Im Rahmen der nationalen „Double Carbon“-Strategie boomen die neuen Energien Photovoltaik und Windkraft. Mit dem massiven Zugang von Photovoltaik und Windkraft ist der Bedarf an Frequenzmodulations- und Spitzenlastregelungsressourcen des Stromnetzes stark gestiegen. Das Energiespeichersystem spielt eine immer wichtigere Rolle bei der Lösung des Verbrauchs neuer Energie, der Verbesserung der Stabilität des Stromnetzes und der Verbesserung der Nutzungseffizienz des Verteilungssystems. Das Lithium-Ionen-System zur elektrochemischen Energiespeicherung wächst aufgrund seiner geringen Anforderungen an die Einsatzumgebung und vieler anwendbarer Szenarien schnell. Neben der großtechnischen Anwendung hat auch die Sicherheit von Energiespeicherkraftwerken große Aufmerksamkeit erregt.
Neue energieseitige Energiespeicher, netzseitige Energiespeicher, große netzunabhängige und Mikronetz-Energiespeicherkraftwerke verwenden häufig Energiespeicher vom Containertyp. Zehntausende elektrische Zellen werden in Containern durch Reihen-/Parallelschaltung installiert. Zwischen positiver und negativer Elektrode von Lithium-Ionen-Batterien befindet sich nur eine dünne Membranisolationsschicht. Die elektrische Isolierung hängt hauptsächlich von Isoliermaterialien und elektrischen Schaltern ab. Isoliermaterialien können verkohlen und bei hohen Temperaturen zu leitfähigen Materialien werden. Der Trennschalter kann auch unter Hochspannung ausfallen, und die Schaltröhre des Leistungsgeräts kann auch unter Hochspannung und Überspannungseinwirkung anormal leiten. Bei Tausenden von Lade- und Entladezyklen über einen langen Zeitraum, insbesondere bei Überladung, Überentladung und Übertemperatur, ist es möglich, einen Kurzschluss der Zelle zu verursachen und lokal außer Kontrolle zu geraten. Wenn bei einer Zelle ein Sicherheitsproblem auftritt und keine strengen Sicherheitsmaßnahmen getroffen werden, kann dies eine Kettenreaktion des Systems und einen Explosionsunfall verursachen.
Das Erhöhen der Isoliermaterialien und der Stärke und das Bauen einer Eisenwand des Energiespeicherkraftwerks kann die Sicherheitsprobleme des Energiespeicherkraftwerks lösen, aber es wird die Kosten des Kraftwerks erhöhen und ist nicht förderlich für eine Förderung im großen Maßstab und Anwendung von Energiespeichern. Die Sicherheit von Container-Energiespeichern muss vom Systemschema, der Materialauswahl, dem Sicherheitsdesign und anderen Aspekten ausgehen, um die beiden wichtigen Indikatoren Sicherheit und Kosten umfassend zu berücksichtigen. Derzeit umfassen die wichtigsten Sicherheitstechnologien und -maßnahmen des Energiespeicherkraftwerks: neue modulare Energiespeichertechnologie, Aerogel-Gel-Wärmedämmstoffe, traditioneller elektrischer Schutz, Wärmemanagement und effiziente Brandschutzsysteme usw.
1. Modulare Energiespeichertechnologie
Die Lithiumbatterie der ersten Generation hat die Batteriepacks einfach in Reihe zu Clustern geschaltet, und die Lithiumbatterie der zweiten Generation hat einige intelligente Batteriemanagementeinheiten auf der Basis der Lithiumbatterie der ersten Generation hinzugefügt. Eine Reihe von Problemen, wie das Risiko einer Hochspannung des DC-Busses und der Batterieisolierung, eine ungleichmäßige Stromentladung zwischen Clustern und die Unfähigkeit, Echelon-Batterien zu mischen, können jedoch beim Lithium-Batteriesystem nicht vollständig gelöst werden, was ein Fragezeichen hinterlassen hat über die sichere und stabile Anwendung von Lithiumbatterien. Neuer modularer Energiespeicher. Jedes Batteriemodul entspricht einem BMS-Batteriemanagementsystem. Es ist mit mehreren Funktionen ausgestattet, wie z. B. elektrische und physikalische Doppelisolierung, automatischer Ausgang von Fehlermodulen, Frühwarnung bei Batterieisolationsfehlern usw., die die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Lithiumbatterien gewährleisten. Die Module sind selbstadaptiv und aktive Stromaufteilung, unterstützen den gemischten Einsatz von Echelon-Batterien und Batterien verschiedener Marken, stufenweise Kapazitätserweiterung und minutengenaue Wartung und lösen viele Anwendungsprobleme von Lithium-Batterien auf einen Schlag.
2. Aerogel-Gel
Aerogel-Gel ist eine Art festes Material mit nanoporöser Netzwerkstruktur und gefüllt mit gasförmigem Dispersionsmedium in den Poren. Es ist der leichteste Feststoff der Welt. Aerogel-Gel gilt als das leichteste feste Material der Welt und ist eine neue Generation energieeffizienter Wärmedämmstoffe. Aerogel-Gel zeichnet sich durch hohe Flammwidrigkeit, geringes Volumen und geringen Verbrauch aus. Es ist die beste Wahl für Wärmedämmmaterialien für Leistungsbatteriezellen geworden. Derzeit wird es von Batterieunternehmen und Herstellern von Fahrzeugen mit neuer Energie übernommen.
Aerosol kann auch einen dreistufigen Brandschutz erreichen. Unter Verwendung des Batterieclusters als Schutzeinheit wird die zentralisierte Gaserkennungs-Stichprobenanalyse übernommen. Durch die in jeder Packung voreingestellten Detektoren werden die Änderungen in der internen chemischen Zusammensetzung der Lithiumbatterie in Echtzeit erkannt. Der Chip analysiert und berechnet die Änderungen verschiedener Parameter und hemmt und verhindert effektiv die frühzeitige Brandvermeidung und Kontrolle der Zellen im Batteriekasten, um die unkontrollierte Ausdehnung der Lithiumbatterie und die Explosion des Energiespeicherschranks zu verhindern.
