电池储能火灾防治：安全和风险管理的基本策略

可再生能源的快速增长和电动汽车（EV）的日益普及，对储能系统的需求日益增长，尤其是 电池储能系统 （电池储能系统）。这些系统储存能量以备后用，是稳定电网和确保即使在生产波动时也能使用太阳能和风能等可再生能源的关键。然而，随着电池储能系统的兴起，也带来了一个固有风险：系统内的电池可能引发火灾。由于锂离子和其他先进电池的能量密度高，如果处理不当，火灾可能会造成灾难性的后果。

在这篇博文中，我们将探讨电池储能系统面临的挑战、与电池火灾相关的风险以及用于保护这些关键资产的灭火方法。通过了解防火和灭火的重要性，我们可以帮助确保电池储能系统的安全性和可靠性，这对于我们向可持续能源未来的过渡至关重要。

电池储能火灾的风险

电池储能系统旨在储存大量能量，因此，它们很容易发生热失控等危险事件。当电池单元达到临界温度时，就会发生热失控，引发连锁反应，导致火灾或爆炸。由此产生的火灾可能非常猛烈，难以扑灭。

电池储能系统火灾的主要风险

• 热失控和过热：过度充电、物理损坏或制造缺陷可能会导致电池过热，从而引发热失控反应。
• 电解液泄漏和有毒气体：电池储能系统（BESS）火灾会释放氟化氢等有害化学物质，对环境和人类健康造成危害。
• 细胞间火焰的蔓延：电池储能系统 (BESS) 的设计有时会使火势在各个电池单元之间蔓延，从而加剧事故的严重性。
• 高能量密度：BESS 中存储的大量能量使这些系统更容易受到迅速升级的大规模火灾的影响。

重大事件及后果

BESS 火灾的风险并非理论上的。已经发生了几起引人注目的事件，包括大型储能设施的火灾。这些事件凸显了更强大的灭火策略和更高安全标准的必要性。

BESS 火灾已导致：

• 财产损失：破坏宝贵的基础设施，包括电池组、逆变器和控制系统。
• 对环境造成的影响：环境影响包括向环境中排放有毒烟雾和化学物质。
• 人类安全风险：人类安全风险包括在 BESS 场地内或周围工作的人员可能因吸入烟雾、爆炸或结构损坏等危险而受伤。

电池储能灭火技术

灭火 电池储能系统 由于火灾隐患的独特性，电池储能系统 (BESS) 非常复杂。标准消防技术在控制这些系统中的火灾时往往不够，需要专门的解决方案才能有效降低风险。

水基灭火系统

虽然水是灭火的常用方法，但直接用水扑灭电池火灾可能会很危险，因为可能会造成短路或引起不良化学反应。不过，如果使用得当，水仍然可以起到扑灭电池储能系统火灾的作用。

• 洪水系统：在大型 BESS 装置中，例如电网规模的储能装置，注水可以冷却过热的电池单元并防止火势蔓延。然而，这种技术仅在受控环境中可行。
• 细水雾系统：与传统喷水灭火系统不同，细水雾系统使用细小水滴来冷却区域并降低温度。这种方法在 BESS 外壳等密闭空间中非常有效，且不会造成短路或电气危险。

清洁剂灭火系统

清洁剂抑制系统是 BESS 的理想选择，因为它们有效且不会损坏电气元件。这些系统会排出抑制燃烧化学反应的气体。

• FM-200 和 NOVEC 1230是电池储存灭火系统中常用的清洁剂。它们通过取代氧气并中断火灾三角关系（燃料、热量和氧气）来快速抑制火灾，而不会损坏设备。
• 优点：在水或泡沫可能造成额外损害的区域，清洁剂可有效抑制电池火灾。清洁剂还对环境友好，且对该区域的人员安全。
• 限制：这些系统需要精心设计，以确保适当的控制并防止毒剂迅速释放到周围环境中。

D 类灭火器

D 类灭火器专门用于扑灭金属火灾，包括锂离子电池中可能发生的化学火灾。这些灭火器使用干粉灭火剂来抑制火焰并防止进一步反应。

• 适合小规模火灾：D 类灭火器可以成为立即应对小型 BESS 安装或仅涉及几个电池的情况的火灾的有效工具。
• 限制：D 类灭火器虽然对小火灾有用，但对大规模 BESS 火灾可能无效，主要是当火势蔓延到多个电池模块时。

热失控缓解系统

预防总是比抑制更好。热失控缓解系统旨在检测单个电池单元过热或故障的早期迹象，防止其升级为全面火灾。

• 早期检测和响应：这些系统可监控电池组内的温度、电压和压力等参数。当检测到异常情况时，系统可触发冷却机制或关闭受影响的电池，以防止情况进一步恶化。
• 自动回复：一些系统可以自动隔离故障电池，降低热失控蔓延至电池组中其他电池的风险。

防火外壳和隔间

许多 BESS 安装都包含防火外壳或分隔的电池架，以最大限度地减少火灾蔓延。这些设计特点将火灾控制在特定区域内，防止其影响整个系统。

• 防火材料：由钢、混凝土或防火复合材料等防火材料制成的外壳有助于防止火势蔓延到周围区域。
• 分隔系统：将大型电池储能系统 (BESS) 安装划分为更小、更独立的部分，有助于在发生火灾时减少损害，并使其更容易控制。

气流管理和通风

适当的通风对于防止 BESS 中可能引发火灾的热量和气体积聚起着至关重要的作用。主动通风系统有助于控制温度并使气体安全消散。

• 被动通风：策略性放置的通风口可使热量和气体从电池储能系统中逸出，从而降低过热的可能性。
• 主动通风：在更复杂的系统中，可以使用风扇或空调来确保气流连续且充足，防止电池舱内热量积聚。

电池储能系统火灾安全预防措施

虽然灭火对于降低风险至关重要，但主动措施对于防止火灾发生也同样重要。

• 电池设计和质量控制：确保电池按照严格的安全标准制造，并具有内置的防过度充电、过热和短路保护功能。
• 定期维护和检查：定期检查 BESS，以发现磨损、损坏或故障的早期迹象。检查线路、连接器和冷却系统等组件。
• 温度控制：保持 BESS 在最佳温度范围内运行，以防止过热。投资于在运行期间为电池保持凉爽环境的系统。
• 正确的存储和安装：确保电池安装在防火外壳中并存放在通风良好的区域，以最大限度地降低火灾风险。

结语

As 电池储能系统 电池储能系统已成为现代能源基础设施不可或缺的一部分，通过有效的灭火技术确保电池储能系统安全运行至关重要。虽然电池储能系统火灾带来了独特的挑战，但灭火技术的进步（如清洁剂系统、D 类灭火器和热失控缓解）有助于将风险降至最低。

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