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兆科TIF导热硅胶片在储能系统散热扮演着重要角色

作者: 兆科 编辑: 导热材料 来源: https://www.drmfd.com 发布日期: 2021.07.02
信息摘要:
随着再生能源装置量上升、成本越来越低,现在绿电售价竞争力已经可与传统的火力发电媲美,然而绿能具有间歇性特性,还需要储能系统来储存多余的电力,…

国内储能系统发展概述

1、随着再生能源装置量上升、成本越来越低,现在绿电售价竞争力已经可与传统的火力发电媲美,然而绿能具有间歇性特性,还需要储能系统来储存多余的电力,避免再生能源受天气波动影响供电,而储能系统除了储存电力以外还能在电网中扮演着「缓冲」的重要角色,就是因为有储能,才能顺利调度电力与电网提高稳定性。

2、而在经济效益上,储电站除了主要是做电力配送调节功能,还能在离峰时储电,高峰电价高时卖出,低买高卖赚取价差。

3、以台电为例去年就开始对外招标「储能自动频率控制 (AFC) 调频备转辅助服务」采购,台普威取得2MW=2百万瓦(MW)储能电池系统服务合约,经过数月完成案场设置、并联送电,通过台电验证,建立了国内新型态的电力系统调度环境。

4、其中以金门电厂示范为例,所建立的2MW为大供电功率,1MWh则为电池容量,由一个40呎的MIT国产锂电池储能货柜组成,内含462个电池模块,总储电量超过1000度(kWh,瓩时),另搭配一个20呎的电网级功率调节系统货柜,若以2MW功率供电,可持续半小时,而以1MW供电则可持续1小时。

下面由储能单元基本组成到系统建立提供大家说明参考。

      储能系统第一层:原材料及电池材料

      储能系统需要电池作为基础。原材料主要是矿区,电池材料指的是正极、负极、电解液、隔膜等,要与其竞争较不易,且上游的资本密集度很高,要在这里存活,口袋得很深。可能有的机会落点在电解液、隔膜这两块。

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       储能系统第二层:电池芯

       把这些电池材料组合在一起,就成为电池芯。虽然每个设计差异很大,不过为了简单理解,一个1MW储能系统大约会有14,000颗电池(以20安时为例),大概是十台特斯拉电动车80,000颗电池的容量,只不过储能系统用的电池比电动车的大很多。

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        目前电网与电动车的应用场景中,锂电池的正级材料大体上可以分成三大类:钴酸锂(LCO)、磷酸铁锂(LFP)、三元材料(NMC)。台湾及中国大陆因为追求CP值,以磷酸铁锂俗称锂铁电池为主;日本Panasonic与韩国LG/Samsung则是三元材料俗称锂三元,因为有体积容量比优势,这让他们在电动车市场很吃香。

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     储能系统第三层:电池模

     模块厂就是将很多电池芯串并组合在一起成为模块,以方便管理的组装技术负责厂,在制作模块时,会建立第一层小型电池管理系统,并将消防防护机制也设计在内,以防止电池芯之间的延烧,这部分同时也是通过国际安全认证如IEC、UL重要的环节,也是同样资本需求密集度高的分工产业,务必了解市场经济规模与具有价格竞争力。

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       储能系统第四层:电池机柜及电池管理系统

       把14~21串电池模块像抽屉一样收起来,就是电池机柜,为了要管理电池芯和模块,需要更高一阶的电池管理系统给电池命令,他才知道要怎么行动,电池管理系统也会常常检查每颗电池芯的状态,并尽量维持电池芯之间的平衡。

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      储能系统第五层:功率调节器

      功率调节器是连接电池机柜与电网应用的关键,它可以双向转换。放电就是将电池的直流电转换成一般电力公司的交流电,充电则是把一般电力公司的交流电转换成电池的直流电储存起来。需要跟电网沟通的机器设备都需要双向转换的功能,只是看用什么方式做,例如:电动车就是靠着充电桩,可以把交流电转直流电,或是反向直流转交流。

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        储能系统第六层:能源管理系统

        在储能系统中,其中能源管理系统是涵盖控制器的整套监控系统,不管是节能、创能、储能、智慧系统整合,只要牵涉到许多用电设备、发电设备、储能设备等之间的整合工作,都需要一个能源管理系统,用来管理功率调节器何时充放电,还包含监视电池储存的环境温湿度、消防系统、门禁系统等,相当于储能系统的大脑。能源管理系统要能跟电池管理系统、功率调节器对话,若调度的不好,就可能出现安全设计上的漏洞,也是非常重要的环节。7

        储能系统第七层:储能系统及系统整合

        买储能系统不像是买电动车,更多时候你需要的是客制化设计,毕竟每个需要储能系统的应用场景都不同。因此你需要选择一个系统整合商来替你把整套储能系统组装起来。系统整合商通常会开发能源管理系统,以确保它采购来的各式零件,能达成很好的执行质量。

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        全球储能市场分析

        美国是现有单一国家中的储电大国,根据储电量排名,西门子北美公司Flunence位居北美排一,西班牙商Nidec ASI排二,Telsa居排三,RES排四,而普威(Powin Energy)排五名。依照过去2019年已接到250兆瓦订单,以全球球北美储能需求逐年翻倍成长,2020年签约待交货订单上看1.5~1.8GW规模,而全球储能市场 (energy storage) 于2021年将比2020年增加一倍以上,全球电池储能市场预计将在2025年达到110.4亿美元的规模,市场于5年内增长近50亿美元。

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     中国储能市场可望于2025年超越美国

     GlobalData的分析资料显示,亚太地区(APAC)是2020年非常大的电池储能系统市场,占全球市场装机量的49.9%,预估到2025年,亚太地区仍将保持不变的地位,且市占率会提升到百分之五十四;其次是欧洲、中东、非洲和美国。GlobalData同时指出,中国在2025年时市占率可能会超越美国,排在全球首;按照其能源容量安装目标,估计中国储能市场到2025年的累计安装容量将达近12GW,而市场值将达到32.2亿美元。

                                                                                     国内储能生态系统供应商

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       广锭科技与美国普威(Powin Energy)、日本村田从2019年就开始合作计划争取台湾储电、售电商机,从储能方案设计开发、电池芯、电池模块供应,到设备组装及监控软件一条龙式抢吃台湾储能市场,并于2020年宣布所合资的台普威能源已标到的台电的储能自动频率控制(AFC)调频备转辅助服务15MW标案,已经正式完成案场设置及并联,并通过验证。历时2个半月,已在2021年开始分批交货。

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       TIF140-16-11F导热硅胶片

       而兆科所提供的TIF140-16-11F导热硅胶片,主要应用在电池模块底部垫放于电池机柜中时所需的导热绝缘材料,由于材料有稳定电池模块温度控制的功效,藉由系统温控调节下协助电池维持一定温度,可减少寿命减损,并且在充放电下确保所串联电池模块于储能机柜中绝缘安全性。

产品特性:

良好的热传导率: 1.6W/mK

带自粘而无需额外表面粘合剂

高可压缩性,柔软兼有弹性,适合于在低压力应用环境

可提供多种厚度选择


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