索比光伏网
我要投稿
全球67起储能事故盘点！储能电站为何起火爆炸？
据统计，近年来，全球各地发生了多起储能电站失火事件。2023年以来，美国已发生6起储能电站失火事件，法国1起，我国台湾地区1起。从整体数据来看，韩国最多，达到30多起，而美国紧随其后，共发生了20起失火事件。
统计发现，事故发生的原因大致可以分为两部分：
1)内部电芯失效，引发电池与模组的热失控，最后引起整个储能系统的着火或爆炸
电芯热失控引发的故障呈现的现象基本上是先起火再爆炸：如，2019年发生在美国亚利桑那州的McMicken电站和2021年中国北京丰台电站事故均是在起火后发生爆炸;这种现象产生的原因是单个电芯失效，引发内部化学反应，释放热量(放热反应)，温度持续上升，且传播到附近的电池和模组，引发火灾甚至爆炸。电芯的失效模式一般由过充或控制系统故障、热暴露、外部短路和内部短路(可由各种情况引起，如压痕或凹痕、材料杂质、外部物体渗透等)引起。
电芯热失控之后会产生可燃气体，发生爆炸的原因都是可燃气体不能及时排出而引发的。此时电池与模组，集装箱的通风系统则显得格外重要。一般电池是通过排气阀排出气体，排气阀的压力调节可以减少可燃气体的堆积。模组阶段一般会使用外部风扇或外壳自身散热设计来避免可燃气体聚集。最后在集装箱层面，也需要有通风设施及监测系统来疏散可燃气体。
2)外部辅助系统故障引发的储能系统故障
由辅助系统故障而引发的整个储能系统故障一般发生在电池系统的外部，可能会发生外部元器件的燃烧或冒烟，当系统及时监测与响应后，不会对电池系统的电芯产生失效或热失控的影响。在2021年Vistra Moss Landing 1期和2022年的2期事故中，由于当时在调试阶段，故障监控和电气故障安全装置被关闭，无法及时响应，才产生了冒烟与火灾。这种火焰燃烧通常从电池系统外部开始，最后才会蔓延到电芯内部，所以不会发生剧烈的放热反应与可燃气体聚集的情况，通常不会发生爆炸。且如果此时喷淋系统能及时开启，也不会造成大面积的设施损坏。
而2021年在澳大利亚吉朗发生的“Victorian电站”火灾是由于冷却剂泄漏引起的电池短路，造成起火。此时电池系统的物理隔离也是值得我们注意的地方。外部设施最好与电池系统保持一定的独立空间，避免相互干扰。电池系统最好自身也保持一定的绝缘功能，避免外部短路。
针对储能安全，消防系统设计只是一小部分，监测预警能力、系统集成能力及后期运维才更加关键。
未来电化学储能电站的安全管理应覆盖全生命周期，包含以下几个方面：
1.质量管理:目前各家电芯封装工艺不同，若单个电芯发生热失控将很快蔓延到整个集装箱。优质的材料和制造工艺是产品安全的前提，储能系统厂家需要做好360°的品控管理工作，尤其是在电芯原料、制造工艺、检测使用等关键环节建立专业的质量管理标准，将优质的材料和先进的工艺应用到产品中，同时，做好全生命周期的储能安全管理，不仅需要关注生产制造环节，同时也要做好存储、运输、安装等多个环节的风险预防。
2020-2022 全球储能电池竞争格局
2.提前预警:储能系统应接入更有效的数字化监测与运维平台，实时捕捉电芯内部热失控、电芯之间不一致性等潜在风险隐患。通过精准运维策略，确保电池储能系统始终处于健康良好的运行状态。该平台至少要提前一周发现潜在问题，使得预防措施可以在事故发生前得以处理。
传统的BMS管理系统在面对大规模储能电站安全监测时可能心有余而力不足，一是，电池规模巨大，增加了管理和检测的难度;二是，随着电池本体因素演化，电池安全参数都将发生变化，给电池管理系统的精准预测带来了挑战;三是，提前预测时间有限，锂电池从出现热失控征兆到燃爆之间时间较短，长时预警正逐渐成为行业发展需要。
3.消防保护:做好产品质量及提前预警的基础之上，储能系统的消防设计对储能安全同样重要。如何通过合理的消防设计，做到对烟感、温感、可燃气体等隐患的探测监控，通过排风泄压、防爆等设计减少热失控扩散带来的损失等都需要科学合理的设计。
储能系统消防设计相关厂家
4.系统设计:储能系统中，存在电池、PCS、BMS、EMS等多个软硬件，各个部分之间的精细化管理、联动保护控制十分重要。
