Риски возгорания в системах хранения энергии на основе литий-ионных батарей в основном обусловлены тремя факторами: неконтролируемыми внутренними реакциями в литий-ионных батареях, внешними воздействиями и опасностью, связанной с электрооборудованием. В соответствии с правилами пожарной безопасности, зона размещения батарей (далее – батарейный отсек) и зона размещения высоковольтного и низковольтного электрооборудования (далее – отсек оборудования) должны быть спроектированы отдельно.
1. Литиевые батареи: риски внутренних реакций
Литиевые батареи используют химические реакции для зарядки и разрядки, которые неизбежно выделяют тепло. Если выделяемое тепло превышает теплоотводящую способность батареи, тепло будет накапливаться, вызывая перегрев.
Внутренние химические реакции, такие как разложение SEI-мембраны, электролита и положительного/отрицательного электродов, выделяют большое количество тепла и газа, что приводит к нагреву и разбуханию батареи. Это может вызвать тепловой разгон, приводящий к быстрому повышению температуры и воспламенению внутренних материалов. Разложение электролита выделяет легковоспламеняющиеся газы, которые могут взорваться при достижении определенной концентрации и контакте с источником воспламенения.
Кроме того, в системах хранения энергии аккумуляторные модули соединяют несколько аккумуляторных блоков последовательно, что увеличивает риски для безопасности. Если один из аккумуляторов выйдет из строя и загорится, это повлияет на соседние аккумуляторы, расширив зону возгорания.
2. Факторы внешней силы
- Риск прокола: Острые предметы (например, металлические обломки или упавшие инструменты) могут проколоть батарею. Хотя корпус обеспечивает некоторую защиту, сильные удары могут пробить металлический корпус и сепаратор, вызывая внутренние короткие замыкания, быстрое выделение тепла и тепловой разгон.
- Механические повреждения: Во время транспортировки или установки сильное сжатие или столкновение (например, вибрация транспортного средства или неправильное обращение) могут деформировать аккумуляторный блок, повредив внутреннюю структуру электродов и вызвав короткое замыкание. Трещины в корпусе также могут привести к утечке легковоспламеняющихся электролитов, которые могут загореться при воздействии электрических искр.
- Влияние вибрации: Длительная высокочастотная вибрация может ослабить соединения компонентов (например, кабелей и контактов электродов), увеличивая контактное сопротивление и вызывая локальный перегрев. Вибрация также приводит к отслоению активных материалов, ухудшая характеристики батареи и создавая риск теплового разгона.
3. Опасности, связанные с электрооборудованием
Стабильность и безопасность электрооборудования в системах хранения энергии напрямую влияют на производительность батарей. Наличие высоковольтных, сильноточных систем и многочисленных слаботочных/коммуникационных систем может повредить защитные компоненты, вывести из строя функции безопасности и потенциально привести к возгоранию.
Меры пожарной безопасности для литий-ионных аккумуляторных систем хранения энергии
Системы пожарной защиты на основе литиевых батарей предназначены для крупномасштабных/распределенных станций хранения энергии, мобильных устройств хранения энергии и резервных электростанций, охватывая всю цепочку электроэнергетической отрасли (генерация, передача, распределение и потребление). Несмотря на преимущества литийсодержащих систем хранения энергии, высокая реакционная способность металлического лития и частые случаи теплового разгона в транспортных средствах делают пожарную безопасность первостепенной задачей. Вот ключевые меры:
1. Система противопожарной защиты
Тепловой разгон литиевых батарей приводит к выбросу газов, энергии, дыма и даже открытого огня. В соответствии со стандартами, такими как «Кодекс проектирования противопожарной защиты тепловых электростанций и подстанций» и «Кодекс проектирования систем пожарной сигнализации», батарейный отсек изолируется, и устанавливается специальная система противопожарной защиты, включающая в себя:
- Обнаружение и контроль: При аномальном изменении состава газа в батарейном отсеке активируются такие устройства, как контроллеры пожарной сигнализации, комбинированные детекторы и датчики горючих газов, отслеживающие содержание водорода, летучих органических соединений, угарного газа, дыма и температуры. Они подают сигналы тревоги, отключают питание и отправляют оповещения в центр управления. Кнопки аварийной остановки, ручные сигналы тревоги и звуковые/визуальные индикаторы обеспечивают аварийное управление на месте.
- Газовое пожаротушение: Оборудование включает газовые огнетушители, трубы и форсунки, использующие физические методы (изоляция кислорода) для быстрого тушения пожара:
- ГФУ-227EA (семифторпропан): бесцветный, без запаха, непроводящий газ, подавляющий химические реакции. При хранении в жидком состоянии выделяется в газообразном виде, не оставляя следов и не причиняя вреда электрооборудованию.
- Перфторгексанон: высокоэффективное вещество нового поколения, быстро испаряющееся, изолирующее кислород и охлаждающее место возгорания.
- Жидкий азот: Экологически чистая среда, которая физически охлаждает и гасит огонь, выделяя газообразный азот, вытесняющий кислород.
2. Система кондиционирования воздуха
Литиевые батареи постоянно выделяют тепло во время зарядки/разрядки. Оптимальная температура для батарейного отсека составляет 25℃, поскольку низкие температуры ускоряют снижение емкости, а высокие температуры повышают риск возгорания электрооборудования и батарей.
3. Блокировочные устройства
Для предотвращения несчастных случаев в результате неправильной эксплуатации или чрезвычайных ситуаций батарейные отсеки оборудованы противопожарными дверями, вытяжными системами и внешними кнопками аварийной остановки, которые взаимодействуют с пожарной сигнализацией, автоматическими огнетушителями и вентиляцией для обеспечения многоуровневой безопасности.
4. Проектирование электрооборудования
- Защита от перенапряжений: Высоковольтные цепи оснащаются устройствами защиты от молнии и перенапряжений для снижения рисков, связанных с высоким напряжением/током.
- Планировка: В зонах размещения мобильных систем хранения энергии предусмотрено как минимум 2 выхода; для наземных систем предусмотрен пожарный проход шириной 3,5 м, а для подземных — эвакуационный путь шириной 1,5 м с противопожарным оборудованием.
- Электропитание: Пожарное оборудование использует автономное электропитание от сети с помощью огнестойких кабелей для обеспечения надежности.
---
Если вас интересует более подробная информация о наших решениях для хранения солнечной энергии, мы рекомендуем вам ознакомиться с нашей линейкой продукции. Мы предлагаем широкий выбор панелей и аккумуляторов, разработанных для различных областей применения и бюджетов, поэтому вы обязательно найдете подходящее решение для своих нужд.
Веб-сайт:www.fgreenpv.com
Электронная почта:[email protected]
WhatsApp: +86 17311228539
Дата публикации: 10 июня 2025 г.
