储能安全需要突破的八大关键技术

时间:2024-12-02 作者: 电力监控与保护
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  2024年6月24日,韩国京畿道华城市一家电池厂发生火灾,19名国人罹难;5月,作为全球最大电池储能项目之一,位于美国加利福尼亚州奥泰梅萨的盖特韦储能电站也曾发生火灾;4月27日,德国尼尔莫尔(里尔区)商业区的锂电池储能集装箱发生起火事故,并导致2名消防员受伤。

  最近三年,国内储能行业的安全事故案例也有一些:2022年5月,广东中山一储能电站发生火灾,该事故导致正在电池集成及储能系统安装现场作业的5人被困,其中4人经抢救无效死亡。2021年8月,福建泉州一建筑工地发生储能电池集装箱失火事故,无人员受伤或死亡。2020年5月,广东佛山一仓库内储能集装箱起火,消防救援人员迅速到场扑救,所幸无人员伤亡。

  海内外相关储能安全事故值得主管部门和相关行业警惕,尤其是运行时间超过3年的老旧电站有必要进行自查自纠。同时,对于方兴未艾的工商业储能,中科金渚能源团队建议强制投保,避免未来可能出现的大量纠纷。据悉,有关方面正考虑对部分大型储能电站展开一轮安全排查。

  对于储能安全领域,尽管已经取得了一定的进展,但是仍要进一步的技术突破和创新,才能满足未来储能行业的发展需求。尤其是在材料安全、热管理技术、电池管理系统等方面,还有很多需要克服的难题和挑战。实际上,储能技术作为支持能源革命和构建新型电力系统的重要技术之一,对于促进可再次生产的能源的高比例接入与消纳、提高电网的灵活性和稳定能力具备极其重大作用。而在储能安全领域,以下几个技术要进一步的突破和创新:

  1. 材料安全:储能系统的材料是决定其性能和安全性的基础。需要研发更稳定、安全的电极材料、电解质材料等,以减少热失控、气体析出等安全风险。

  2. 热管理技术:储能系统在充放电过程中会产生热量,若热量不能得到一定效果管理,可能会引起电池温度过高,增加热失控的风险。因此,发展高效的热管理系统,包括热传导材料、相变材料和冷却技术等是必要的。

  3. 电池管理系统(BMS):电池管理系统是储能系统的“大脑”,负责监控电池的状态和管理工作。提高BMS的智能化水平,增强其对电池异常的检测和预警能力,是提升储能系统安全性的关键。

  4. 安全预警与故障诊断技术:开发快速准确的电池故障诊断技术,建立预警机制,以便在电池出现安全问题时及时采取一定的措施,减少事故风险。

  5. 集成安全技术:储能系统往往由多个电池单元组成,如何确保在个别单元发生问题时不会影响总系统的安全运行,需要集成安全技术来解决。

  6. 消防与泄漏控制技术:在储能系统中,若发生火灾或者泄露,需要有相应的消防和泄漏控制技术来迅速应对,减少损失。

  7. 系统级安全设计与评估:通过系统级的安全设计和风险评估,确保在系统模块设计阶段就最大限度地考虑安全性,采取对应的冗余设计,提高系统的整体安全性。

  8. 环境适应性研究:储能系统要在各种各样的环境条件(特别是恶劣环境、应急环境和临时活动环境)下稳定运行,因此,提升储能系统的环境适应性,尤其是在极端天气特征情况下的安全性,也是重要的研究方向。

  中科金渚能源团队在实践中得到结论,储能安全领域的技术突破需要跨学科的合作,结合材料科学、热力学、电气工程、自动化控制等多个领域的先进的技术,共同推进。这需要各领域的专家和机构一起努力,以克服上述瓶颈,推动储能技术的广泛应用和可持续发展。

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