導讀:儲能安全如何化被動為主動?車規(guī)級氣體傳感技術或成“破局者”
隨著儲能產業(yè)發(fā)展駛入快車道,安全和效率問題愈發(fā)受重視,安全性也成為儲能企業(yè)的生命線,海辰儲能總經理王鵬程在今年儲能國際峰會暨展覽會上接受新華網采訪時表示:安全問題是儲能行業(yè)痛點之一。
鋰離子電池熱失控是導致儲能電站發(fā)生燃爆安全事故的主要原因,而熱失控主要發(fā)生在儲能電站運行維護階段,主動安全技術要解決的正是該階段的儲能安全問題,做到“早發(fā)現、早預警、早處理”,將事故遏制于萌芽。
主動預警推動電池儲能安全開啟變革之旅
大量研究表明,在發(fā)生熱失控前,電池運行的溫度、電壓、電流等參數變化及電池模組釋放的氣體種類、濃度大小等相關表征指標,可以成為開展鋰電池儲能電站安全預警的重要依據。上海交通大學江秀臣教授在《大規(guī)?;瘜W儲能電池的數字孿生》演講主題中提到電池故障早期,優(yōu)選氫氣作為電池產氣原位監(jiān)測重要參數,2023年7月1日實施的國家標準GB/T 42288-2022《電化學儲能電站安全規(guī)程》,新國標強調“電池室/艙內應設置可燃氣體探測器、溫感探測器、煙感探測器等火災探測器,每個電池模塊可單獨配置探測器”,說明電池熱失控過程與控制中最有效的預警在產氣階段,為適應新的國家標準,新型儲能消防系統設計有望迎來主動預警、通訊聯動和多級防控三重升級。
包級探測方案為主動預警提供強有力技術支撐
目前針對電池早期預警有很多方案,比如說氣凝膠隔熱材料,氣凝膠隔熱材料在熱失控期間,可以有效的阻止電芯之間的熱傳遞,但氣凝膠無法阻止熱失控產氣產生的大量的可燃氣體,這些氣體一旦被點著,鋰電池將會發(fā)生噴燃,所以該技術只能起到被動防護的作用。
國家能源局推薦儲能電池設備間內設置H2或CO傳感器,報警濃度為60ppm,艙內探測器監(jiān)測的氣體為電池包內釋放出來并經過了數萬倍的稀釋,監(jiān)測包內產氣比艙內更及時且準確。艙級探測器由于只探測整個電池艙內的氣體濃度,當單顆電芯熱失控導致探測器報警,只能對整個儲能設施進行斷電,消防措施無法進行精準滅火,導致進一步的風險。整艙斷電不僅大幅降低儲能的柜的運營效率,也會帶來較大的網側負載波動,從長遠來看包級氣體探測預警安全系數更高,綜合成本更低,可以在早期為 BMS、大數據等技術監(jiān)測評估電池的運行狀態(tài)提供可靠穩(wěn)定的數據,對儲能系統的早期故障進行識別和預警,進而可以采取有針對性的維護措施,把可能造成嚴重事故的風險因素扼殺在搖籃里。
“車規(guī)級”將重新定義儲能氣體探測新規(guī)則
目前市面上的復合探測器大多數采用了民用級別的電化學一氧化碳和工業(yè)級別的VOC 、氫氣、煙霧等多品類集成,其壽命往往只有3~5年,遠遠達不到儲能壽命的10 年要求。且工業(yè)級別的探測器易受pack 內部的有機硅、膠水揮發(fā)物的干擾,容易導致誤報。多傳感器集成并未解決鋰電池熱失控預警的痛點,反而增加了終端用戶的成本。有業(yè)內人士坦言作為Pack 消防核心的探測和控制設備,標準和質控猶如在“裸奔”,更多的是成了消防設備廠家的“面子產品”,可靠性無保障,一旦出問題,儲能用戶將面臨巨大損失。
蘇州芯鎂信電子科技有限公司近日推出針對電池包內氣體探測產品,產品經過了汽車電子認證,可用作獨立設備或直接集成到電池管理系統 (BMS) 架構中, 能夠檢測氫氣 (H) ,并監(jiān)測電池包內溫度和相對濕度 (RH),具有本安的防爆等級,僅1公分的厚度便于安裝,全壽命周期無須維護或重新標定,使用壽命可達10年以上,該技術將打破以前亂象的氣體傳感器的市場格局,為儲能用戶提供更為可靠穩(wěn)定的產品選型。
(來源:News快報)