气溶胶灭火装置的储能三级防护

在国家“双碳”战略下，以光伏、风电为代表的新能源蓬勃发展，随着光伏、风电大量的接入，电 的调频、调峰资源需求急剧上升，储能系统在解决新能源消纳、增强电 稳定性、提高配电系统利用效率等方面发挥的作用日益重要。电化学储能锂离子系统，由于部署环境要求低，适用场景多，其应用规模正在快速增长，在大规模应用的同时，储能电站的安全问题也引起人们的普遍关注。

新能源电源侧储能、电 侧储能、大型离 和微 储能电站，常采用集装箱式储能，数万支电芯通过串/并联的方式，安装在集装箱内，锂离子电池正负极之间只有一层很薄的隔膜绝缘，电气隔离主要依赖绝缘材料和电气开关，绝缘材料在高温下有可能碳化，变成导电材料，隔离开关在高压下也可能击穿，功率器件开关管，在反向高压，浪涌冲击下，也有可能非正常导通。在长期数千次的充放电循环中，尤其是过充过放过温状态下，有可能造成电芯短路故障，局部失控，其中任何一个电芯出现安全问题，如果没有严密的安全防护措施提前应对，都可能引起系统的连锁反应，造成爆炸事故。

相较铅酸电池，同体积的锂电池密度更大，储存能量更多，爆燃起火后，其火焰成喷射状，火源温度也更高，同时还会释放大量有毒有害气体，因此安全隐患更大。扑救锂电池火灾时，一要及时扑灭明火，避免火灾快速蔓延；二要降低热失控反应速率，使锂电池内部热失控反应产生的热量有序释放 ；三要持续降低锂电池温度，避免锂电池火灾发生复燃和快速蔓延。

集装箱内集成消防装置，多采用不低于三级的架构，包括预警、告警和动作，消防系统的装置，包含探测控制器，消防控制箱、声光 警铃/灯、温度及盐雾传感器、全氟己酮气体灭火装置。探测控制器的安装原则应选择靠近电池组位置，结合实际机架的结构，可以选择电池柜上顶部空间进行安装。灭火器装置采用气溶胶灭火装置。

气溶胶自动灭火系列装置是一种新型热气溶胶灭火装置，是一类具有超高灭火效能和可靠性的消防领域突破性产品。火灾发生时，及安盾消防热气溶胶自动灭火装置通过电启动或感温启动方式引发灭火药剂发生作用，迅速产生大量亚纳米级固相微粒和惰性气体混合物，以高浓度烟气状立体全淹没式作用于火灾发生的每个角落，通过化学抑制、物理降温、稀释氧气多重作用，快速高效扑灭火灾，对环境及人员无毒害。

气溶胶还能够做到三级防火保护，以电池簇为防护单元，采用集中式气体探测采样分析，通过预设在每个PACK箱内的探测器，实时探测锂电池内部化学成分的变化，由芯片对各种参数的变动情况进行分析计算，对电池箱内的电芯进行有效的火灾较早期抑制防控，以阻止锂电池热失控扩展及储能柜爆炸。一是电池模组消防：根据电池模组尺寸和电芯容量，将气溶胶安装于电池模组，可有效扑灭电芯第一次着火（第一级防护），电池从内而外灭火是最有效的灭火方法，可以令热失控损失减至最低；二是电池机柜消防：将气溶胶安装于电池柜，防护空间3m，可有效扑灭电池柜内第二次复燃或电气起火（第二级防护）；三是储能集装箱消防：集装箱内可以安装气溶胶组来作为全体防护，作为整箱火情的抑制（第三极防护）。有了第一级和第二级防护，第三极防护启动机会大幅减低，提高整体消防安全性。