隨著鋰離子電池成本的不斷下降,在過(guò)去十年中,美國(guó)儲(chǔ)能系統(tǒng)裝機(jī)容量已經(jīng)從1MW增加到了近700MW。但根據(jù)全球商業(yè)地產(chǎn)保險(xiǎn)商和風(fēng)險(xiǎn)管理咨詢機(jī)構(gòu)FM Global公司最近發(fā)布的一份調(diào)查報(bào)告,業(yè)界廠商很少對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的有效防火策略進(jìn)行研究來(lái)指導(dǎo)用戶的商業(yè)運(yùn)營(yíng)。
FM Global公司小型燒傷實(shí)驗(yàn)室使用6塊鎳錳鈷氧化物(NMC)電池進(jìn)行防火測(cè)試
FM Global公司高級(jí)首席研究工程師Benjamin Ditch在該公司分階段進(jìn)行的實(shí)際測(cè)試報(bào)告中發(fā)表聲明說(shuō):“儲(chǔ)能系統(tǒng)一方面帶來(lái)安全保護(hù)挑戰(zhàn),另一方面為清潔能源的發(fā)展帶來(lái)了巨大希望。”其測(cè)試是在FM Global公司的研究園區(qū)內(nèi)進(jìn)行的,該園區(qū)是世界上最大消防技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。
FM Global公司的調(diào)查報(bào)告指出,“鋰離子電池和其他電池(如鉛酸)之間的主要區(qū)別在于熱失控反應(yīng)的可能性,這種反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致可燃?xì)怏w泄漏,并隨之可能燃燒。”
在非營(yíng)利組織財(cái)產(chǎn)保險(xiǎn)研究小組(PIRG)和美國(guó)消防研究基金會(huì)合作開(kāi)展的第一階段緩解火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的研究中,對(duì)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行了火災(zāi)危險(xiǎn)評(píng)估,并開(kāi)發(fā)了鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的安裝實(shí)踐、消防指導(dǎo)以及應(yīng)急安全策略。
最新階段的測(cè)試主要集中在由磷酸鐵鋰(LFP)電池或鎳錳鈷氧化物(NMC)三元電池組成的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)上,并假設(shè)電池在“濫用”條件下運(yùn)行,即通常減少火災(zāi)危險(xiǎn)的專有電池管理系統(tǒng)未被激活。
其測(cè)試范圍從單個(gè)電池模塊到完整的電池儲(chǔ)能系統(tǒng),每個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)包含16個(gè)電池模塊??傮w而言,磷酸鐵鋰(LFP)電池的危險(xiǎn)性較低,噴水被認(rèn)為是這兩種電池測(cè)試最有效的滅火劑。
FM Global公司對(duì)磷酸鐵鋰(LFP)電池或鎳錳鈷氧化物(NMC)三元電池進(jìn)行自由燃燒和噴淋試驗(yàn)時(shí)的放熱率比較
測(cè)試的主要結(jié)果涉及從小型到大型電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的火災(zāi)測(cè)試,這其中包括:
•灑水噴頭可有效延遲或防止火勢(shì)蔓延至相鄰的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。
•電池儲(chǔ)能系統(tǒng)和其他可燃物之間的隔離對(duì)于有效防火至關(guān)重要。
•如果電池儲(chǔ)能系統(tǒng)可能引起火災(zāi),需要配置安全人員進(jìn)行看守,直到所有可能損壞的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備(含鋰離子電池)從該區(qū)域移除。
最后的建議是,由于涉及鋰離子電池的火災(zāi)在初始事件發(fā)生后的幾分鐘到幾天內(nèi)隨時(shí)會(huì)重新點(diǎn)燃,為了防止重新點(diǎn)燃,需要對(duì)電池進(jìn)行充分冷卻。
盡管這項(xiàng)研究旨在向消防法規(guī)和有管轄權(quán)的有關(guān)部門提供有用信息,但FM Global公司在一份名為《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的發(fā)展》報(bào)告中提供了與自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)的定位、水排放密度以及電池系統(tǒng)與可燃和不可燃物體的空間隔離相關(guān)具體指南信息。FM Global公司在其門戶網(wǎng)站上發(fā)布了鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)滅火指南。
Ditch表示,“我們的研究表明,在商業(yè)和工業(yè)行業(yè)領(lǐng)域的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用中,可以采用自動(dòng)噴水裝置,并保持適當(dāng)間距,可以使其安全運(yùn)營(yíng)。”