Tez-tez Enerji Saxlama Qəzaları ESS-də Yanğın Təhlükəsizliyi üçün Artan Tələblərə səbəb olur
Elektrokimyəvi enerjinin saxlanması yüksək enerji tutumlu kimyəvi inteqrasiya edilmiş cihazdır. Həddindən artıq doldurulma, həddindən artıq boşalma, həddindən artıq cərəyan, termal qaçaqlıq və daxili qısaqapanma kimi batareyadan sui-istifadə baş verərsə, bu, batareyanın içərisində asanlıqla istilik yığılmasına səbəb olacaqdır. Kritik nöqtəni keçdikdən sonra termal qaçış baş verəcək və termal qaçaq sürətlə yayılaraq batareya modulları, batareya şkafları və hətta enerji saxlama batareyası bölmələri arasında yayılacaq. Batareyanın yanması zamanı ayrılan yanar qazlar yanma müddətini daha da uzadar, söndürmə çətinliyini artırır və hətta partlayışa səbəb olur, nəticədə ciddi iqtisadi və şəxsi ziyana səbəb olur.
Enerji Saxlama Qəzalarında Akkumulyator Tipi Proporsiyalar (Vid: %)
Enerji saxlama elektrik stansiyalarında qəzalar tez-tez baş verir və enerjinin saxlanması ilə bağlı təhlükəsizlik məsələləri təcili həll edilməlidir: Beynəlxalq Enerji Şəbəkəsinin natamam statistikasına əsasən, 37-ci ildən 2011-ci ilin yanvarınadək dünya üzrə ümumilikdə 2022 enerji anbarı elektrik stansiyasında partlayış baş verib, onlardan 4-ü Çində baş verib. 16 aprel 2021-ci ildə Pekin Guoxuan Fuweis Günəş Saxlama və Doldurma Texnologiyası Co., Ltd.-də enerji anbarı elektrik stansiyası qəzası nəticəsində bir nəfər ölüb, iki yanğınsöndürən ölüb, bir yanğınsöndürən yaralanıb və 16.61 milyon yuan birbaşa maddi itkiyə səbəb olub; Fövqəladə İdarəetmə Nazirliyinin Yanğın və Xilasetmə Bürosu tərəfindən açıqlanan məlumatlara görə, yeni enerjili nəqliyyat vasitələrinin qəzaları baxımından, 2022-ci ilin birinci rübündə Çində cəmi 640 yeni enerji nəqliyyat vasitəsi yanğını bildirildi, bu da keçən ilin eyni dövrü ilə müqayisədə 32% artım; Qəza batareyasının növü baxımından, enerji saxlama qəzalarının 82% -i üçlü litium batareyaları səbəbindən baş verdi, əsasən üçlü litium batareyanın müsbət elektrod materialının parçalanma temperaturu yalnız 200 ° C-dir, bu da termal qaçmağa və beləliklə yanğına meyllidir.
Erkən Xəbərdarlıq: ESS Təhlükəsizliyi üçün İlk Müdafiə Xətti, Daha Sərt Termal Qaçış Tələbləri ilə Təkmilləşir
Erkən xəbərdarlıq: Termal qaçış üçün tələblər artır və bu, erkən xəbərdarlıq texnologiyasına daha yüksək tələblər qoyur. Termal qaçaq erkən xəbərdarlıq texnologiyası əsasən müxtəlif nasazlıq rejimləri üçün təhlükəsizlik erkən xəbərdarlıq modellərini yaratmaq üçün böyük məlumat süni intellekt texnologiyası ilə batareyanın təhlükəsizliyinin nasazlığı mexanizmini birləşdirir. Tez-tez istifadə olunanlara batareyanın daxili qısalması, litiumun çökməsi, tutumun pozulması və s. daxildir. Batareyada bu anormal dəyişikliklər anormallıqlar və ya anormal gərginlik, temperatur, cərəyan traektoriyaları və batareyanın istismarı məlumatlarında anormal traektoriyalar kimi özünü göstərir. Batareyanın işləməsi zamanı BMS tərəfindən qeydə alınan gərginlik, cərəyan, temperatur və digər məlumatların çoxölçülü təhlili vasitəsilə batareyanın nasazlığı haqqında məlumat müəyyən edilə bilər və erkən xəbərdarlıq məqsədinə nail olmaq üçün batareyanın təhlükəsizliyi riski qiymətləndirilə bilər. Sənayenin istilik qaçaqlarına olan tələblərinin davamlı olaraq təkmilləşdirilməsi ilə termal qaçaq hədəfi ilkin 5 dəqiqədən 30 dəqiqəyə, 60 dəqiqəyə və hətta açıq atəş olmadan/yayılmadan 24 saatdan çox müddətə artırılmışdır ki, bu da enerji batareyası sisteminin termal qaçaqlardan qorunması və qarşısının alınması texnologiyasına daha yüksək tələblər qoyur.
Gələcəkdə, mövcud bazada daha həssas və etibarlı sensorlar hazırlamaq və onların xərclərini azaltmaq, eyni zamanda litium-ion batareya sistemlərinin təhlükəsizliyini və etibarlılığını daha da artırmaq üçün daha effektiv erkən xəbərdarlıq üsullarının olub olmadığını araşdırmaq hələ də lazımdır. Məsələn, temperaturun əsas xarakterik parametr olduğu erkən xəbərdarlıq sistemində keçmişdə səthin temperaturunu birbaşa ölçmək üçün istifadə edilən termocütlər və ya sensorlar müəyyən xətalara malikdir. Hazırda ekspertlər və alimlər ölçülən temperatur məlumatlarının dəqiqliyini artırmaq üçün infraqırmızı aşkarlama və ya daxili sensorlardan istifadə etməyi düşünürlər. Gələcəkdə batareyanın temperaturunu izləmək üçün daha dəqiq temperatur ölçmə üsulları və yüksək temperatura davamlı və yüksək dəqiqlikli quraşdırılmış temperatur sensorları istifadə edilə bilər. Dəqiqlik ən azı mövcud dəqiqlik standartlarının ən yüksək tələblərindən yüksək olmalıdır. Bundan əlavə, batareyanın temperaturu haqqında daha dəqiq məlumat əldə etmək üçün batareyanın monitorinqi sistemi batareyanın temperaturunun proqnozlaşdırılması texnologiyası ilə birləşdirilə bilər.
Yanğın Söndürmə Çətinlikləri: Enerji Saxlama Sistemlərində Yüksək Yanğın Riski və Çətin Söndürmə
Yanğınsöndürmə sonu:
“Termal qaçaq” litium-ion batareyaların təhlükəsizlik təhlükələrinin əsas səbəbidir: Litium-ion batareyalarının termal qaçma mexanizmi üç mərhələdən ibarətdir. Birinci mərhələ: litium batareyalarının termal qaçmasının ilkin mərhələsi. Daxili və xarici amillərə görə batareyanın daxili temperaturu sürətlə 90~100 ℃-ə yüksəlir. Bu zaman mənfi elektrodun səthindəki SEI passivasiya təbəqəsi parçalanır və böyük istilik buraxır, bu da batareyanın daxili temperaturunun sürətlə artmasına səbəb olur; temperatur müvafiq olaraq 135 ℃ və 166 ℃-ə çatdıqda, PE və PP diafraqmaları əriməyə başlayır. Temperatur daha da yüksəldikcə, diafraqma daralır və müsbət və mənfi elektrodlar bir-biri ilə təmasda olur və qısaqapanmaya səbəb olur və bununla da batareyanın davamlı istilik buraxılmasına səbəb olur. İkinci mərhələ: batareyanın qabarıqlıq mərhələsi, təxminən 250 ~ 350 ℃ temperaturda, litium yanan karbohidrogen qazını uçurmaq üçün elektrolitdəki üzvi həlledici ilə reaksiya verir. Üçüncü mərhələ: batareyanın termal qaçması, partlayışın uğursuzluq mərhələsi, bu mərhələdə, doldurulma vəziyyətində olan müsbət elektrod materialı elektrolitlə şiddətli oksidləşmə parçalanma reaksiyasına məruz qalmağa davam edir, yüksək temperatur və çox miqdarda zəhərli qaz yaradır, batareyanın şiddətlə yanmasına və ya hətta partlamasına səbəb olur.
Litium-ion batareya enerji saxlama sistemləri əsasən prefabrik konteyner tipli saxlama qurğuları ilə təmsil olunur. Bu sistemlər adətən batareya modullarını yaratmaq üçün ardıcıl və paralel bağlanmış onlarla batareya hüceyrəsindən ibarətdir. Bu modullar daha sonra paralel olaraq vahid enerji saxlama batareyası şkafına inteqrasiya olunan batareya sətirləri yaratmaq üçün ardıcıl olaraq birləşdirilir.
Litium-ion batareya enerji saxlama sistemlərini əhatə edən yanğınlar bir neçə fərqli xüsusiyyət nümayiş etdirir:
- Güclü yanma və sürətli istilik yayılması
- Yüksək toksiklik, sıx tüstü və əhəmiyyətli təhlükə potensialı
- Yenidən alovlanma riski yüksək və söndürülməsində əhəmiyyətli çətinlik
Nəticədə, litium-ion əsaslı enerji saxlama sistemləri ilə bağlı təhlükəsizlik narahatlıqları son illərdə artan diqqəti cəlb edir.
Yanğının söndürülməsi problemləri: Məqsədli söndürmə vasitələrinin olmaması
Enerji Saxlama Sistemləri üçün hədəflənmiş yanğınsöndürmə vasitələrinin olmaması:
Yüksək yanğın riskini və enerji saxlama sistemləri ilə əlaqəli söndürmə çətinliyini nəzərə alaraq, mövcud yanğınsöndürmə vasitələri çox vaxt litium-ion batareya yanğınları üçün təsirsiz olduğunu sübut edir. Məsələn, quru tozlu yanğınsöndürənlərin bu cür yanğınların söndürülməsinə heç bir təsiri yoxdur. Halon 1301, CO₂ və FM-200 (heptafluoropropan) kimi agentlər yalnız açıq alovu söndürməyə qadirdir, lakin termal qaçaqlığın başlanğıcını əsaslı şəkildə dayandıra və ya yenidən alovlanmanın qarşısını ala bilməz. Bu agentlərin həm soyutma, həm də effektiv yanğın söndürmə imkanları yoxdur, bu da onları litium batareya yanğınları üçün yararsız edir.
Su çiləyici sistemləri texniki cəhətdən yetkin, qənaətcil və ekoloji cəhətdən təmiz olsa da, effektiv soyutma və yanğının söndürülməsini təklif edir. Bununla belə, söndürmə vasitəsi kimi su əhəmiyyətli çatışmazlıqlarla gəlir: o, böyük həcmlər, uzun yanğınsöndürmə müddətləri tələb edir və qısa qapanmalara və batareyalara geri dönməz zədələnməyə səbəb olmaq üçün yüksək risk yaradır, yanğından sonra enerji saxlama stansiyasını yararsız hala gətirir.
Su əsaslı yanğınsöndürmə vasitələri yanğınların soyudulmasında və söndürülməsində nisbətən effektivdir: Ümumiyyətlə, bərk yanğınsöndürmə vasitələri litium-ion batareya enerji saxlama sistemlərində yanğınla mübarizədə demək olar ki, təsirsizdir; qazlı yanğınsöndürmə vasitələri zəif yanğınsöndürmə effektivliyinə və məhdud soyutma təsirinə malikdir; su əsaslı yanğınsöndürmə vasitələri yalnız ekoloji cəhətdən təmiz və ucuz deyil, həm də əhəmiyyətli soyutma və yanğınsöndürmə təsirlərinə malikdir. Buna görə də, litium batareyaların yanğın təhlükələri üçün yanğınsöndürmə mühafizəsi, xüsusən də geniş miqyaslı enerji saxlama litium batareya sistemləri həyata keçirilir və yeni yüksək səmərəli, yanmağa qarşı yanğınsöndürmə vasitələri və yanğınsöndürmə agentləri buraxan sistemlər və qurğular layihələndirilir və inkişaf etdirilir ki, bu da yanğının qarşısının alınmasına kömək edir. litium-ion batareya enerji saxlama sistemlərinin geniş miqyaslı kommersiya tətbiqi.
EV Enerji Batareyaları ilə müqayisədə Enerji Saxlama Sistemi Yanğınları Daha Böyük Təhlükələr yaradır
Enerji saxlama akkumulyatorlarının və elektrik avtomobilinin enerji batareyalarının miqyası və performans tələbləri arasındakı fərqləri nəzərə alaraq, biz əsasən aşağıdakı aspektlərdən təhlil edirik:
Batareya sisteminin miqyası: Həm litium-ion enerji saxlama sistemləri, həm də elektrik nəqliyyat vasitələri 48v 60v 72v 96v litium-ion batareyaları əsas vahidlər kimi və onların komponentlərini dörd səviyyəyə bölmək olar: batareya hüceyrələri, modullar, batareya paketləri və sistemlər. Bununla belə, enerji saxlama sistemlərində akkumulyator hüceyrələrinin sayı elektrik nəqliyyat vasitələrinin akkumulyator sistemlərininkindən qat-qat artıqdır və enerji saxlama cihazlarının ümumi enerjisi elektrik nəqliyyat vasitələrinin akkumulyator sistemlərindən 1-2 dəfə yüksəkdir, bu da yanğın qəzalarının miqyasını və təsirini daha ciddi edir.
Yanğın hadisələrinin mexanizmi: Həm enerji saxlama sistemində, həm də elektrik nəqliyyat vasitəsinin akkumulyatorunda baş verən yanğınlar akkumulyatordan sui-istifadə nəticəsində baş verir ki, bu da tək bir akkumulyatorun termal qaçmasına səbəb olur və beləliklə də irimiqyaslı yanğın qəzalarına səbəb olur. Bununla belə, hər ikisinin yanğının yayılması xüsusiyyətləri tam olaraq eyni deyil. Elektrikli avtomobil yanğınlarında, termal qaçan batareya hüceyrəsinin temperaturu yüksəlir, bitişik akkumulyator elementlərində və ya modullarında yanğınlara səbəb olur; enerji saxlama sistemləri adətən onlarla və hətta onlarla moduldan ibarətdir və bir batareyanın termal qaçması adətən modullar arasında yanğınların yayılmasına səbəb olur.
Yanğının qarşısının alınması və nəzarət tədbirləri: lifepo4 batareya enerji saxlama sistemlərinin yanğının qarşısının alınması və nəzarəti adətən modulun təhlükəsizlik dizaynı, batareya idarəetmə sistemi, yanğın xəbərdarlığı sistemi və yanğınsöndürmə sisteminin nəzərə alınmasını tələb edir. Bununla belə, akkumulyator bölməsinin həcminin məhdudlaşdırılması səbəbindən elektrik avtomobilinin akkumulyator sistemlərinin yanğından mühafizəsi və nəzarəti adətən yalnız ilk iki səviyyəni əhatə edir. Enerji saxlama sistemləri üçün, litium-ion batareyalarının istilik qaçağı zəncirdə püskürdüyü və yanğın sürətlə yayıldığı üçün xəbərdarlıq sisteminin vaxtında olması və yanğınsöndürmə sisteminin effektivliyi çox vacibdir.
Təhlükəsizliyin qiymətləndirilməsi standartları: Elektrikli nəqliyyat vasitələrinin enerji batareyalarının təhlükəsizliyinin qiymətləndirilməsi üçün lütfən, UL2580-2013 “Elektrikli Avtomobil Akkumulyatorunun Təhlükəsizlik Spesifikasiyası Standartı”na və GB/T 31485-2015 “Elektrikli Nəqliyyat vasitələri üçün Güclü Akkumulyatorlar üçün Təhlükəsizlik Tələbləri və Test Metodları”na və digər spesifik standartlara müraciət edin. Hazırda enerji saxlama batareyasının təhlükəsizliyi üçün kəmiyyət qiymətləndirmə standartı yoxdur. Praktik tətbiqlərdə, elektrikli nəqliyyat vasitələri üçün litium-ion batareyaları üçün müvafiq sınaq standartlarının əksəriyyətinə istinad edilir. Enerji saxlama sistemlərinin təhlükəsizliyinin qiymətləndirilməsi sisteminin kəmiyyətini necə qiymətləndirmək üçün dərin araşdırma lazımdır.
Enerji saxlama sistemlərinin erkən xəbərdarlıq və yanğınsöndürmə uclarına tələbatın faktiki artımını və elektrik nəqliyyat vasitələrinin enerji akkumulyatorları ilə fərqləri və müqayisələri nəzərə alaraq hesab edirik ki, enerji saxlama sənayesinin sürətlə inkişafı ilə enerji anbarlarının yanğınsöndürməsinə tələbat əhəmiyyətli dərəcədə arta bilər və bu, sənayenin inkişafı üçün yaxşı fürsət yarada bilər.
Enerji Anbarı Yanğın Təhlükəsizliyində Siyasətlə dəstəklənən bum: Uzunmüddətli artım yolu
Siyasət sənayenin inkişafı üçün faydalı olan enerji anbarlarının yanğından mühafizəsinin təhlükəsizliyini vurğulayır: 2021-ci ilin sentyabrında dərc edilmiş “Elektrokimyəvi Enerji Saxlama Elektrik Stansiyalarının Təhlükəsizliyi Qaydaları (Şərhlər üçün layihə)” enerji anbarının yanğından mühafizəsinin videomüşahidə sisteminə inteqrasiya olunmasını və sistematik həllərin qurulmasını tələb edir. elektrik stansiyası avadanlığının təhlükəsizliyinə dair texniki tələblər, istismar, texniki xidmət, əsaslı təmir, sınaq və s. 14-ci ilin fevralında dərc edilmiş “Milli Yanğından Mühafizə İşinin 2022-cü Beşillik Planı” yeni enerji anbarları ətrafında yanğından mühafizə dizaynını və mənbələrin idarə edilməsini gücləndirməyi təklif edir. Müxtəlif siyasətlər enerji saxlama elektrik stansiyalarının tikintisi və idarə edilməsi üçün ətraflı tələblər irəli sürür; enerji anbarı elektrik stansiyası əməliyyatlarının təhlükəsizliyini artırmaq üçün dəstəkləyici enerji anbarının yanğından mühafizə qurğularının tikintisinə rəhbərlik etmək; 2025-ci il üçün hədəf qoyulmuş gücü və xərclərin azaldılması və səmərəliliyin artırılması məqsədlərini irəli sürür və siyasətlər enerji saxlama bazarının inkişafına rəhbərlik edir.
Enerji anbarının yanğın təhlükəsizliyi ilə bağlı bir sıra siyasət və standartların həyata keçirilməsi ilə enerji anbarı quraşdırılmış gücün miqyasının sürətlə artacağını proqnozlaşdırmaq olar. Enerji anbarlarının yanğından mühafizəsinin əhəmiyyəti yeni standartlar çərçivəsində vurğulanmağa davam edəcək. Enerji anbarı yanğından mühafizə investisiyalarının nisbətinin daha da artması gözlənilir və enerji anbarının yanğından mühafizə sənayesi uzun qar yamacına səbəb ola bilər.
Enerji Saxlamasının Yanğın Təhlükəsizliyinin Müxtəlif Aşağı Tətbiqləri Sürətli Genişlənməyə Hazırdır
Aşağı axın tətbiqi ssenariləri şaxələndirilir və 14-cü Beşillik Plan dövründə enerji saxlama yanğından mühafizə məhsullarının həcminin artması gözlənilir: enerji saxlama yanğından mühafizə məhsulları sənayesi zəncirinin yuxarı axın xammalına əsasən struktur hissələri, elektron komponentlər, şassi və yanğınsöndürmə vasitələri daxildir; enerji saxlama elektrik stansiyalarına əlavə olaraq, enerji saxlama yanğından mühafizə məhsullarının aşağı axını tətbiqi ssenarilərinə yeni enerji daşıyıcıları, elektrikli velosipedlər və məişət enerji anbarları da daxildir. Aşağı axın sənayesində enerji saxlama miqyası genişləndikcə, yanğın təhlükəsizliyi standartları daha da sərtləşəcək və enerji saxlama yanğından mühafizə məhsullarına tələbat geniş perspektivlərə malik olacaqdır.
2025-ci ilə qədər daxili enerji saxlama yanğından mühafizə bazarının sahəsinin 6.514-ci ildən 113-ci ilə qədər 2021% CAGR ilə 2025 milyard yuana çatacağı gözlənilir; gələcək enerji anbarı yanğından mühafizə yolu uzun və dikdir və sürətli böyüməyə nail olacağı gözlənilir. Əsas fərziyyələr aşağıdakılardır:
Çinin elektrokimyəvi enerji anbarının yeni quraşdırılmış gücü: Enerji Saxlama Sənayesi Tədqiqatının Ağ Kağızı 2023-ə əsasən, Çinin 2024-cü ildə yeni quraşdırılmış elektrokimyəvi enerji saxlama gücü 1559.6 MVt təşkil edir. Güman edirik ki, elektrokimyəvi enerji anbarının məcmu quraşdırılmış gücü 64-ci ildən 2021-ci ilə qədər 2025% mürəkkəb illik artım tempi ilə artacaq; GGII tərəfindən hesablanmış Çinin əsas əyalətlərinin enerji saxlama nisbətinə əsasən, saxlama müddətinin 2 saat olduğunu güman edirik;
Yanğından mühafizə sərmayəsinin nisbəti: Qingniao Yanğın Şirkətinin elanına görə, Çində yanğından mühafizə xərclərinin cari nisbəti xaricdə daha yüksək olan təxminən 2% təşkil edir; “Elektrokimyəvi Enerji Anbarı Elektrik Stansiyasının Təhlükəsizliyi Qaydaları”nın buraxılması ilə yanğından mühafizə sərmayəsinin nisbətinin 7-ci ildə 2025%-ə çatacağını fərz edərək yanğından mühafizə investisiyalarının nisbətinin artmağa davam edəcəyini gözləyirik;
Enerji saxlama təkliflərinin orta qiyməti: Jibang Yeni Enerji Şəbəkəsinin məlumatlarına görə, 2024-cü ildə tipik enerji saxlama layihələrinin ümumi orta təklif qiyməti 1.476RMB/Wh-a çatdı və Milli Enerji Administrasiyası və digərləri enerji saxlama elektrik stansiyalarının inkişaf edərkən xərcləri optimallaşdırmalı olduğunu vurğuladılar. Güman edirik ki, enerji saxlama layihələrinin dəyəri hər il 5% azalacaq.
