Moorabool燃烧

10035 _bess_pipeline_2sp

分享

这不是什么秘密,但Covid-19大流行强调了澳大利亚极低的风险偏好到底有多危险。在一段时间内,零Covid-19政策可能有一些理论基础,但就像生活中的其他事情一样,失败是不可避免的。维多利亚大电池(VBB)大火是另一个例子。澳大利亚越来越多的电池储能系统(BESS)本应平稳能源转型,但这一连锁事件和公众的反应显然是一个措手不及的事件。

当谈到BESS的安全问题时,很少有人比纽卡斯尔大学(英国)的人更了解。保罗·克里斯坦森。他指出,关于BESS(尤其是锂离子电池)的知识我们仍然处于前沿,并指出,我们目前的过渡类似于20世纪初向内燃机的过渡。

说到贝丝,这个问题并不新鲜。事实上,自宇宙大爆炸以来,这一直是自然法则——大量的能量想要爆炸,而锂离子电池是存储能量的令人难以置信的集中点。克里斯滕森说,关键是尽可能降低相对较低的风险,这意味着在BESS的网站设计中为故障做好计划,并涉及紧急服务。

缓慢燃烧

在燃烧了三天之后,8月2日下午3点05分,维多利亚州穆尔拉布的VBB大火被宣布得到控制。目前,根据国家消防管理局(CFA)提供给pv杂志的一份声明,“消防员成功地打开了电池容器的所有门,没有起新利18appnet火的迹象。”CFA证实火灾“没有可疑,调查人员认为火灾的原因是电气故障。”然而,上述“电气故障”的性质仍有待“多机构火灾调查”的确定,更不用说Neoen和特斯拉自己的调查了。

其中一家调查机构——维多利亚能源安全(ESV)——的委员兼主席玛妮·威廉姆斯(Marnie Williams)表示,该机构“正在提供一切必要的资源,以确保进行全面彻底的调查,调查需要多长时间都可以。”如果从这次事件中有什么收获,我们会将其公之于众。”

虽然还没有定论,但关注可以学到什么是正确的想法,因为BESS目前处于一种激进的学习曲线上,看起来令人震惊,在当时可能会引发焦虑,但往往会导致摩尔定律的指数增长。

未来电池工业合作研究中心的首席执行官Stedman Ellis同意这一观点,并指出:“考虑到澳大利亚大规模储能系统的实施速度,从维多利亚大电池事件等事件中吸取教训对建设可持续能源系统至关重要。”

风不起浪

当然,VBB事件不是第一次,也不是最具戏剧性的。2019年4月,亚利桑那州McMicken能源存储设施发生爆炸,四名消防员严重受伤。DNV技术调查发现,LG Chem的一款0.24 kWh镍锰钴(NMC)袋电池发生了“广泛的级联热失控事件”。该机构的报告得出结论,尽管现场的灭火系统按照设计工作,但不足以防止或阻止失控的连锁事件。

然而,最近加州Moss Landing储能系统一期(300兆瓦)出现“过热”事件,灭火系统似乎发挥了有效作用。该项目的所有者和运营商Vistra Energy表示:“电池设施集成了多层安全保障。”“风险缓解和安全系统按照设计工作,检测这些模块在高于运行标准的温度下运行,并触发目标洒水系统。因此,在不需要外界帮助的情况下,过热得到了控制和控制。”

根据克里斯滕森的说法,热失控事件有两个后果。气体可以立即点燃,“通常会出现火焰一样的火焰,你可以在特斯拉上看到它们从下面冒出来。”这就是在VBB发生的事。或者,这些气体不会立即点燃,“你可能会发生所谓的蒸汽云爆炸——剧烈爆炸。”这就是2019年Surprise所发生的事情。”所以,就像在密闭空间中烟雾往往比火灾更危险一样,在电池火灾中,气体也是最危险的。

克里斯滕森在谈到“惊喜”蒸汽云爆炸时说:“在那次事故中,集装箱内没有发生火灾。”“没有火。这些细胞依次进入热失控状态,并产生密集的白色蒸汽云。当消防队员在最初的烟雾警报触发三小时后打开门时,蒸汽云爆炸了。”事后看来,VBB立即着火其实是个好消息,因为“一般消防员都知道如何处理火灾和有毒气体……如果它不能立即着火,那才是问题所在。”

10035 _pipeline_australia_2sp

射击线

发言人消防和救援新南威尔士州(FRNSW)告诉光伏杂志,锂离子电池火灾”可以带来独特的挑战……消防员收集尽新利18appnet可能多的信息,然后再决定是否进入任何建筑物或隔间与燃烧的锂离子电池有一个潜在的蒸汽爆炸。”

此外,除了有毒气体和自我持续的热失控外,电池起火的部分问题是,通常情况下,起火处很难用水浇灭。事实上,电动汽车的电池组通常是用钢包裹的,而消防队员需要通过的BESS门,用克里斯滕森的话来说,正是那些可能“爆炸”的门。对于消防队员来说,他们只需要浇灭电池容器并冷却附近的容器来阻止蔓延。

FRNSW发言人继续说:“消防队员接受过训练,由于高压滞留能量的危害和触电的风险,他们不会打开电池外壳注水。”“制造商提倡的首选方案是让电池完全烧坏,消除所有危害。”较小的电池可能被浸泡在水浴中以“帮助灭火”,但这就留下了处理被污染的水的问题。

10035 _pipeline_australia__2sp

不要太大而不能倒

“锂离子电池本质上是稳定的,除非它们被滥用,”克里斯坦森说。滥用的范围从过度充电到通风不良,从冷凝到“反常的连锁事件”。至于冷凝,我们可能可以排除VBB的情况,因为Moorabool不是最潮湿的地方,但在像英格兰这样的地方,Christensen指出,冷凝会导致隔离失效,导致细胞失效。

正如正在进行的对维多利亚大电池火灾的调查所表明的,确定故障的性质并不总是容易的。但克里斯滕森说,最近电动汽车和家用存储系统的召回潮。“我们经常怀疑,这要么是制造阶段引入的缺陷,要么是污染。”新利luck18网址

尽管如此,克里斯坦森是肯定的,“锂离子电池是一个伟大的东西,我坚信我们将管理风险,但我们在当前大规模陡峭的学习曲线时间和我认为锂电池的渗透到我们的社会已经超过了我们所知的风险和危险。”

“重要的是,”克里斯滕森继续说,“在细胞层面上监测电压,即粒度。如果你只在模块或机架级进行监控……当一个单元失效时,你可能会错过它。”当然,还有其他级别的安全措施,包括早期检测系统、热屏障、灭火和冷却系统,以及爆燃通风口——这种预防措施会激怒伟大的英国演员迈克尔·凯恩,因为它们确保了“爆炸是向上的,而不是吹掉(血腥的)门。”

在依赖传感器和通风口之前,可以从一开始就采取预防措施。克里斯滕森在设计阶段提倡这样做。“在设计游戏时,你需要坐下来思考‘如果会怎么样?“如果什么?“如果什么?不仅要设计安全的系统,还要设计能够承受故障的系统。你应该设计一套系统,确保消防部门能够应对任何紧急情况。”

这样的设计可以包括为紧急服务人员提供一个整洁的场地,并确保消防栓的使用方便。克里斯滕森补充说:“有很多。“因为你需要大量的水;你不仅要试图冷却容器,还要浇灭气体。”

FRNSW发言人同意这种方法,并补充说,“最近提交的建议数量有所增加,但应该注意的是,并不是所有包含BESS的建筑/场地都被提交。”在设计过程中咨询FRNSW是非常重要的。”消防人员在设计过程中考虑的是“分隔和分离,现场通道,水通道,水密封,检测和抑制系统,通风,现场通信和电池信息。”

克里斯滕森总结道,失败是无法根除的:“这是概率的必然性。”这意味着,最好的做法是尽可能多地了解风险,并设计我们的系统,以容忍和遏制不可避免的失败。

值得选择

还有其他方法可以提高BESS的安全性。材料科学家们正在研究更稳定,或者至少更不易燃的新解决方案。来自迪肯大学的澳大利亚研究人员Mega Kar和Binayak Roy就是这样做的。研究人员帮助开发了一种新型盐溶液,证明它在室温下更加稳定,传统电解质在这种大气条件下进行水解,产生有毒的氟化氢,导致电解质降解。

“我们的新型盐在许多循环中显示出优越的大气稳定性,这样就消除了不必要的水解和副产物的形成,”Kar说。“这种新型氟硼酸盐的利基在于,它们可以很容易地转化为不挥发、不易燃的液体盐,这可以显著降低热失控的几率。”

虽然不是电池失效的唯一原因,但传统电解质的水分敏感性和可燃性是电池起火的一个原因。“通过用硼酸盐取代传统的盐,我们已经能够打破这一事件链,”Kar说,他没有忘记提到热失控可以由其他催化剂触发,如“不受控制的钴充电”。为了解决这个问题,莫纳什大学与迪肯大学和卡利克斯有限公司合作,开发了无钴锰电池。

还有总部位于悉尼的格里昂科技公司(Gelion Technologies)重新设计的溴化锌太阳能电池。Gelion的创新电解质凝胶由悉尼大学化学教授Thomas Maschmeyer创立,Maschmeyer本人宣称,Gelion的电解质凝胶是锂离子的竞争对手,在安全方面具有优势,因为凝胶是一种阻燃剂。此外,与锂电池不同的是,即使“完全放电”也会储存电荷,Gelion电池可以完全放电到零伏而不丧失功能,这使它们“非常容忍滥用”。

对于抵达电池火灾现场的消防队员来说,完全释放状态将是可喜的消息,他们参与BESS项目开发的早期阶段也是如此。

此内容受版权保护,不得重复使用。如果您想与我们合作,想重复使用我们的部分内容,请联系:editors@pv-magazine.com