世界需要更智慧、更安全的能源儲存解決方案
根據國際能源署的資料,可再生能源預計到2030年將滿足全球近一半的能源需求。全球能源儲存容量預計將在未來幾年內達到兆瓦,而可再生能源的生產率是有波動性的,因此能源儲存解決方案對於擴大新能源使用至關重要。
"太陽能和風能並不總是在作用中”,H.B. Fuller的ePower/儲能與清潔能源業務經理Florian Schloegl解釋道。“電池儲能系統可以解決供需問題。多餘的能源被儲存起來,然後在生產低或需求增加時釋放。”
BESS通過以下方式支援新能源增長:
削峰填谷:BESS可以在需求高峰期釋放能源,使客戶在此期間無需從電網中獲取電力,從而減輕電網的壓力。
電網穩定:將能源儲存在BESS中有助於確保在需求高峰期電力的可用性。
去中心化:從多個來源獲取電力減少了社區對單一電廠的依賴。如果當地電廠發生緊急停機,擁有同時從BESS獲取電力的電網的客戶仍然可以為醫療設備等重要物品供電。
優化提升:目前正在進行的大型清潔能源專案將需要BESS來最大化其產生的能源。
當今電池儲能系統的內部結構
一個BESS單元通常包括電池模組、電池管理系統(BMS)以及將直流電轉換為交流電的逆變器,以實現電池與電網之間的能量轉換。這些元件通常被安置在一個類似於儲存容器的單一結構中。結構的大小、電池數量和電池排列因用途而異。儘管BESS設計各不相同,但所有系統都依賴膠黏劑和密封劑。
膠黏劑和密封劑可作用於:
• 結構固定和黏接:膠黏劑將BESS元件黏接在一起,例如電池模組中的冷卻板和電池單元。膠黏劑製造商也可以根據用途設計不同的結構膠黏劑。
• 熱管理:強大的電池產生的熱量必須散去。膠黏劑和填隙劑將熱量從電池單元傳遞到散熱器,使電池能夠按預期運行盡可能長的時間。封裝劑有助於防止熱失控,如果單個電池單元發生火災,封裝劑會隔離該單元以防止火災蔓延。
• 保護:密封劑和墊片保護元件免受濕氣、濕度和環境因素的影響,這些因素可能會損壞設備或降低其耐久性。
• 電氣絕緣:電介質塗層能防止電池組件之間的電弧,避免短路。
每種密封劑或膠黏劑在BESS中的具體使用方式取決於最終應用。例如,位於農村地區硬質碎石墊上的BESS不需要高結構膠黏劑來防止振動。然而,如果該BESS包含大量非常密集的電池組並產生大量熱量,則需要封裝劑來防止火災。
BESS和BMS:新能源的最佳搭檔
每個BESS都需要一個高度智慧的BMS來監控電池性能。BMS是電子系統,用於跟蹤每個電池的充電狀態(電池單元中的能量流動),記錄電池容量,並保護電池單元免受過度充電和過度使用。BMS在每個電池的整個生命週期內追蹤這些指標,以確定其健康狀態,説明操作員識別哪些電池需要更換。BMS幫助BESS更長時間地更好地運行,BMS越智慧,BESS就越高效。
BMS製造商依賴膠黏劑來安裝印刷電路板(PCB)元件、容納PCB、密封高壓連接器和外殼,並將熱量從PCB傳遞到散熱器。隨著BMS變得更強大,它們產生更多的熱量,需要更複雜的散熱介面材料(TIMs),例如液體封裝劑。
新能源儲存系統的未來
由於BESS不受重量或尺寸的限制,因此新材料與電池單元技術備受期待。這些創新是無止境的,也是擴大新能源增長所必需的。 多年來,行業利益相關者一直在探索鋰離子電池的替代品。鋰離子電池不僅易燃,而且回收成本高昂,提取鋰資源消耗巨大。其他選擇包括鈉離子電池、磷酸鐵鋰(LFP)電池和固態電池。
除了採用新的電池技術,BESS還可以為二次使用的電動汽車(EV)電池提供一個家。這些電池在其汽車壽命結束後仍能繼續產生能源。隨著電動汽車數量的增加,退役電池的數量也將增加。將使用過的電動汽車電池納入BESS而不是丟棄它們可以最大化其使用。
在未來幾年,模組化BESS系統和人工智慧驅動的BMS可能會變得越來越普遍。模組化系統提供了更簡易的電池維修與更換方式。
膠黏劑如何支援下一代BESS
BESS和BMS的進步將需要創新的膠黏劑產品。例如,某些類型的替代電池技術比鋰離子電池的膨脹或收縮更多,而黏接這些電池的膠黏劑必須能夠在不破裂的情況下拉伸。
雖然替代電池技術可以降低火災風險,但高溫仍可能使電池過早老化。在BESS設計中加入TIMs以去除熱量將仍然是其性能的關鍵。膠黏劑製造商可以與客戶合作,創造新產品或修改現有配方。
“這是我們為電池製造商提供的解決方案導向方法的一部分,”Cooper解釋道。“我們可以修改許多材料以促進應力管理、扭轉壓縮、扭矩甚至三維應力。與工程師討論需求有助於我們生成和創新將用於下一代應用的產品。”
H.B. Fuller的BESS和BMS膠黏劑解決方案
膠黏劑和密封劑支援新能源儲存的增長和創新。H.B. Fuller的BESS和BMS膠黏劑和密封劑產品組合包括:
EV Protect™降低BESS單元中的熱失控風險。
EV Seal™密封劑、原位固化墊片和原位成型墊片保護電池組免受濕氣、灰塵和其他環境危害的影響,同時提供便捷的維護途徑。
EV Therm導熱膠黏劑和填隙劑高效散熱以提高電池安全性和性能,同時提供防止電弧的電氣絕緣,提高整體電池效率。
EV Bond膠黏劑提供結構固定,並可以替代傳統緊固件,開啟新的設計可能性。
共同推動新能源增長
建造更高效的BESS單元可使新能源生產商滿足更多能源需求。 想像一下一個風力發電場。在巨大的渦輪機下方是一組BESS單元,它們是新能源生產中更低調但不可或缺的一部分。新能源的未來已經到來——在天空、波浪、風中以及地面上。
我們能根據您的需求提供解決方案與材料測試,歡迎洽詢!