Zgodnie z narodową strategią „podwójnego węgla”, nowa energia reprezentowana przez energię fotowoltaiczną i wiatrową przeżywa boom. Wraz z masowym dostępem do energii fotowoltaicznej i wiatrowej gwałtownie wzrosło zapotrzebowanie na zasoby modulacji częstotliwości i regulacji obciążenia szczytowego sieci energetycznej. System magazynowania energii odgrywa coraz większą rolę w rozwiązywaniu problemu zużycia nowej energii, zwiększaniu stabilności sieci elektroenergetycznej oraz poprawie efektywności wykorzystania systemu dystrybucyjnego. System litowo-jonowego magazynowania energii elektrochemicznej, ze względu na niskie wymagania dotyczące środowiska wdrożeniowego i wiele możliwych scenariuszy, jego skala zastosowania szybko rośnie. W tym samym czasie zastosowania na dużą skalę, bezpieczeństwo elektrowni magazynujących energię również przyciągnęło powszechną uwagę.
Nowe magazyny energii po stronie mocy, magazyny energii po stronie sieci, duże elektrownie magazynujące energię poza siecią i mikrosieci często wykorzystują magazynowanie energii typu kontenerowego. Dziesiątki tysięcy ogniw elektrycznych są instalowane w kontenerach poprzez połączenie szeregowe/równoległe. Pomiędzy dodatnią i ujemną elektrodą akumulatorów litowo-jonowych znajduje się tylko cienka warstwa izolacji membranowej. Izolacja elektryczna zależy głównie od materiałów izolacyjnych i przełączników elektrycznych. Materiały izolacyjne mogą ulegać zwęgleniu i stać się materiałami przewodzącymi w wysokich temperaturach. Odłącznik może również zepsuć się pod wpływem wysokiego napięcia, a rura przełącznika urządzenia zasilającego może również nienormalnie przewodzić pod wpływem wstecznego wysokiego napięcia i udaru. Podczas tysięcy cykli ładowania i rozładowania przez długi czas, szczególnie w warunkach przeładowania, nadmiernego rozładowania i nadmiernej temperatury, możliwe jest spowodowanie zwarcia ogniwa i lokalnego wymknięcia się spod kontroli. Jeśli którakolwiek komórka ma problem z bezpieczeństwem, jeśli nie ma ścisłych środków bezpieczeństwa, aby poradzić sobie z tym zawczasu, może to spowodować reakcję łańcuchową systemu i spowodować wypadek wybuchu.
Zwiększenie materiałów izolacyjnych i wytrzymałości oraz zbudowanie żelaznej ściany elektrowni magazynowej może rozwiązać problemy bezpieczeństwa elektrowni magazynowej, ale zwiększy koszty elektrowni i nie sprzyja promocji na dużą skalę i zastosowanie magazynowania energii. Bezpieczeństwo magazynowania energii typu kontenerowego należy zacząć od schematu systemu, doboru materiałów, projektu zabezpieczeń i innych aspektów, tak aby kompleksowo uwzględnić dwa ważne wskaźniki bezpieczeństwa i kosztów. Obecnie do głównych technologii i środków bezpieczeństwa stosowanych przez elektrownię magazynowania energii należą: nowa modułowa technologia magazynowania energii, aerożelowe materiały termoizolacyjne, tradycyjna ochrona elektryczna, zarządzanie termiczne i wydajne systemy przeciwpożarowe itp.
1. Modułowa technologia magazynowania energii
Bateria litowa pierwszej generacji po prostu połączyła akumulatory szeregowo w klastry, a bateria litowa drugiej generacji dodała kilka inteligentnych jednostek zarządzania baterią na podstawie baterii litowej pierwszej generacji. Jednak szereg problemów, takich jak ryzyko wysokiego napięcia szyny DC i izolacji akumulatora, nierównomierne rozładowywanie prądu między klastrami i niemożność mieszania akumulatorów echelon, nie może być całkowicie rozwiązane w systemie akumulatorów litowych, który postawił pod znakiem zapytania w sprawie bezpiecznego i stabilnego stosowania baterii litowej. Nowy modułowy magazyn energii. Każdy moduł baterii odpowiada systemowi zarządzania baterią BMS. Jest wyposażony w wiele funkcji, takich jak podwójna izolacja elektryczna i fizyczna, automatyczne wyjście modułów awaryjnych, wczesne ostrzeganie o awarii izolacji akumulatora itp., które zapewniają bezpieczeństwo i niezawodność akumulatorów litowych. Moduły są samodostosowujące się i aktywne współdzielenie prądu, obsługują mieszane wykorzystanie baterii echelon i baterii różnych marek, stopniowe zwiększanie pojemności i konserwację minutową oraz rozwiązują wiele problemów związanych z aplikacjami baterii litowych za jednym zamachem.
2. Żel aerożelowy
Żel aerożelowy jest rodzajem stałego materiału o nanoporowatej strukturze sieci i wypełnionym gazowym medium dyspersyjnym w porach. To najlżejsza bryła na świecie. Żel Aerogel jest uznawany za najlżejszy stały materiał na świecie i jest nową generacją energooszczędnych materiałów termoizolacyjnych. Żel aerożelowy charakteryzuje się wysoką ognioodpornością, niewielką objętością i niskim zużyciem. Stał się najlepszym wyborem materiałów termoizolacyjnych do ogniw akumulatorów zasilających. Obecnie został przyjęty przez przedsiębiorstwa zajmujące się akumulatorami i nowych producentów pojazdów energetycznych.
Aerozol może również osiągnąć trzystopniową ochronę przeciwpożarową. Przyjmując klaster akumulatorów jako jednostkę zabezpieczającą, przyjęto scentralizowaną analizę próbkowania wykrywania gazu. Dzięki detektorom ustawionym w każdym pudełku z pakietami, zmiany w wewnętrznym składzie chemicznym baterii litowej są wykrywane w czasie rzeczywistym. Chip analizuje i oblicza zmiany różnych parametrów oraz skutecznie hamuje i zapobiega wczesnemu zapobieganiu pożarowi i kontroli ogniw w skrzynce na baterie, aby zapobiec niekontrolowanemu rozszerzaniu się baterii litowej i eksplozji szafy do przechowywania energii.
