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健策风扇顺利中标南方电网项目

来源:??????2022/9/23 9:07:14??????点击:

上市企业南网科技(688248)再发力储能新版图,健策电子助力建立高效风冷热管理系统。

电化学储能的市场需求增长潜力巨大,决定了热管理的安全问题需要高效解决。

在“碳中和”的背景下,“风光”清洁能源装机量将高速增长。2021年我国光伏装机量仍达 52.97GW,同比+7.8%;全年风电装机量 达 47.57GW,同比 2020年-40.9%,但同比 2019 年+183.3%。中长期来看,根据国家能源局发布的《关于 2021 年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知》,到 2025 年风光发电量占比将提升至 16.5%,2030年全国风光装机规模将超 1200GW。大家预计到 2030 年,国内非化石能源消费占比将达到 26%左右。

随着清洁能源占比逐步提升,储能在电力系统的发电侧、电网侧 和用户侧起到了至关重要的作用,主要以抽水蓄能和电化学储能为主。据 CNESA 的数据,2021年全球新增投运电力储能项目装机规模 18.3GW,同比增长 185%。其中,中国已投运电力储能 项目累计装机规模达到 35.7GW,同比+9.80%。据伍德麦肯兹预计,到2030 年,全球储能装 机量将达到 741GWh,中国储能装机量将达到 153GWh,未来市场增长空间巨大。

2021 年以来,配套存量集中式风光发电站的相关储能政策频繁出台,考虑自然环境和响应速度、长期经济性等,电化学储能逐渐成为主要解决方 案,电化学储能的优势包括能量密度大、应用灵活、响应快速等。从电池类型看,磷酸铁锂短期性价比更佳,钠电池也有望长期占据一定份额。

根据 CNESA 数据,2015 年-2017 年,全球 电化学储能行业增长较慢,每年新增装机规模在 1GW 以下;2018年以来,全球电化学储 能市场新增装机规模放大,2021 年新增装机数量达到 10.2GW,累计装机数达 24.4GW, 分别同比增长 117%和 71.8%。

保守预计 2021-2025年全球储能市场有望分别产生
41.2/71.7/113.5/176.4/258.0GWh的储能容量需 求,对应 2022-2025 年 CAGR+37.7%,储能产业链将迎来爆发式增长。预计 2021-2025年发电侧储能需求为 12.1/21.1/37.2/59.8/103.4GWh,对应 CAGR+48.7%;电网侧储能 需 求 为 5.0/5.0/7.6/17.2/22.3GWh , 对 应 CAGR+45.1% ; 用 户 侧 储 能 需 求 为 24.1/45.5/68.7/99.3/132.3GWh,对应 CAGR+30.6%。

热管理是电化学储能系统重要组成部分

电池组是储能系统最主要的构成部分,锂电池和钠电池潜力巨大。不同类型的电池在能量密度、功率密度、成本、安全等方面各有差异,根据 NEC 的测算,从全生命周期的 角度看,锂离子电池、铅酸电池与液流电池的前期投资成本不相上下,但考虑到后期维护, 锂离子电池显现出明显的成本优势。目前钠硫电池尚未形成成熟的产业链,但其有望成为 成本较低的技术种类。

储能系统安全事故凸显热管理的重要性。2021 年 4 月 16 日,北京国轩福威斯储能电 站发生火灾爆炸,经调查,起火原因是 LFP 电池发生内短路,引发电池热失控起火。同年 7 月,搭载特斯拉 Megapack 储能系统的澳大利亚“维多利亚大电池”项目在测试过程中 因冷却系统泄露,引发电池仓起火。频繁出现的起火事件凸显出热管理已成为保障储能电 站安全运行必不可少的重要组件。

储能热管理不间断工作,安全要求高。动力电池追求更高的能量密度和充电速度,同时整车需要控制质量与体积,通常采用液冷系统。储能电池对能量密度、充电速度、质量与体积要求不高,但通常需要不间断工作,寿命更长,要求热管理系统也具有长时间稳定 工作的能力和十年以上的寿命。由于储能电池循环次数更多,电池组之间的一致性不同, 发生热失控的风险更大。此外,储能电池对于安全性的要求更高,楼宇、商超等人流密集的敏感地区及备电领域安全事故的损失和影响是无法接受的,因此需要更稳定更安全的热管理系统。

风冷的核心是空调和风道。目前,在功率密度较小的集装箱储能系统和通信基站储能系统中主要采用风冷技术。一方面是因为风冷系统结构简单,安全可靠,并且易于实现;

风道结构设计:风道包括与空调出口连接的主风道、主风道内的挡风板、风道出口以 及电池架两端的挡风板。空调输出的气流经风道出口以一定的速度向下流出后,在电池模 块前端面板风扇的作用下,从电池模块后端面板进风口进入电池模块内部,流经电池单体 表面对电池单体降温,然后由风扇抽出。电池模组后端面板开孔,便于空调输出的气流进 入模组内部;前端面板设计轴流风扇,用于将气流抽出,促进气流在电池模组内部的流动。 气流进入电池模块内部后流经电池单体表面,与电池单体进行冷热交换后由风扇排出,完成对电池单体的冷却。

热管理控制策略——空调控制和电池模块风扇控制。空调控制由空调自身逻辑控制来 实现,根据集装箱内部不同温度条件可分为制热模式和制冷模式,制热模式实现对电池低 温下的控制和保护,制冷模式实现对电池温升的有效控制。电池模块风扇由电池管理系统 控制,且每一个电池模块的风扇可独立控制运行。

风冷热管理系统有多种不同的结构设计方案。空调结构包括落地一体式、顶置一体式、 分体式等构型;送风方式包括顶部送风、背面送风、底部送风等。落地一体式空调用于已 预留空调空间的储能集装箱中,通常顶部出风,与集装箱内部的风道相连接,直接对电池 组进行精确送风。而如果储能集装箱内部没有空间安装空调,则需要使用顶置一体式空调, 空调安装在集装箱顶部,从顶部对电池进行制冷。分体式空调内机安装在电池组当中,前 回风背送风,将空调出风口与风道相连,直接对电池进行制冷。

由于储能系统,对热管理系统能量使用和温度均匀性更为敏感。储能热管理具有定制化程度高的特点,根据储能系统的应用场景、装机量、自然环境、 成本等综合要求,每一个特定的储能项目都具有相对特有的解决方案,如风冷/液冷选择、 风道的布置、风量大小和均匀性、清洁度、温度控制范围等,这就需要企业:1)在面对 众多客户和不同项目时具有高效的方案制定和落地的能力;2)储能系统对经济性要求高, 因此热管理企业必须降低综合成本

电化学储能产业链分为上游设备商、中游集成商、下游应用端三部分。上游设备包括 电池组、储能变流器(PCS)、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、热管理和 其他设备等,多数从业者为其他相近领域延伸而来;中游环节核心为系统集成+EPC;下 游主要分为发电端、电网端、户用/商用端、通信四大场景。储能产业链多数企业参与其中 1-2 个细分领域,健策电子是为数不多涉及风扇和散热组件的研发性企业。

健策电子

成立于2010年,是国内领先的风冷散热设备解决方案提供商,企业产品为云计算数据中心、服务器机房、通信网络、电力电网、光伏逆变器、储能系统、客车、轨交列车等领域提供风冷散热产品及解决方案。企业始终重视技术研发和行业发展需求,机房温控节能产品和机柜温控节能产品营收占比分别为 53.8%和 29.8%,构成企业主要收入来源。

企业是国内比较早涉足电化学储能系统,也是温控设备厂商的供应链散热风扇配套方案的重要供应商,基于对储能项目热管理有多年的行业积累, 目前已成为国内在逆变器储能设备供应链的风冷设备主要供货量,其中大族激光、固德威、阳光电源、易驱电气、航天柏克、比克电池、展枭新能源等国内一流储能设备供应商提供散热产品及其组件等各项技术。2021年来自储能应用的营业收入约4000万元,同比+150%,对企业业务的贡献显著提升。

此次中标南方电网直属新源储能企业(南方电网电力科技股份有限企业),是健策电子在储能行业风冷成熟解决方案的又一次被认同。

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