Sob a estratégia nacional de "duplo carbono", as novas energias representadas pela energia fotovoltaica e eólica estão crescendo. Com o acesso massivo de energia fotovoltaica e eólica, a demanda por recursos de modulação de frequência e regulação de carga de pico da rede elétrica aumentou acentuadamente. O sistema de armazenamento de energia desempenha um papel cada vez mais importante na solução do consumo de energia nova, aumentando a estabilidade da rede elétrica e melhorando a eficiência de utilização do sistema de distribuição. Sistema de armazenamento de energia eletroquímica de íons de lítio, devido aos seus baixos requisitos de ambiente de implantação e muitos cenários aplicáveis, sua escala de aplicação está crescendo rapidamente. Ao mesmo tempo da aplicação em larga escala, a segurança das usinas de armazenamento de energia também atraiu ampla atenção.
Armazenamento de energia do lado da energia de nova energia, armazenamento de energia do lado da rede, grandes estações de energia de armazenamento de energia fora da rede e micro-rede geralmente usam armazenamento de energia do tipo contêiner. Dezenas de milhares de células elétricas são instaladas em contêineres através de conexão série/paralelo. Existe apenas uma fina camada de isolamento do diafragma entre os eletrodos positivo e negativo das baterias de íons de lítio. O isolamento elétrico depende principalmente de materiais isolantes e interruptores elétricos. Materiais isolantes podem ser carbonizados e se tornarem materiais condutores em altas temperaturas. O seccionador também pode quebrar sob alta tensão e o tubo do interruptor do dispositivo de energia também pode conduzir anormalmente sob alta tensão reversa e impacto de surto. Durante milhares de ciclos de carga e descarga por um longo tempo, especialmente sob a condição de sobrecarga, sobre descarga e sobre temperatura, é possível causar falha de curto-circuito da célula e descontrole local. Se alguma célula tiver um problema de segurança, se não houver medidas de proteção de segurança rigorosas para lidar com isso com antecedência, pode causar uma reação em cadeia do sistema e causar um acidente de explosão.
Aumentar os materiais isolantes e a resistência e construir uma parede de ferro da central de armazenamento de energia pode resolver os problemas de segurança da central de armazenamento de energia, mas aumentará o custo da central e não é propício para a promoção e aplicação de armazenamento de energia. A segurança do armazenamento de energia do tipo contêiner precisa começar a partir do esquema do sistema, seleção de materiais, projeto de segurança e outros aspectos, de modo a levar em consideração os dois importantes indicadores de segurança e custo. Atualmente, as principais tecnologias e medidas de segurança adotadas pela central de armazenamento de energia incluem: nova tecnologia modular de armazenamento de energia, materiais de isolamento térmico em aerogel gel, proteção elétrica tradicional, gerenciamento térmico e sistemas eficientes de segurança contra incêndio, etc.
1. Tecnologia modular de armazenamento de energia
A bateria de lítio de primeira geração simplesmente conectou as baterias em série em clusters, e a bateria de lítio de segunda geração adicionou algumas unidades inteligentes de gerenciamento de bateria com base na bateria de lítio de primeira geração. No entanto, uma série de problemas, como o risco de alta tensão do barramento CC e isolamento da bateria, descarga de corrente desigual entre os clusters e a incapacidade de misturar baterias escalão, não podem ser completamente resolvidos no sistema de bateria de lítio, que lançou um ponto de interrogação na aplicação segura e estável da bateria de lítio. Novo armazenamento modular de energia. Cada módulo de bateria corresponde a um sistema de gerenciamento de bateria BMS. Está equipado com múltiplas funções, como duplo isolamento elétrico e físico, saída automática de módulos de falha, aviso prévio de falha de isolamento da bateria, etc., que garantem a segurança e confiabilidade das baterias de lítio. Os módulos são auto-adaptáveis e compartilhamento de corrente ativo, suportam o uso misto de baterias escalão e baterias de diferentes marcas, expansão de capacidade em fases e manutenção minuciosa e resolvem muitos problemas de aplicação de baterias de lítio de uma só vez.
2. Aerogel
O gel de aerogel é um tipo de material sólido com estrutura de rede nano porosa e preenchido com meio de dispersão gasoso nos poros. É o sólido mais leve do mundo. O gel de aerogel é reconhecido como o material sólido mais leve do mundo e é uma nova geração de materiais de isolamento térmico com eficiência energética. O gel de aerogel tem as características de alta retardação de chama, volume leve e baixo consumo. Tornou-se a melhor escolha de materiais de isolamento térmico para células de bateria de energia. Atualmente, foi adotado por empresas de baterias e fabricantes de veículos de nova energia.
O aerossol também pode atingir três níveis de proteção contra incêndio. Tomando o cluster de baterias como unidade de proteção, adota-se a análise de amostragem de detecção de gás centralizada. Através dos detectores predefinidos em cada caixa de embalagem, as alterações na composição química interna da bateria de lítio são detectadas em tempo real. O chip analisa e calcula as mudanças de vários parâmetros, e efetivamente inibe e previne a prevenção de incêndio precoce e controle das células na caixa da bateria, de modo a evitar a expansão descontrolada da bateria de lítio e a explosão do gabinete de armazenamento de energia.
