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可再生能源杂志:电池储能系统安全须知

特普生科技 特普生科技 2023-06-22 12 223
本文来源于可再生能源杂志,目的在了解电池储能系统安全须知。鸣谢自主研制NTC芯片的特普生储能CCS集成温度采集母排,对本文的大力支持,感谢特普生海外技术翻译官林博女士!

从重型机械到存储,再到提供大量信息的数据中心,当今世界电池已成为日常生活的一部分。然而,它们需要变得更加强大才能满足公众对能源日益依赖的需求。虽然2019年美国只有163个大型电池系统,但分析师预测,到 2023年底,这个数字将增长到 10,000兆瓦。存储成本在 2015年至2019年间也下降了72 % 。

因此,美国可再生能源杂志为我们带来这篇电池储能系统安全须知, 提醒我们如果处理不当,电池及其容量的增加可能会带来危险。能源专业人士必须保持警惕并及时了解最新的安全信息,以防止不必要的伤害或损坏。以下是有关电池储能系统安全性的知识。

电池储能系统缺陷带来的风险

能源行业的人员时不时会遇到需要帮助了解安全措施为何至关重要的客户。额外的时间或成本可能会让他们不满,他们需要知道为什么必须采取这些预防措施。

潜在的电池故障

电池储能系统可能因多种原因而失效,包括环境问题、结构不良、电气滥用、物理损坏或温度问题。系统故障可能导致电池爆炸、着火或释放有毒气体。电池 ESS 的大小也可能有很大差异,但这些危险和故障模式适用于所有电池 ESS,无论大小。

危害

与大多数电气设备一样,在操作和维护过程中需要解决一些常见的危险,例如电击和电弧闪光的可能性。在储能系统内部和周围工作时,应始终考虑这些因素。有关如何安全使用电气设备的更多信息。

热失控——热失控是电池单元无法控制的自加热。当电池内产生的热量超过可以散发到周围环境的热量时,它就开始了。最初过热的电池随后会产生易燃和有毒气体,并且可以达到足够高的热量来点燃这些气体。这种现象可以级联到相邻的电池并通过 ESS 进行,因此称为“失控”。

放气——电池储能系统释放的气体高度易燃且有毒。释放的气体类型取决于所涉及的电池化学性质,但通常包括以下气体:一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷、乙烷和其他碳氢化合物。如果气体在找到点火源之前能够达到其爆炸下限,则有可能发生爆炸。

搁浅能量——标准能量是指电池无法安全释放其存储能量的术语。这通常发生在 ESS 火灾已被扑灭且电池端子已损坏之后。这对那些使用损坏的 ESS 的人来说是一种电击危险,因为它仍然包含未知数量的电能。搁浅的能量还可能导致在初始事件发生后的几分钟,几小时甚至几天内重新点燃火灾。

失效模式

电池失效的方式有多种,通常会导致火灾、爆炸和/或释放有毒气体。

热滥用——储能系统有一个设定的运行温度范围,通常由制造商提供。如果在可接受的温度范围之外运行,ESS 可能无法按预期工作,可能导致电池过早老化,甚至可能导致完全失效,从而导致火灾和爆炸。热滥用是由外部源引起的,它是与燃烧或过热的相邻电池接触、温度升高或暴露于与电池存储或 ESS 安装环境相关的其他外部热源的结果。

电气滥用——当电池过度充电、充电过快或外部短路时,就会发生电气滥用。如果电池放电过快或电池过度放电低于其规定的终止电压,也会发生这种情况。电气滥用会导致 ESS 无法运行、过热、火灾和爆炸。

机械滥用——如果电池在机械力的作用下被压碎、掉落、穿透或以其他方式扭曲失效,从而造成物理损坏,则会发生机械滥用。

内部故障——内部故障可能是由于设计不当、使用劣质材料或制造过程中的缺陷造成的。可能值得注意的是,据说锂离子电池的故障率约为百万分之一。

环境影响——环境影响可能导致电池故障。这可能是极端环境温度、地震活动、洪水、碎片进入或腐蚀性雾气(如灰尘(沙漠)或盐雾(海洋地区))或啮齿动物损坏电线的结果。一些温度快速变化的地方,例如山区,如果控制不当,可能会结露,导致位于室外的 ESS 内部损坏。

需要注意的电池危险

使用电池也可能导致多种危险。放气是一种常见的威胁,电池会释放甲烷或一氧化碳,从而导致中毒或爆炸。电池端子损坏还可能导致能量搁浅、电击员工或引起火灾。这些最终会导致热失控,过热的电池会释放出易燃排放物并产生足够的热量来点燃它们。

提高电池储能系统的安全性

了解与这些系统相关的风险将证明预防措施为何至关重要。以下是用于实现连续电池储能安全的三种策略。

1.优先存储系统维护

确保电池存储系统以**性能运行至关重要。例如,检查液位对于验证适当的温度以及查看电池是否工作过度(如果采用液体冷却)至关重要。过热和氧化会导致故障或缩短组件的使用寿命。清洁设备并对电池进行均衡可去除可能干扰连接并造成危险的碎屑。

2.通过危险检测鼓励谨慎

电池储能系统周围每个人的安全至关重要。因此,实施危险检测系统——例如电压和电流监测器、热量和烟雾探测器、煤气表、爆炸研究和灭火——将是必要的功能。它们提供了一种强制关闭、减少火势蔓延、通知急救人员潜在爆炸物以及评估电池储能系统所有级别的方法。了解何时可能存在威胁有助于工人安全疏散并有可能防止危险事件发生。

3. 知道什么时候该换新电池

使用旧电池直至其耗尽也会带来安全问题,因为较旧的组件通常会变得不太稳定。与危险检测系统一起,跟踪电池何时需要更努力地工作或更频繁地失效——这是它需要更换的迹象。此外,了解部件的使用寿命可以帮助公司决定何时更换新电池。安全处置也很重要,因此请找到最近的回收中心,以降低垃圾填埋场以后发生爆炸的风险。

让电池储能系统更安全

随着电池数量和容量的增加,确保设施遵循适当的安全规程至关重要。能源专业人员必须将潜在危险告知决策者,并推荐安全预防措施,以保护员工和周围社区的福祉。

特普生,成立于2011年,是国家高新技术、专精特新企业。主要研制NTC芯片热敏电阻温度传感器储能线束储能CCS集成采集母排储能模组铝巴等温度采集产品系列。一体化研制、一致性品质的特普生,竞争力优势明显:自主研制NTC芯片核心技术及实现医用0.3%精度;专利百项,保留不公开技术2项;为全球新能源产品、大消费品与工业品提供了定制化的温度采集技术。

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