【干货】液冷储能系统冷凝水问题原因分析和解决方案

文摘   2024-11-16 08:03   江苏  
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解决储能柜冷凝水问题可以从以下几个方面入手:

一、控制环境温度和湿度

  1. 安装空调或通风系统,维持储能柜所在环境的温度和湿度在适宜范围内。例如,将温度控制在 20 - 25 摄氏度,相对湿度控制在 40% - 60%。

  2. 对于室外放置的储能柜,可以考虑加装遮阳棚或保温罩,减少环境温度变化对柜体内部的影响。

二、优化柜体的密封和隔热性能

  1. 检查柜体的密封胶条,确保其完好无损,没有老化或破损的情况。如有问题,及时更换密封胶条,以防止外部潮湿空气进入。

  2. 增强柜体的隔热性能,比如在柜体内部添加隔热材料,如石棉、玻璃棉等。

三、使用除湿设备

  1. 在储能柜内部安装除湿器,定期运行,将柜内湿度降低。例如,常见的电子除湿器或干燥剂除湿器。

  2. 放置干燥剂包,如硅胶干燥剂,定期更换以保持吸湿效果。

首先了解下形成

冷凝水原理,有三个条件:1)空气中水分要含量高,湿度大。2)舱室内外有温度差且温差超过10℃以上。3)水蒸气遇到温度较低的物体表面容易形成凝露。

液冷锂电池储能电池舱室里,由于电池Pack内部电芯是通过水冷散热方式将热量带走。舱室内的液冷管路是个相对隔热且隔离的独立管道,一级管路为金属材质,表面需包保温隔热棉。二级和三级管路为PVC或塑料材质,导热性较差,表面不容易产生凝露。电池Pack内的液冷板与电芯集成在IP67的密闭箱壳内,水气不能进入。

今年5月份时,有个朋友跟我说他们的20英尺液冷储能电池集装箱在工厂做测试,停机后打开舱门,发现电池舱室内器件表面有很多冷凝水,问我有没有解决办法。然后我们电话聊了下,询问现场的情况。那几天工厂测试时,经常下雨,厂区内湿度比较大。他们的20英尺电池舱室只装了一排电池簇,背面一排电池架没装电池Pack,是空着的。另外电池舱室的一级液冷管路进/出水管口没有完全封堵,外面的空气能进入到电池舱室内。了解到这些信息,基本满足以上形成冷凝水的三个条件。下图是当时拍的电池舱室内冷凝水照片。

然后我给出解决办法,1)把液冷一级管路进/出水管口密封堵住,不要让外界空气进入电池舱。2)电池集装箱有无装有除湿空调,有的话打开除湿功能。3)将空着的电池架隔舱空间做个简易隔绝,他们用纸箱板放在一排装有电池Pack的电池簇背面,将装有电池簇的舱室与未装电池簇的舱室隔开。过了几天,我问他效果怎样,他回复没有再形成冷凝水,问题解决了。

根据我去年做液冷储能电池系统的设计经验,液冷散热的电池Pack防护等级一定要做到IP67,另外电池Pack上的防爆泄压阀选型需要带呼吸功能且可过滤掉空气中的小水珠。

关于储能电池集装箱的防冷凝水的办法,有些厂家是装带除湿功能的空调,需要计算下整个电池舱室的除湿量,选择相应的空调功率大小。

C公司的20尺液冷电池集装箱是将电池Pack舱室与直流高压控制盒、配电/通讯控制柜隔开,请看下面3D模型图。在电池Pack与直流控制盒间再加装一道隔离层钢板。

另外国内也有家储能公司做的CTS的液冷储能电池柜,其防护等级设计只做到IP55,后期在交付运行时发现柜内有冷凝水,造成电芯外部短路、接地、绝缘故障等问题。

以上是液冷电池系统内出现冷凝水的设计缺陷问题。国内也有储能变流器采用的是空水冷的方案。IGBT模块是通过液冷散热,液冷板与其他电路控制板放置在一块,铜排和PCBA板表面很容易形成冷凝水,造成设备故障。另外冷却水水箱和蒸发器安装在柜内且在电抗器的正上方位置。如冷却水管路发生漏水,冷却水直接滴到电抗器上,造成电抗器短路


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