Kacilakan Panyimpenan Energi Kerep Ndorong Panjaluk Keamanan Kebakaran ing ESS
Panyimpenan energi elektrokimia minangka piranti terpadu kimia sing intensif energi. Yen ana penyalahgunaan baterei, kayata overcharging, over-discharging, overcurrent, termal runaway, lan short circuit internal, bakal gampang nyebabake akumulasi panas ing baterei. Sawise titik kritis ngluwihi, runaway termal bakal kelakon, lan runaway termal bakal nyebar kanthi cepet, nyebar ing antarane modul baterei, lemari baterei, lan malah kompartemen baterei panyimpenan energi. Gas sing gampang kobong sing dibebasake nalika baterei diobong bakal nambah wektu pangobongan, nambah angel dipateni, lan malah nyebabake bledosan, sing pungkasane nyebabake karusakan ekonomi lan pribadi sing serius.
Proporsi Jinis Baterei ing Kacilakan Panyimpenan Energi (Unit: %)
Kacilakan ing stasiun daya panyimpenan energi kerep kedadeyan, lan masalah keamanan panyimpenan energi kudu ditanggulangi kanthi cepet: Miturut statistik sing ora lengkap saka Jaringan Energi Internasional, total 37 bledosan stasiun tenaga panyimpenan energi dumadi ing saindenging jagad wiwit taun 2011 nganti Januari 2022, sing ana 4 ing China. Tanggal 16 April 2021, kacilakan stasiun listrik panyimpenan energi ing Beijing Guoxuan Fuweis Solar Storage and Charging Technology Co., Ltd. nyebabake siji tiwas, loro petugas pemadam kebakaran tiwas, siji petugas pemadam kebakaran tatu, lan kerugian properti langsung 16.61 yuta yuan; saka perspektif kacilakan kendaraan energi anyar, miturut data sing dirilis dening Biro Pemadam Kebakaran lan Penyelamat Kementerian Manajemen Darurat, ing kuartal pisanan 2022, total 640 kebakaran kendaraan energi anyar dilaporake ing China, nambah 32% ing periode sing padha taun kepungkur; saka sudut pandang jinis baterei kacilakan, 82% saka kacilakan panyimpenan energi disebabake dening baterei lithium ternary, utamane amarga suhu dekomposisi bahan elektroda positif saka baterei lithium ternary mung 200 ° C, sing rawan kanggo pelarian termal lan kanthi mangkono geni.
Pènget Awal: Garis Pertahanan Pertama kanggo Keamanan ESS, Berkembang kanthi Persyaratan Runaway Termal sing Luwih Ketat
Bebaya awal: Keperluan kanggo pelarian termal saya tambah, sing ndadekake syarat sing luwih dhuwur babagan teknologi peringatan dini. Teknologi peringatan dini termal runaway utamane nggabungake mekanisme kegagalan keamanan baterei karo teknologi intelijen buatan data gedhe kanggo nggawe model peringatan dini safety kanggo macem-macem mode kegagalan. Sing umum digunakake kalebu singkat baterei internal, deposition lithium, abnormality kapasitas, etc. Iki owah-owahan abnormal ing baterei sing dicethakaké ana abnormalitas utawa trajectories abnormal saka voltase, suhu, saiki lan data liyane ing data operasi baterei. Liwat analisis multi-dimensi voltase, saiki, suhu lan data liyane sing direkam dening BMS sajrone operasi baterei, informasi kesalahan baterei bisa diidentifikasi, lan risiko safety baterei bisa diadili kanggo entuk tujuan peringatan dini. Kanthi dandan terus-terusan saka syarat industri kanggo runaway termal, target runaway termal wis tambah saka 5min asli kanggo 30min, 60min, lan malah luwih saka 24h tanpa mbukak geni / ora nyebar, kang nempatno syarat sing luwih dhuwur ing pangayoman runaway termal lan teknologi dipatèni saka sistem baterei daya.
Ing mangsa ngarep, isih perlu ngembangake sensor sing luwih sensitif lan dipercaya ing basis sing wis ana lan nyuda biaya, lan ing wektu sing padha njelajah apa ana cara peringatan dini sing luwih efektif kanggo nambah safety lan linuwih sistem baterei lithium-ion. Contone, ing sistem peringatan dini kanthi suhu minangka parameter karakteristik utama, thermocouple utawa sensor sing digunakake ing jaman kepungkur kanggo langsung ngukur suhu permukaan duwe kesalahan tartamtu. Saiki, para ahli lan sarjana wis nimbang nggunakake deteksi inframerah utawa sensor sing dibangun kanggo nambah akurasi data suhu sing diukur. Ing mangsa ngarep, cara pangukuran suhu sing luwih akurat lan sensor suhu sing tahan suhu lan tliti dhuwur bisa digunakake kanggo ngawasi suhu baterei. Akurasi kudu paling sethithik luwih dhuwur tinimbang syarat paling dhuwur saka standar akurasi sing ana. Kajaba iku, sistem ngawasi baterei bisa digabungake karo teknologi prediksi suhu baterei kanggo entuk data suhu baterei sing luwih akurat.
Tantangan Pemadam Kebakaran: Resiko Kebakaran Dhuwur lan Pemadaman Sulit ing Sistem Panyimpenan Energi
Ujung pemadam kebakaran:
"Thermal runaway" iku sabab ROOT saka beboyo safety saka baterei lithium-ion: Mekanisme runaway termal saka baterei lithium-ion kalebu telung orane tumrap sekolah. Tahap pisanan: tataran wiwitan runaway termal saka baterei lithium. Amarga faktor internal lan eksternal, suhu internal baterei mundhak kanthi cepet nganti 90 ~ 100 ℃. Ing wektu iki, lapisan passivation SEI ing lumahing elektroda negatif decomposes lan ngeculake panas ageng, nyebabake suhu internal baterei munggah kanthi cepet; nalika suhu tekan 135 ℃ lan 166 ℃ mungguh, diaphragms PE lan PP wiwit nyawiji. Nalika suhu mundhak luwih, diaphragm nyusut, lan elektrods positif lan negatif kontak saben liyane kanggo nimbulaké sirkuit cendhak, saéngga nyebabake release panas baterei terus-terusan. Tahap kapindho: tataran bulging baterei, ing suhu kira-kira 250 ~ 350 ℃, lithium bereaksi karo pelarut organik ing elektrolit kanggo volatilize gas hidrokarbon sing gampang kobong. Tahap katelu: runaway termal baterei, tataran Gagal bledosan, ing tataran iki, materi elektroda positif ing negara daya terus ngalami reaksi dekomposisi oksidasi kasar karo elektrolit, ngasilaken suhu dhuwur lan jumlah gedhe saka gas beracun, nyebabake baterei kanggo diobong violently utawa malah njeblug.
Sistem panyimpenan energi baterei lithium-ion umume diwakili dening unit panyimpenan jinis wadhah prefabrikasi. Sistem iki biasane dumadi saka puluhan sel baterei sing disambungake kanthi seri lan paralel kanggo mbentuk modul baterei. Modul iki banjur disambungake ing seri kanggo nggawe strings baterei, kang luwih Integrasi ing podo karo menyang lemari baterei panyimpenan energi siji.
Kebakaran sing nglibatake sistem panyimpenan energi baterei lithium-ion nuduhake sawetara ciri sing béda:
- Pembakaran intensif lan panyebaran termal kanthi cepet
- Toksisitas dhuwur, kumelun kandhel, lan potensial bebaya sing signifikan
- Resiko dhuwur kanggo re-ignition lan angel banget kanggo dipateni
Akibaté, keprihatinan safety sing ana gandhengane karo sistem panyimpenan energi adhedhasar lithium-ion wis tambah akeh perhatian ing taun-taun pungkasan.
Tantangan Pemadam Kebakaran: Kurang Agen Pemadam Sasaran
Kurang Agen Pemadam Kebakaran Target kanggo Sistem Panyimpenan Energi:
Amarga risiko geni sing dhuwur lan angel dipateni sing ana gandhengane karo sistem panyimpenan energi, agen pemadam kebakaran saiki asring ora efektif kanggo kobongan baterei lithium-ion. Contone, pemadam wêdakakêna garing ora ana pengaruh kanggo nyegah geni kasebut. Agen kaya Halon 1301, CO₂, lan FM-200 (heptafluoropropane) mung bisa mateni geni sing mbukak nanging ora bisa nyegah wiwitan termal utawa nyegah reignition. Agen-agen kasebut ora duwe kabisan pemadam kebakaran sing pendinginan lan efektif, saengga ora cocog kanggo kobongan baterei lithium.
Sistem sprinkler banyu, nalika teknis diwasa, biaya-efektif, lan ramah lingkungan, nawakake cooling efektif lan dipadami geni. Nanging, banyu minangka medium pemadam nduweni kekurangan sing signifikan: mbutuhake volume gedhe, durasi pemadam kebakaran sing dawa, lan bisa nyebabake sirkuit cendhak lan karusakan sing ora bisa dibaleni maneh, sing ndadekake stasiun panyimpenan energi ora bisa digunakake sawise geni.
Agen pemadam geni adhedhasar banyu relatif efektif kanggo nyenyet lan mateni geni: Umume, agen pemadam geni sing padhet meh ora efektif kanggo nglawan geni ing sistem panyimpenan energi baterei lithium-ion; agen pemadam geni gas duwe efisiensi pemadam kebakaran sing kurang apik lan efek pendinginan sing winates; agen pemadam geni adhedhasar banyu ora mung ramah lingkungan lan murah, nanging uga duwe efek pendinginan lan pemadam kebakaran sing signifikan. Mulane, proteksi pemadam kebakaran ditindakake kanggo bebaya geni saka baterei lithium, utamane sistem baterei lithium panyimpenan energi skala gedhe, lan agen pemadam kebakaran anti-reignition anyar lan sistem rilis agen pemadam geni dirancang lan dikembangake, sing kondusif kanggo aplikasi komersial ukuran gedhe saka sistem panyimpenan energi baterei lithium-ion.
Dibandhingake karo Baterei Daya EV, Sistem Panyimpenan Energi Kebakaran Nimbulake Bebaya Luwih
Ngelingi beda antarane ukuran lan syarat kinerja baterei panyimpenan daya lan baterei daya kendaraan listrik, kita utamané nganalisa saka aspek ing ngisor iki:
Skala sistem baterei: Loro-lorone sistem panyimpenan energi lithium-ion lan kendaraan listrik 48v 60v 72v 96v baterei lithium-ion minangka unit dhasar, lan komponene bisa dipérang dadi patang tingkat: sel baterei, modul, paket baterei, lan sistem. Nanging, jumlah sel baterei ing sistem panyimpenan energi adoh ngluwihi sistem baterei kendaraan listrik, lan energi sakabèhé saka piranti panyimpenan energi punika 1 kanggo 2 pesenan gedhene luwih dhuwur tinimbang sistem baterei kendaraan listrik, nggawe ombone lan impact saka kacilakan geni luwih serius.
Mekanisme kacilakan geni: Sistem panyimpenan energi lan kobongan baterei kendaraan listrik disebabake penyalahgunaan baterei, sing ndadékaké kacilakan termal saka baterei siji, saéngga nyebabake kacilakan geni skala gedhe. Nanging, karakteristik panyebaran geni saka loro kasebut ora persis padha. Ing kebakaran kendaraan listrik, suhu sel baterei termal mundhak, nyebabake kebakaran ing sel utawa modul baterei sing cedhak; nalika sistem panyimpenan energi biasane dumadi saka luwih saka rolas utawa malah Welasan modul, lan runaway termal saka baterei siji biasane nimbulaké geni kanggo nyebar antarane modul.
Tindakan pencegahan lan kontrol geni: Nyegah geni lan ngontrol sistem panyimpenan energi baterei lifepo4 biasane mbutuhake desain safety modul, sistem manajemen baterei, sistem peringatan kebakaran lan sistem pemadam kebakaran. Nanging, amarga watesan volume kompartemen baterei, pencegahan geni lan kontrol sistem baterei kendaraan listrik biasane mung melu ing rong tingkat pisanan. Kanggo sistem panyimpenan energi, wiwit runaway termal saka baterei lithium-ion njeblug ing chain lan geni nyebar kanthi cepet, timeliness saka sistem bebaya lan efektifitas saka sistem geni banget kritis.
Standar evaluasi safety: Kanggo evaluasi safety baterei daya kendaraan listrik, waca UL2580-2013 "Standar Spesifikasi Keamanan Baterei Kendaraan Listrik" lan GB / T 31485-2015 "Persyaratan Keamanan lan Metode Tes kanggo Baterei Daya kanggo Kendaraan Listrik" lan standar lan spesifikasi liyane. Saiki, ora ana standar evaluasi kuantitatif kanggo safety baterei panyimpenan energi. Ing aplikasi praktis, umume standar tes sing cocog kanggo baterei lithium-ion kanggo kendaraan listrik dikutip. Cara ngitung sistem evaluasi keamanan sistem panyimpenan energi mbutuhake riset sing jero.
Ngelingi kenaikan nyata ing panjaluk kanggo peringatan dini lan ends pemadam kebakaran ing sistem panyimpenan energi lan bedane lan mbandhingake karo baterei kendharaan listrik, kita percaya yen kanthi pangembangan industri panyimpenan energi sing berkembang pesat, panjaluk pemadam kebakaran panyimpenan energi bisa nambah kanthi signifikan, menehi kesempatan sing apik kanggo pangembangan industri.
Kawicaksanan-Didhukung Boom ing Energy Storage Fire Safety: A Long-Term Growth Track
Kabijakan kasebut nandheske safety proteksi geni panyimpenan energi, sing migunani kanggo pangembangan industri: "Peraturan Keamanan Stasiun Tenaga Penyimpanan Energi Elektrokimia (Draft Komentar)" sing ditanggepi ing September 2021 mbutuhake proteksi geni panyimpenan energi digabungake menyang sistem pengawasan video lan nyiyapake solusi sistematis, sing luwih olahan lan syarat-syarat keamanan peralatan, peralatan, safety, safety, peralatan teknis, safety lan teknologi. mrikso, testing, etc. "Rencana Lima-Taun 14 kanggo National Fire Protection Work" ditanggepi ing Februari 2022 ngajokaken kanggo ngiyataken desain pangayoman geni lan manajemen sumber watara fasilitas panyimpenan energi anyar. Various kawicaksanan sijine nerusake syarat rinci kanggo construction lan manajemen stasiun daya panyimpenan energi; nuntun pambangunan fasilitas proteksi geni panyimpenan energi kanggo ningkatake keamanan operasi stasiun pembangkit listrik; sijine nerusake target 2025 kapasitas diinstal lan nyuda biaya lan efisiensi dandan gol, lan kabijakan nuntun pangembangan pasar panyimpenan energi.
Kanthi implementasine saka sawetara kawicaksanan lan standar related kanggo nyimpen energi safety geni, iku bisa foreseen sing ukuran panyimpenan energi diinstal kapasitas bakal nambah kanthi cepet. Pentinge proteksi geni panyimpenan energi bakal terus disorot miturut standar anyar. Proporsi investasi proteksi geni panyimpenan energi samesthine bakal tambah akeh, lan industri proteksi geni panyimpenan energi bisa nyebabake lereng salju sing dawa.
Macem-macem Aplikasi Hilir Keamanan Kebakaran Panyimpenan Energi Siap kanggo Ekspansi Cepet
Skenario aplikasi hilir diversifikasi, lan produk proteksi geni panyimpenan energi samesthine bakal nambah volume sajrone periode Rencana Lima Taun kaping 14: bahan mentah hulu rantai industri produk proteksi geni panyimpenan energi utamane kalebu bagean struktural, komponen elektronik, sasis lan agen pemadam kebakaran; saliyane stasiun daya panyimpenan energi, skenario aplikasi hilir produk proteksi geni panyimpenan energi uga kalebu kendaraan energi anyar, sepedha listrik lan panyimpenan energi rumah tangga. Minangka ukuran panyimpenan energi ing industri hilir ngembangaken, standar safety geni bakal dadi luwih kenceng, lan dikarepake kanggo panyimpenan energi produk pangayoman geni bakal duwe prospek amba.
Kita ngarepake yen ing taun 2025, ruang pasar proteksi geni panyimpenan energi domestik samesthine bakal tekan 6.514 milyar yuan, kanthi CAGR 113% wiwit taun 2021 nganti 2025; trek pangayoman geni panyimpenan energi mangsa dawa lan tajem, lan samesthine kanggo entuk wutah kanthi cepet. Asumsi utama kaya ing ngisor iki:
Kapasitas panyimpenan energi elektrokimia anyar China: Miturut Kertas Putih Riset Industri Panyimpenan Energi 2023, kapasitas panyimpenan energi elektrokimia anyar China ing taun 2024 yaiku 1559.6MW. Kita nganggep manawa kapasitas terpasang kumulatif panyimpenan energi elektrokimia bakal tuwuh kanthi tingkat pertumbuhan taunan senyawa 64% saka 2021 nganti 2025; Adhedhasar rasio panyimpenan energi provinsi utama ing China sing diwilang dening GGII, kita nganggep yen wektu panyimpenan yaiku 2 jam;
Rasio investasi proteksi geni: Miturut woro-woro Perusahaan Api Qingniao, proporsi pengeluaran perlindungan geni ing China saiki kira-kira 2%, sing luwih dhuwur ing luar negeri; Kita ngarepake manawa kanthi rilis "Peraturan Keamanan Stasiun Listrik Penyimpanan Energi Elektrokimia", proporsi investasi proteksi geni bakal terus meningkat, kanthi asumsi yen proporsi investasi proteksi geni bakal tekan 7% ing 2025;
Rega rata-rata tawaran panyimpenan energi: Miturut data Jibang New Energy Network, rega tawaran rata-rata sakabèhé saka proyèk panyimpenan energi khas ing 2024 tekan 1.476RMB / Wh, lan Administrasi Energi Nasional lan liya-liyane nandheske manawa stasiun listrik panyimpenan energi kudu ngoptimalake biaya nalika ngembangake. Kita nganggep manawa biaya proyek panyimpenan energi bakal mudhun 5% saben taun.
