بر اساس استراتژی ملی "کربن دوگانه"، انرژی جدید که توسط فتوولتائیک و نیروی باد نشان داده می شود در حال رشد است. با دسترسی گسترده به انرژی فتوولتائیک و باد، تقاضا برای مدولاسیون فرکانس و منابع تنظیم بار پیک شبکه برق به شدت افزایش یافته است. سیستم ذخیره انرژی نقش مهمی را در حل مصرف انرژی جدید، افزایش پایداری شبکه برق و بهبود بهره وری استفاده از سیستم توزیع ایفا می کند. سیستم ذخیره سازی انرژی الکتروشیمیایی لیتیوم یون، به دلیل شرایط محیطی استقرار کم و بسیاری از سناریوهای قابل اجرا، مقیاس کاربرد آن به سرعت در حال رشد است. همزمان با کاربرد در مقیاس بزرگ، ایمنی نیروگاه های ذخیره انرژی نیز توجه گسترده ای را به خود جلب کرده است.
نیروگاههای ذخیرهسازی انرژی جانبی انرژی جدید، ذخیرهسازی انرژی سمت شبکه، نیروگاههای بزرگ خارج از شبکه و ذخیرهسازی انرژی میکرو شبکه اغلب از ذخیرهسازی انرژی از نوع کانتینری استفاده میکنند. ده ها هزار سلول الکتریکی از طریق اتصال سری / موازی در کانتینرها نصب می شوند. تنها یک لایه نازک از عایق دیافراگم بین الکترودهای مثبت و منفی باتری های لیتیوم یونی وجود دارد. جداسازی الکتریکی عمدتاً به مواد عایق و کلیدهای الکتریکی بستگی دارد. مواد عایق ممکن است کربنیزه شده و در دماهای بالا به مواد رسانا تبدیل شوند، جداکننده نیز ممکن است تحت ولتاژ بالا خراب شود، و لوله سوئیچ دستگاه برق نیز ممکن است تحت تاثیر ولتاژ بالا معکوس و ولتاژ به طور غیرعادی هدایت کند. در طول هزاران چرخه شارژ و دشارژ برای مدت طولانی، به خصوص در شرایط شارژ بیش از حد، تخلیه بیش از حد و دما، ممکن است باعث ایجاد خطای اتصال کوتاه سلول و خارج از کنترل محلی شود. اگر هر سلولی مشکل ایمنی داشته باشد، اگر اقدامات حفاظتی سختگیرانه ای برای مقابله با آن وجود نداشته باشد، ممکن است باعث واکنش زنجیره ای سیستم و ایجاد حادثه انفجار شود.
افزایش مواد عایق و استحکام و ساخت دیوار آهنی نیروگاه ذخیره انرژی ممکن است مشکلات ایمنی نیروگاه ذخیره انرژی را برطرف کند، اما هزینه نیروگاه را افزایش می دهد و موجب ارتقاء و تبلیغات گسترده نمی شود. کاربرد ذخیره انرژی ایمنی ذخیرهسازی انرژی نوع کانتینری باید از طرح سیستم، انتخاب مواد، طراحی امنیتی و سایر جنبهها شروع شود تا به طور جامع دو شاخص مهم ایمنی و هزینه را در نظر بگیرد. در حال حاضر، فناوریهای ایمنی اصلی و اقدامات اتخاذ شده توسط نیروگاه ذخیره انرژی عبارتند از: فناوری جدید ذخیرهسازی انرژی مدولار، مواد عایق حرارتی ژل ایروژل، حفاظت الکتریکی سنتی، مدیریت حرارتی و سیستمهای ایمنی آتشسوزی کارآمد و غیره.
1. فن آوری ذخیره انرژی مدولار
نسل اول باتری لیتیومی به سادگی بسته های باتری را به صورت سری به خوشه ها متصل می کند و باتری لیتیومی نسل دوم تعدادی واحد مدیریت باتری هوشمند را بر اساس باتری های لیتیومی نسل اول اضافه می کند. با این حال، یک سری مشکلات مانند خطر ولتاژ بالای باس DC و عایق بودن باتری، تخلیه ناهموار جریان بین خوشه ها و عدم توانایی در مخلوط کردن باتری های سطحی را نمی توان به طور کامل در سیستم باتری لیتیومی که علامت سوال ایجاد کرده است، حل کرد. در مورد کاربرد ایمن و پایدار باتری لیتیومی. ذخیره سازی انرژی مدولار جدید هر ماژول باتری مربوط به سیستم مدیریت باتری BMS است. این دستگاه دارای عملکردهای متعددی مانند عایق الکتریکی و فیزیکی دوگانه، خروج خودکار ماژول های خطا، هشدار اولیه خرابی عایق باتری و غیره است که ایمنی و قابلیت اطمینان باتری های لیتیومی را تضمین می کند. ماژول ها به اشتراک گذاری جریان خود تطبیقی و فعال هستند، از استفاده ترکیبی از باتری های سطحی و باتری های مارک های مختلف، افزایش ظرفیت مرحله ای و نگهداری دقیق پشتیبانی می کنند و بسیاری از مشکلات کاربردی باتری های لیتیومی را در یک لحظه حل می کنند.
2. ژل ایروژل
ژل ایروژل نوعی ماده جامد با ساختار شبکهای نانو متخلخل و پر شده از محیط پراکندگی گازی در منافذ است. سبک ترین جامد جهان است. ژل ایروژل به عنوان سبک ترین ماده جامد در جهان شناخته می شود و نسل جدیدی از مواد عایق حرارتی کم مصرف است. ژل ایروژل دارای ویژگی های ضد شعله بالا، حجم سبک و کم مصرف است. این به بهترین انتخاب مواد عایق حرارتی برای سلول های باتری قدرت تبدیل شده است. در حال حاضر، توسط شرکت های باتری و سازندگان خودروهای انرژی جدید پذیرفته شده است.
آئروسل همچنین می تواند به محافظت در برابر آتش سه سطح دست یابد. با در نظر گرفتن خوشه باتری به عنوان واحد حفاظتی، تجزیه و تحلیل نمونه گیری تشخیص گاز متمرکز اتخاذ شده است. از طریق آشکارسازهای از پیش تعیین شده در هر بسته بسته، تغییرات در ترکیب شیمیایی داخلی باتری لیتیومی در زمان واقعی شناسایی می شود. این تراشه تغییرات پارامترهای مختلف را تجزیه و تحلیل و محاسبه می کند و به طور موثری از پیشگیری و کنترل اولیه آتش سوزی سلول های جعبه باتری جلوگیری می کند و از انبساط بی رویه باتری لیتیومی و انفجار کابینت ذخیره انرژی جلوگیری می کند.
