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眾所周知，儲能在電力系統(tǒng)中扮演“存儲”的角色，一般可形象地理解為“巨型充電寶”。最近，在浙江上虞曹娥江經(jīng)開區(qū)一工廠內(nèi)出現(xiàn)了一個超安全“綠色充電寶”，是浙江省“十四五”第一批新型儲能示范項目之一，也是電化學儲能中的“安全”王者。

12月13日，在金鳳凰新型復合儲能現(xiàn)場，國網(wǎng)紹興市上虞區(qū)供電公司工作人員對電池單元格進行檢查。一個集裝箱大小的“充電寶”正在給車間內(nèi)電氣設備供電。這個“充電寶”一天兩次充放電，每充滿一次電所儲存的電量可同時給25輛新能源汽車供電。


金鳳凰新型復合儲能內(nèi)部

安全，自始至終都是新型儲能發(fā)展的底線。“目前電化學儲能系統(tǒng)還沒有達到本質安全的目標，管控不當?shù)脑挻嬖谝欢ò踩[患。”中科院電工研究所儲能技術研究組組長陳永翀說道。“高安全、低成本、可持續(xù)”是所有新型儲能技術發(fā)展的共同目標，《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》中提出要突破儲能全過程安全技術，包括電化學儲能系統(tǒng)安全預警、高效滅火及防復燃等關鍵技術。

近年來，電化學儲能成為增長最迅猛的儲能方式，具有建設周期短、電能保存時間長、充放電速度快等優(yōu)勢，推動新型儲能發(fā)展逐步邁入“快車道”。然而，其配套的消防系統(tǒng)卻發(fā)展緩慢，對電池儲能艙安全穩(wěn)定運行再次提出挑戰(zhàn)，因此必須尋求一條全新的破局之道。

為了讓“硬核科技”實現(xiàn)安全著陸，國網(wǎng)紹興供電公司聯(lián)合中國科學院、北京化工大學等五家單位開展“鋅鎳空液流電池高通量測評與儲能示范”課題的研究，深入研討學習鋅鎳空液流電池儲能項目相較于傳統(tǒng)的鋰電池等電化學儲能項目所具備的優(yōu)勢，為區(qū)域新型儲能長遠發(fā)展謀劃新思路。


供電員工正在儲能單元艙內(nèi)檢查設備

研究發(fā)現(xiàn)，鋅鎳空液流電池具有循環(huán)次數(shù)多、安全性高、整體可回收利用、對環(huán)境友好等特點，同時鋅鎳空液流電池儲能模塊工業(yè)化量產(chǎn)后將具備較明顯的成本優(yōu)勢。

經(jīng)過多次實驗驗證和數(shù)據(jù)支撐，可知在鋅鎳空液流電池的基礎上進行設計，若電池存在熱失控預警狀態(tài)，利用新型儲能技術可實現(xiàn)電池內(nèi)部安全可控；若存在電池熱失控不可控后，取得全新技術突破并獲得相應專利的外部消防措施也將發(fā)揮“安全衛(wèi)士”的作用，筑牢電化學儲能安全屏障網(wǎng)，可謂將安全進行到底。


供電員工用專業(yè)設備檢測系統(tǒng)是否安全穩(wěn)定運行

“我們聯(lián)合供電公司經(jīng)過多次研討和技術交流，最終在國內(nèi)首次創(chuàng)新應用‘可聯(lián)動電池管理系統(tǒng)（BMS）、消防機器人、管網(wǎng)噴淋系統(tǒng)’三種消防安全技術，精準擰緊了電化學儲能安全閥。”浙江金鳳凰儲能科技有限責任公司副總經(jīng)理王志剛介紹。

可聯(lián)動電池管理系統(tǒng)：敏銳感知

“首先，我們需要一個‘監(jiān)控’幫忙監(jiān)測艙內(nèi)電池的溫度，若有異常能夠及時反饋，而可聯(lián)動電池管理系統(tǒng)（BMS）正好能夠發(fā)揮此作用。”國網(wǎng)紹興市上虞區(qū)供電公司運檢發(fā)展部主任蔣春鋒解釋，整個系統(tǒng)主要由溫度探頭、紅外測溫探頭和有害氣體傳感器組成，同時相鄰兩節(jié)單體電池連接排上還設有溫度傳感器。系統(tǒng)還設置了溫度預警門限，一旦發(fā)現(xiàn)異常后，便采用降功率和斷電的方式切斷電池能量傳遞路徑，有效降低電池過溫、過充或過放導致的熱失控風險。


BMS

Step.2

消防機器人：精準降溫

當單體電池發(fā)生熱失控時，可聯(lián)動電池管理系統(tǒng)（BMS）即“第一道安全閥”會把存在異常的電池位置信號反饋給消防機器人，消防機器人通過內(nèi)部計算，精準定位找到異常電池所在的位置，對其持續(xù)噴淋高壓細水霧或二氧化碳半小時以上，進行物理降溫吸能處理，為電池降溫提供雙重保障。

“不僅如此，消防機器人的控制系統(tǒng)還設有一個例行調試程序，每個月進行一次巡檢，實現(xiàn)其日常巡檢記錄功能，可進一步提高儲能站安全性。”浙江金鳳凰電器有限公司副總經(jīng)理杜宏補充道，目前該消防機器人已獲得專利，標志著浙江地區(qū)在提升電化學儲能安全性上又邁出了堅實而厚重的一步。


消防機器人

Step.3

管網(wǎng)噴淋系統(tǒng)：全面出擊

當電池單元艙內(nèi)有多處電池單體發(fā)生熱失控，確有電氣火災發(fā)生不可控時，便啟動“第三道安全閥”也是最后一道消防防線，通過外部消防栓供水，開啟管網(wǎng)噴淋系統(tǒng)，持續(xù)給儲能艙內(nèi)噴水降溫，直至滅火。


管網(wǎng)噴淋系統(tǒng)

金鳳凰新型復合儲能項目中創(chuàng)新應用鋅鎳空液流電池作為儲能電站的儲能單元，可有效簡化系統(tǒng)、提升系統(tǒng)安全性，并實現(xiàn)系統(tǒng)整體回收利用。同時，這也意味著國網(wǎng)浙江電力正在努力突破傳統(tǒng)電化學儲能高安全性清潔低碳發(fā)展的技術瓶頸，不斷向著空白處挺進。

原標題：三步擰緊電化學儲能安全閥