiando continuamente calor interno para eliminar el exceso de calor. Su eficiencia de disipación de calor depende de factores como la potencia del ventilador, el diseño de la ruta del flujo de aire, la disposición de la batería y las condiciones ambientales. En términos de diseño estructural, los paquetes de almacenamiento de energía enfriados por aire suelen tener entradas y salidas de aire preinstaladas y utilizan componentes como pantallas de ventilación y filtros de algodón para bloquear el polvo. Internamente, los espacios entre las celdas de la batería aseguran el flujo de aire. Para estabilizar la refrigeración, el sistema también está equipado con sensores de temperatura y un BMS (Sistema de gestión de batería) para controlar la temperatura de la batería en tiempo real y ajustar automáticamente la velocidad del ventilador o activar programas de refrigeración en función de los cambios de temperatura.

Debido al enfriamiento por aire, los paquetes de almacenamiento de energía enfriados por aire tienen importantes ventajas en costo y estructura. El aire, como medio natural de disipación de calor, no requiere materiales adicionales, lo que da como resultado una estructura del sistema más simple. La ausencia de componentes complejos como tuberías de refrigerante, placas frías y bombas de agua hace que el costo general sea menor que el de las soluciones enfriadas por líquido. Además, tiene menos puntos potenciales de falla, es más fácil de mantener y elimina preocupaciones sobre fugas, corrosión o vida útil de la bomba de agua. En aplicaciones de almacenamiento de energía de tamaño pequeño y mediano, esta estructura simple y rentable hace que la refrigeración por aire sea una opción habitual.

Sin embargo, la capacidad de disipación de calor de los paquetes de almacenamiento de energía enfriados por aire está limitada por la temperatura ambiente y el flujo de aire. Cuando el sistema se instala en áreas de alta temperatura o espacios cerrados, la alta temperatura del aire en sí conduce a una disminución significativa en la eficiencia de disipación de calor. A medida que la densidad de potencia de los sistemas de almacenamiento de energía continúa aumentando, también aumenta la generación interna de calor de las baterías. El enfriamiento por aire puede tener dificultades para mantener el control de temperatura ideal en condiciones de alta carga y alta temperatura, lo que genera mayores fluctuaciones de temperatura y hace que las diferencias de temperatura sean más difíciles de controlar. Esto afecta directamente la vida útil de la batería, lo que hace que las celdas dentro del mismo sistema funcionen a diferentes temperaturas, lo que resulta en tasas de degradación inconsistentes. Además, la refrigeración por aire en entornos de alta temperatura impone mayores exigencias a la gestión de la seguridad, lo que podría requerir un mayor número de ventiladores o una mejor circulación del aire para mejorar la disipación del calor.

A pesar de esto, los paquetes de almacenamiento de energía con baterías refrigeradas por aire todavía ocupan una posición importante en el mercado. Para aplicaciones con requisitos de densidad de potencia más bajos, entornos de temperatura más suaves y necesidades sensibles al presupuesto, es una opción madura y confiable. En el almacenamiento de energía comercial e industrial, la refrigeración por aire es adecuada para aplicaciones de intensidad relativamente baja, como la reducción de picos y el suavizado de cargas. En el almacenamiento de energía residencial, debido a la menor generación de calor y al tamaño limitado, el enfriamiento por aire cumple fácilmente con los requisitos de disipación de calor. Además, algunos sistemas de almacenamiento de energía que enfatizan una implementación rápida, como gabinetes integrados al aire libre o dispositivos de almacenamiento de energía arrendados, también tienden a adoptar soluciones enfriadas por aire debido a su estructura simple, facilidad de mantenimiento y menores costos de implementación.

Con el desarrollo de la tecnología de almacenamiento de energía, los paquetes de almacenamiento de energía de baterías refrigeradas por aire se optimizan constantemente. Los fabricantes están mejorando su rendimiento general a través de diseños de flujo de aire más eficientes, ventiladores más eficientes energéticamente y algoritmos de control de temperatura más inteligentes, intentando mejorar aún más la eficiencia de la disipación de calor sin aumentar significativamente los costos. En condiciones ambientales y escenarios de aplicación razonables, el enfriamiento por aire sigue siendo un método de enfriamiento de almacenamiento de energía económico y estable.

En general, los paquetes de almacenamiento de energía de baterías enfriados por aire son sistemas de almacenamiento de energía que utilizan el aire como medio principal de disipación de calor. Regulan la temperatura de la batería mediante el uso de ventiladores para impulsar el flujo de aire, lo que ofrece ventajas como estructura simple, bajo costo y fácil mantenimiento, lo que los hace particularmente adecuados para aplicaciones de almacenamiento de energía de pequeña y mediana potencia. A medida que la industria del almacenamiento de energía continúa buscando eficiencia económica y confiabilidad, el enfriamiento por aire seguirá siendo un componente importante de la tecnología de enfriamiento del almacenamiento de energía durante un período considerable.

2. ¿Qué es un Paquete de almacenamiento de energía de batería refrigerada por líquido ?

Un paquete de almacenamiento de energía de batería refrigerado por líquido es una tecnología de almacenamiento de energía que utiliza un sistema de circulación de líquido para controlar la temperatura de la batería. En comparación con el enfriamiento por aire tradicional, ofrece una mayor eficiencia de disipación de calor, un control de temperatura más preciso y una mayor adaptabilidad. A medida que la densidad de potencia de los sistemas de almacenamiento de energía continúa aumentando, los entornos operativos se vuelven más complejos y los requisitos de seguridad de las baterías continúan aumentando, las soluciones de almacenamiento de energía refrigeradas por líquido se están convirtiendo gradualmente en la corriente principal de la industria, especialmente adecuadas para centrales eléctricas de almacenamiento de energía a gran escala, almacenamiento de energía industrial y comercial de alta potencia y escenarios con estrictos requisitos de control de temperatura.

El principio básico de un paquete de almacenamiento de energía refrigerado por líquido es eliminar rápidamente el calor generado por la batería durante la carga y descarga haciendo circular refrigerante entre los módulos de la batería, dentro de las placas frías o en tuberías refrigeradas por líquido. En comparación con el aire, los líquidos tienen una mayor capacidad calorífica específica y una mayor conductividad térmica, por lo que absorben una gran cantidad de calor en menos tiempo y lo liberan de forma estable a través del disipador de calor. Por lo general, todo el sistema consta de refrigerante, placas de refrigeración líquida, una bomba de circulación, un intercambiador de calor, sensores de temperatura y un controlador. Durante el funcionamiento, el sistema de control ajusta el caudal o activa un programa de enfriamiento en tiempo real en función de la temperatura de la batería, lo que garantiza que el paquete de almacenamiento de energía permanezca dentro del rango de temperatura ideal.

La mayor ventaja de la tecnología de refrigeración líquida es su excelente consistencia de temperatura y control de precisión. Las baterías exhiben una importante sensibilidad a la temperatura durante el funcionamiento; las temperaturas excesivamente altas aceleran el envejecimiento, y las temperaturas desiguales provocan tasas de envejecimiento inconsistentes entre las celdas individuales, lo que afecta la vida útil general y la seguridad de todo el paquete. Los sistemas de refrigeración líquida pueden controlar las diferencias de temperatura de la batería dentro de un rango muy pequeño, manteniendo un estado operativo altamente consistente en todo el grupo de baterías. Esta estabilidad no solo extiende la vida útil de la batería, sino que también mejora la eficiencia general del sistema de almacenamiento de energía, lo que garantiza la confiabilidad incluso en condiciones de carga/descarga de alta velocidad o en funcionamiento continuo a largo plazo.

Con la continua expansión de la escala de almacenamiento de energía, las ventajas de los paquetes de almacenamiento de energía refrigerados por líquido son cada vez más evidentes. Las centrales eléctricas de almacenamiento de energía a gran escala suelen constar de cientos o incluso miles de unidades de almacenamiento de energía, con alta densidad de potencia y alta intensidad operativa. Si depende del enfriamiento por aire, es muy probable que se acumule temperatura durante temporadas de alta temperatura o en condiciones de alta carga, lo que afecta la estabilidad del sistema. La refrigeración líquida puede mantener un funcionamiento estable en entornos hostiles, como altas temperaturas exteriores, climas desérticos y zonas de alta humedad, lo que garantiza que el sistema de almacenamiento de energía siga siendo seguro y eficiente durante todo el año. Por lo tanto, las soluciones de refrigeración líquida están ganando rápidamente popularidad en nuevas plantas de almacenamiento de energía, sistemas de almacenamiento de energía con generación de energía eólica y solar y proyectos de almacenamiento de energía industriales y comerciales a gran escala.

Además, a medida que la industria del almacenamiento de energía busca mejorar la seguridad, se está dando un valor aún mayor a los sistemas de refrigeración líquida. Las baterías de litio pueden experimentar una fuga térmica en condiciones anormales, y los sistemas de refrigeración líquida pueden suprimir eficazmente el ritmo de aumento de temperatura, ganando tiempo para la alerta temprana y la protección del sistema. Algunos paquetes avanzados de almacenamiento de energía refrigerados por líquido también integran el sistema de refrigeración líquida con el BMS (Sistema de gestión de batería), utilizando una medición precisa de la temperatura y un control dinámico para enfriar rápidamente el sistema en situaciones de emergencia, evitando una mayor escalada de riesgos. Esta capacidad es difícil de lograr con refrigeración por aire y es una de las razones clave por las que los paquetes de almacenamiento de energía refrigerados por líquido se consideran más seguros.

Si bien la tecnología de refrigeración líquida presenta importantes ventajas de rendimiento, su estructura es más compleja y su coste es mayor que el de las soluciones refrigeradas por aire. Los sistemas de refrigeración líquida requieren un diseño más preciso, incluido el sellado de tuberías, la confiabilidad de la bomba, la longevidad del líquido y medidas de prevención de corrosión y fugas. Mientras tanto, requiere personal profesional para la instalación y el mantenimiento, tiene numerosos puntos potenciales de falla y exige estándares más altos para el monitoreo y mantenimiento operativo a largo plazo. Sin embargo, en proyectos de almacenamiento de energía a gran escala, estos costos generalmente se compensan con factores como una mayor vida útil del sistema, una mejor eficiencia operativa y menores riesgos de seguridad.

En los últimos años, los paquetes de almacenamiento de energía refrigerados por líquido también se han ido iterando y actualizando continuamente. La próxima generación de tecnología de refrigeración líquida se está desarrollando hacia una integración de alta eficiencia, incluidos diseños de módulos más livianos, bombas más eficientes energéticamente, algoritmos de control de temperatura más inteligentes y tecnología de monitoreo a nivel de módulo. Algunos productos avanzados de almacenamiento de energía incluso integran el sistema de refrigeración líquida con el gabinete de la batería, el BMS y el sistema de extinción de incendios, lo que hace que el sistema de almacenamiento de energía sea compacto y altamente seguro y fácil de mantener. Con la madurez de la tecnología de refrigeración líquida y mayores reducciones de costos, se está convirtiendo gradualmente en un estándar de la industria.

Un paquete de almacenamiento de energía de batería refrigerado por líquido es un sistema de almacenamiento de energía que utiliza líquido como medio de disipación de calor y logra un control eficiente de la temperatura mediante tecnología de enfriamiento circulante. Con su excelente eficiencia de disipación de calor, capacidades precisas de control de temperatura, alta seguridad y adaptabilidad a entornos complejos, se está convirtiendo en la solución preferida en el campo del almacenamiento de energía a mediana y gran escala. A medida que la industria del almacenamiento de energía se desarrolle hacia una mayor densidad y mayor seguridad, el valor de la tecnología de refrigeración líquida será cada vez más prominente y seguirá impulsando los equipos de almacenamiento de energía hacia una mayor confiabilidad, eficiencia e inteligencia.

3. En ambientes de alta temperatura, ¿qué es más confiable: los paquetes de almacenamiento de energía enfriados por aire o por líquido?

Con la intensificación del cambio climático global y la creciente frecuencia de altas temperaturas, la estabilidad de los sistemas de almacenamiento de energía en ambientes cálidos se ha convertido en un foco de atención de la industria. La temperatura no sólo afecta la duración de la batería sino que también se relaciona directamente con la seguridad. En entornos de alta temperatura, las diferencias de rendimiento entre los paquetes de almacenamiento de energía tradicionales refrigerados por aire y los paquetes de almacenamiento de energía emergentes refrigerados por líquido son cada vez más evidentes. Por lo tanto, muchos proyectos preguntan durante el proceso de selección: en ambientes de alta temperatura de 35 ℃, 40 ℃ o incluso 50 ℃, ¿qué método de enfriamiento es más confiable?

Para responder a esta pregunta, es necesario realizar una comparación desde múltiples dimensiones, incluida la capacidad de disipación de calor, la precisión del control de temperatura, la estabilidad operativa y la seguridad a largo plazo.

En primer lugar, la eficiencia de la disipación de calor a altas temperaturas es una de las consideraciones clave. Los paquetes de almacenamiento de energía enfriados por aire dependen del aire como medio de disipación de calor. Los entornos de alta temperatura significan que la temperatura del aire en sí es alta. Cuando la temperatura ambiente es cercana o superior al rango de temperatura de funcionamiento óptimo de la batería (generalmente 15 ℃ ~ 35 ℃), el calor que el sistema de refrigeración por aire puede eliminar se reducirá significativamente. Las velocidades más altas del ventilador generan más ruido y mayor consumo de energía, pero la eficiencia de disipación de calor aún está limitada por la temperatura del aire. Por lo tanto, en ambientes por encima de 40 ℃, el enfriamiento por aire a menudo tiene dificultades para mantener un rango de control de temperatura estable de la batería, especialmente en condiciones de carga y descarga continua o de alta velocidad, lo que fácilmente conduce a la acumulación de temperatura y afecta el funcionamiento del sistema.

Por el contrario, los paquetes de almacenamiento de energía refrigerados por líquido utilizan refrigerante como medio. La capacidad calorífica específica del líquido es mucho mayor que la del aire, lo que permite una disipación del calor más rápida y eficaz de la batería. Incluso en entornos de alta temperatura, los sistemas de refrigeración líquida pueden mantener fuertes capacidades de disipación de calor a través de bombas de circulación, intercambiadores de calor o unidades de refrigeración. Cuando la temperatura ambiente alcanza los 40 ℃ o incluso más, la refrigeración líquida aún puede controlar la temperatura de la batería dentro de un rango relativamente estrecho, manteniendo su condición operativa ideal. Por lo tanto, en regiones cálidas como Oriente Medio, el sudeste asiático, grandes parques industriales o estaciones de almacenamiento de energía al aire libre, la eficiencia de disipación de calor de la refrigeración líquida es significativamente superior a la refrigeración por aire.

En segundo lugar, está la cuestión de la uniformidad de la temperatura. Cuanto mayor es la diferencia de temperatura entre las baterías, más inconsistente es la tasa de degradación, peor es la consistencia de la capacidad y más difícil es garantizar el rendimiento y la seguridad a largo plazo. El enfriamiento del aire, debido a rutas de flujo de aire inestables, junto con problemas como la reducción de la velocidad del viento, la obstrucción del módulo y los cortocircuitos del aire, tiende a generar grandes diferencias de temperatura. Algunos paquetes de almacenamiento de energía enfriados por aire experimentan diferencias de temperatura interna que superan los 10 °C, lo que amplifica aún más las variaciones de envejecimiento entre las celdas en condiciones de alta temperatura.

Los sistemas de refrigeración líquida, por otro lado, pueden cubrir uniformemente los módulos de la batería mediante placas frías o tuberías de refrigeración líquida, lo que permite que el refrigerante fluya en una dirección controlada y a un ritmo estable, manteniendo así una temperatura similar en todas las celdas. La mayoría de los paquetes de almacenamiento de energía refrigerados por líquido pueden controlar diferencias de temperatura dentro de los 3°C, y las soluciones avanzadas logran temperaturas inferiores a los 2°C. En funcionamiento a largo plazo, esta uniformidad de temperatura no solo mejora el ciclo de vida sino que también reduce significativamente el riesgo de fuga térmica.

Además, está la cuestión de la estabilidad y seguridad del sistema. En ambientes de alta temperatura, los sistemas enfriados por aire a menudo necesitan operar a máxima velocidad durante períodos prolongados, lo que aumenta el ruido y el consumo de energía, e implica un desgaste acelerado de los componentes mecánicos y una mayor probabilidad de falla. Más importante aún, si el sistema está bajo carga completa continua, una disminución en el rendimiento del ventilador o el bloqueo de los conductos de aire por el polvo puede provocar un rápido descontrol de la temperatura, lo que representa un mayor riesgo para la seguridad.

Los sistemas de refrigeración líquida, sin embargo, presentan una mayor resistencia a las alteraciones de la temperatura externa. Mientras el circuito de refrigeración siga operativo, los sistemas de refrigeración líquida pueden funcionar dentro de una ruta de control de temperatura relativamente independiente, lo que reduce el impacto directo de la temperatura ambiente en la batería. Muchos paquetes de almacenamiento de energía enfriados por líquido pueden incluso enfriar activamente en climas extremos conectando el refrigerante con la unidad de refrigeración. Las altas temperaturas no sólo impiden que el sistema de refrigeración líquida funcione a plena carga, sino que también pueden controlarse sin problemas mediante un algoritmo de control de temperatura ajustado racionalmente, garantizando así un funcionamiento estable a largo plazo.

Sin embargo, la confiabilidad depende no sólo del rendimiento sino también de la complejidad del sistema y los requisitos de mantenimiento. Los sistemas enfriados por aire tienen una estructura más simple, menos puntos de falla, son más fáciles de mantener y menos costosos. Sin embargo, en regiones de alta temperatura, para compensar la capacidad de disipación de calor, a menudo es necesario aumentar el flujo de aire, la cantidad de ventiladores o mejorar la estructura de disipación de calor del gabinete, lo que en realidad aumenta la carga de trabajo de mantenimiento y los costos operativos.

Si bien los sistemas de refrigeración líquida son estructuralmente más complejos, las soluciones modernas de refrigeración líquida han reducido significativamente las tasas de falla. Una vida útil más larga de la bomba, una estabilidad mejorada del refrigerante y una tecnología de sellado madura permiten que los sistemas de refrigeración líquida funcionen de forma continua durante muchos años. En regiones de altas temperaturas, los sistemas de refrigeración líquida no sólo son más estables sino que también ofrecen una mayor redundancia de seguridad.

En resumen, en entornos con temperaturas consistentemente bajas, los paquetes de almacenamiento de energía enfriados por aire aún ofrecen ventajas como bajo costo y facilidad de mantenimiento, lo que los hace adecuados para aplicaciones de almacenamiento de energía de tamaño pequeño y mediano. Sin embargo, en áreas con temperaturas extremas de verano, condiciones continuas de alta carga, centrales eléctricas de almacenamiento de energía a gran escala y aplicaciones con requisitos de seguridad extremadamente altos, los paquetes de almacenamiento de energía refrigerados por líquido son sin duda más confiables. No solo enfrentan los desafíos de los entornos de alta temperatura, sino que también mejoran la duración, la consistencia y la seguridad general de la batería.

Por lo tanto, si el proyecto está ubicado en una región de alta temperatura o el sistema de almacenamiento de energía requiere un funcionamiento de alta potencia a largo plazo, entonces es casi seguro que una solución refrigerada por líquido sea la opción más razonable. En escenarios con temperaturas más suaves y menores requisitos de energía, la refrigeración por aire sigue siendo una solución rentable. La selección final debe basarse en una evaluación integral del escenario de aplicación, el presupuesto, los requisitos de seguridad y los costos de operación y mantenimiento a largo plazo.

4. ¿Cuáles son las ventajas y características de los paquetes de almacenamiento de energía enfriados por aire y por líquido?

Con la aplicación a gran escala de los sistemas de almacenamiento de energía, el control de la temperatura de la batería se ha convertido en un factor crucial que afecta la estabilidad, la seguridad y la vida útil del almacenamiento de energía. Actualmente, la industria utiliza principalmente métodos de refrigeración por aire y refrigeración líquida, cada uno con sus propias características técnicas y ventajas de aplicación. Para facilitar la selección y la comprensión, a continuación se presentarán las ventajas y características de los paquetes de almacenamiento de energía enfriados por aire y por líquido en términos de rendimiento, estructura, seguridad y adaptabilidad de la aplicación.

(1) Ventajas y características de los paquetes de almacenamiento de energía refrigerados por aire:
Estructura simple y menor costo del sistema:
Los sistemas refrigerados por aire dependen principalmente de ventiladores, conductos de aire y aire externo para la disipación del calor. Debido a la ausencia de componentes complejos como canales de líquido, placas frías y bombas, los costos de fabricación son bajos y el proceso de ensamblaje es simple, lo que hace que el sistema en general sea más liviano. Para proyectos con presupuestos limitados o bajos requisitos de disipación de calor, la refrigeración por aire puede reducir significativamente los costos de adquisición y al mismo tiempo garantizar un control básico de la temperatura.

Fácil mantenimiento y alta confiabilidad:
Una ventaja de los paquetes de almacenamiento de energía refrigerados por aire es su facilidad de mantenimiento. El ventilador es el principal componente mantenible; Las comprobaciones de rutina normalmente solo requieren limpiar el filtro y confirmar el estado de funcionamiento del ventilador. Debido a su estructura simple y menos puntos potenciales de falla, los paquetes de almacenamiento de energía enfriados por aire eliminan riesgos como fugas de líquido y mal funcionamiento de bombas eléctricas, lo que los hace más confiables en entornos que carecen de personal de mantenimiento especializado.

Fácil instalación e implementación, adecuados para escenarios livianos: los paquetes de almacenamiento de energía enfriados por aire son livianos y de tamaño flexible y no requieren tuberías ni equipos de enfriamiento líquido adicionales. Por lo tanto, se utilizan comúnmente en aplicaciones de almacenamiento de energía residenciales, móviles y comerciales de pequeña escala. Ya sea montadas en la pared, en un bastidor o simplemente implementadas en exteriores, las soluciones enfriadas por aire ofrecen una eficiencia de instalación más rápida.

Alta rentabilidad, adecuado para sistemas de densidad de potencia baja a media: para aplicaciones con baja generación de calor y baja intensidad operativa, como sistemas domésticos de almacenamiento de energía fotovoltaica, pequeños sistemas UPS y almacenamiento distribuido de energía fotovoltaica, el enfriamiento por aire proporciona suficiente disipación de calor para satisfacer las necesidades operativas y lograr un funcionamiento estable a un costo menor. Esto les da competitividad a largo plazo en ciertos mercados sensibles a los costos.

Respuesta rápida del sistema y ruido controlable: los sistemas enfriados por aire pueden responder rápidamente a los cambios de temperatura ajustando la velocidad del ventilador, ofreciendo ajustes flexibles y cumpliendo eficientemente los requisitos dinámicos de control de temperatura del sistema. Los sistemas modernos enfriados por aire también emplean ventiladores silenciosos y diseños de flujo de aire optimizados, equilibrando la eficiencia de disipación de calor y la comodidad operativa.

(2) Ventajas de los paquetes de almacenamiento de energía enfriados por líquido
Fuerte capacidad de disipación de calor, adecuada para condiciones de carga de calor elevada: los sistemas de refrigeración líquida dependen del refrigerante que circula en placas o canales de refrigeración líquida para lograr un intercambio de calor eficiente. Los líquidos tienen una capacidad calorífica específica mucho mayor que el aire, por lo que eliminan rápidamente una gran cantidad de calor. Ya sea para carga y descarga de alta velocidad, funcionamiento continuo a máxima potencia o aplicaciones al aire libre en temporadas de altas temperaturas, la refrigeración líquida es significativamente superior a la refrigeración por aire en términos de eficiencia de disipación de calor.

Precisión del control de alta temperatura, pequeña diferencia de temperatura de la batería: la consistencia de la batería determina la vida útil del sistema de almacenamiento de energía y la diferencia de temperatura es un factor clave que afecta la consistencia. Los sistemas de refrigeración líquida pueden controlar la diferencia de temperatura de la batería entre 2 y 3 ℃, mucho menos que el rango de diferencia de temperatura común de 6 a 10 ℃ de los paquetes de almacenamiento de energía enfriados por aire. Esta consistencia de temperatura no sólo ralentiza la degradación sino que también mejora significativamente la vida útil general y la estabilidad del paquete de almacenamiento de energía. Adaptabilidad a altas temperaturas y confiabilidad mejorada para un funcionamiento continuo

En entornos donde la temperatura ambiente supera los 35 °C o incluso los 40 °C, la eficiencia de la refrigeración por aire disminuye significativamente. Sin embargo, los sistemas de refrigeración líquida son independientes de la temperatura del aire ambiente y mantienen un control de temperatura estable mediante la circulación del líquido y dispositivos de intercambio de calor. Por lo tanto, en entornos extremos como Oriente Medio, regiones de gran altitud y fábricas de alta temperatura, los paquetes de almacenamiento de energía refrigerados por líquido son casi la única solución para un funcionamiento fiable a largo plazo.

Mayor seguridad y reducción efectiva del riesgo de fuga térmica
Las baterías son más propensas a sufrir fugas térmicas bajo altas temperaturas o cargas prolongadas. La refrigeración líquida, con su excelente capacidad de absorción de calor, puede eliminar rápidamente el calor generado por las celdas de la batería, evitando el sobrecalentamiento localizado del sistema. Al mismo tiempo, la vinculación entre la refrigeración líquida y el BMS permite un control más preciso de la temperatura, lo que permite la detección temprana y la respuesta a temperaturas anormales, mejorando así la seguridad general.

Adecuado para centrales eléctricas de gran escala, almacenamiento de energía de alta densidad y aplicaciones avanzadas
A medida que el almacenamiento de energía evoluciona hacia "gran capacidad, alta densidad y alta potencia", la refrigeración líquida se ha convertido en la solución principal para las plantas de energía de almacenamiento de energía a gran escala de nueva construcción. Ya sea que se trate de un gabinete integrado para exteriores, una estación de almacenamiento de energía en contenedores o una central eléctrica integrada que combina generación, red, carga y almacenamiento, la refrigeración líquida mantiene una alta estabilidad durante el funcionamiento a largo plazo, con una vida útil general del sistema superior a las soluciones enfriadas por aire.

Economía superior del ciclo de vida
Aunque la refrigeración líquida tiene un coste inicial más alto, sus ventajas, como una menor degradación, menos mantenimiento y un funcionamiento más estable a largo plazo, la hacen más valiosa económicamente a largo plazo. Para escenarios con cargas y descargas frecuentes o requisitos de alto rendimiento, los beneficios generales de las soluciones de refrigeración líquida superan con creces los de los sistemas refrigerados por aire.

Los paquetes de almacenamiento de energía refrigerados por aire, con sus principales ventajas de "simplicidad, economía y conveniencia", son adecuados para escenarios de almacenamiento de energía de tamaño pequeño a mediano con cargas livianas, ambientes templados y restricciones presupuestarias.

Los paquetes de almacenamiento de energía refrigerados por líquido, con sus principales ventajas de "fuerte disipación de calor, alta estabilidad y alta seguridad", son más adecuados para aplicaciones especializadas como centrales eléctricas de almacenamiento de energía de alta temperatura, alta densidad de potencia y gran escala.

Comparación de ventajas y características entre paquetes de almacenamiento de energía refrigerados por aire y por líquido:

5. Preguntas frecuentes sobre los paquetes de almacenamiento de energía enfriados por aire y por líquido

Con el desarrollo de la industria del almacenamiento de energía, la refrigeración por aire y la refrigeración líquida se han convertido en los dos métodos más habituales de control de temperatura de las baterías. Sin embargo, muchos usuarios todavía tienen dudas sobre cómo elegir entre ellos, las diferencias en los escenarios de aplicación y las diferencias de seguridad.

P1. ¿Cuáles son las principales diferencias entre los paquetes de almacenamiento de energía enfriados por aire y por líquido?
La refrigeración por aire utiliza principalmente un ventilador para impulsar el flujo de aire y eliminar el calor; La refrigeración líquida utiliza refrigerante que fluye a través de placas frías o tuberías de refrigeración líquida para disipar el calor. El primero tiene una estructura más simple y un costo menor, mientras que el segundo tiene una mayor capacidad de disipación de calor y una mayor precisión de control de temperatura. En pocas palabras, la refrigeración por aire es más adecuada para escenarios livianos y de baja disipación de calor; La refrigeración líquida es más adecuada para escenarios de alta potencia, alta temperatura y alta seguridad.

P2. ¿Qué método de disipación de calor es más adecuado para ambientes de alta temperatura?
Los paquetes de almacenamiento de energía refrigerados por líquido tienen una mayor ventaja en entornos de alta temperatura.
Cuando la temperatura ambiente supera los 35 ℃, la capacidad de disipación de calor del aire disminuye, lo que limita la eficiencia de los sistemas enfriados por aire. Sin embargo, los sistemas enfriados por líquido no dependen de la temperatura del aire; intercambian calor a través del refrigerante en circulación, lo que permite un control estable de la temperatura de la batería. Por lo tanto, en condiciones como desiertos, fábricas con altas temperaturas y ambientes expuestos a la orilla del mar, la refrigeración líquida es significativamente más confiable que la refrigeración por aire.

P3. ¿La disipación de calor insuficiente causará problemas de seguridad con los paquetes de almacenamiento de energía enfriados por aire?
En condiciones normales de funcionamiento y con un diseño adecuado, los paquetes de almacenamiento de energía enfriados por aire son seguros. Sin embargo, el riesgo aumenta en las siguientes situaciones:
Temperatura ambiente alta (> 40 ℃)
Carga y descarga continua de la batería a alta velocidad
Conductos de aire bloqueados, ventiladores viejos o dañados
Espacio insuficiente para disipar el calor
Por lo tanto, los sistemas refrigerados por aire son más adecuados para escenarios de carga ligera y densidad de potencia baja a media. Para entornos más exigentes, los sistemas refrigerados por líquido ofrecen una seguridad más confiable.

P4. ¿Existe riesgo de fugas con los sistemas refrigerados por líquido? ¿Afecta a la seguridad?
Los sistemas refrigerados por líquido tienen riesgo de fugas de líquido, pero los diseños estándar utilizan refrigerantes aislantes y están equipados con dispositivos de detección de fugas y control de presión. Siempre que se implemente una instalación adecuada, un mantenimiento regular y un diseño que cumpla con las normas, los sistemas de refrigeración líquida son muy seguros. En proyectos reales, la precisión del control de alta temperatura de los sistemas enfriados por líquido reduce el riesgo de fuga térmica, lo que hace que su seguridad general sea superior a la de los sistemas enfriados por aire.

P5. ¿Para qué escenarios son adecuados los paquetes de almacenamiento de energía refrigerados por aire?
Las soluciones enfriadas por aire se utilizan generalmente en escenarios con menores requisitos de disipación de calor, cargas discontinuas y sensibilidad a los costos, como: Sistemas de almacenamiento fotovoltaico residencial; Pequeño almacenamiento de energía comercial; Vehículos móviles de almacenamiento de energía; Pequeñas estaciones de almacenamiento de energía en regiones más frías; Escenarios de UPS o fuente de alimentación de respaldo. En estos escenarios, la generación de calor es limitada y la refrigeración por aire puede satisfacer adecuadamente las necesidades operativas.

P6. ¿Cuáles son las aplicaciones típicas de los paquetes de almacenamiento de energía refrigerados por líquido?
La refrigeración líquida es más adecuada para aplicaciones de alta intensidad y gran escala, como: Centrales eléctricas de almacenamiento de energía a gran escala en contenedores; Sistemas de almacenamiento de energía de alta carga en parques industriales; Regulación de frecuencia compatible con la red/almacenamiento de energía para reducir los picos; Proyectos que requieren operación a plena potencia a largo plazo; Ambientes hostiles como altas temperaturas, zonas costeras y desiertos. Estos entornos tienen altos requisitos de capacidad de disipación de calor, confiabilidad y precisión del control de temperatura, lo que hace que la refrigeración líquida sea la opción principal.

P7. ¿Es un sistema de refrigeración líquida más eficiente energéticamente que el enfriamiento por aire?
En escenarios de baja carga, la refrigeración por aire es más eficiente energéticamente porque el ventilador consume menos energía. Sin embargo, en entornos de alta carga o alta temperatura, la refrigeración líquida tiene una mayor eficiencia de disipación de calor, consiguiendo una refrigeración eficaz con un menor consumo energético, siendo así más eficiente energéticamente. Por lo tanto, el consumo de energía no se puede comparar simplemente; Se debe hacer un juicio integral basado en el escenario de aplicación específico.

P8. ¿Por qué se están volviendo cada vez más populares los paquetes de almacenamiento de energía refrigerados por líquido?
La industria avanza hacia "alta capacidad, alta potencia y alta densidad de energía", lo que lleva a requisitos más estrictos para la gestión térmica de las baterías. La refrigeración líquida ofrece ventajas que incluyen: control preciso de la temperatura, pequeña diferencia de temperatura, fuerte disipación de calor, mayor duración de la batería, mejor estabilidad del sistema y compatibilidad con diseños de mayor densidad de energía. Estos factores la convierten en la configuración principal para las centrales eléctricas de almacenamiento de energía a gran escala.

P9. ¿Se sustituirán completamente los paquetes de almacenamiento de energía refrigerados por aire por refrigeración líquida?
No.
El enfriamiento por aire todavía tiene ventajas irremplazables en muchos escenarios, tales como: mercados sensibles a los costos, escenarios con ubicaciones de instalación limitadas, almacenamiento de energía móvil, almacenamiento de energía residencial y climas templados. Si bien la refrigeración líquida ofrece un rendimiento superior, su mayor costo y su estructura más compleja le impiden cubrir completamente el segmento de mercado liviano donde prevalece la refrigeración por aire.

P10. ¿Cómo determinar si elegir refrigeración por aire o refrigeración líquida?
Puede juzgar en función de los siguientes tres indicadores básicos:
¿La densidad de potencia es alta? Si es así, prioriza la refrigeración líquida.
¿La temperatura ambiente es extrema? Elija refrigeración líquida para escenarios de alta temperatura.
¿Tu presupuesto es limitado? Para escenarios sensibles a los costos, es preferible la refrigeración por aire.
En última instancia, se debe realizar una evaluación integral considerando factores como la escala del proyecto, la carga de la aplicación, la temperatura ambiente y las capacidades operativas.

Los paquetes de almacenamiento de energía enfriados por aire y por líquido tienen sus ventajas; no hay superioridad o inferioridad absoluta. La elección correcta debe basarse en el escenario de aplicación, la carga de calor, la temperatura ambiente y los requisitos presupuestarios. Al comprender completamente las características y diferencias entre los dos, los sistemas de almacenamiento de energía pueden lograr una mayor eficiencia, una vida útil más larga y una mayor seguridad.