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特斯拉储能设备引发火灾

作者:中国储能网新闻中心 来源:中国安全生产网 央视新闻客户端 发布时间:2022-09-22 浏览:

中国储能网讯:据多家媒体报道,当地时间9月20日,美国加利福尼亚州蒙特雷(Monterey)太平洋瓦电(PG&E)公司的一个变电站着火,火源是由变电站中特斯拉Megapack的巨型电池储能设备引发的。

据公司发言人表示,火灾是20日凌晨1时30分左右被发现。火灾发生后,附近居民被紧急撤离,大火还导致道路被封锁。

据蒙特雷当地的空气污染控制官员理查德·斯特德曼表示,一般来说,锂离子电池火灾会释放出盐酸和氢氟酸等有毒成分,虽然目前关于这场火灾是否会对空气质量产生影响尚无法确定,但将在火灾完全扑灭后与地方当局合作研究这个问题。

据悉,2021年7月

澳大利亚维多利亚州

特斯拉储能电站在初步测试期间

电池组就曾因

冷却剂泄漏导致短路引发火灾

目前,在可再生能源发展刚需下

电化学储能迎来了快速发展

包括我国在内,很多国家都在加快建设电化学储能电站的步伐

国内某地电化学储能电站

锂离子电池作为电化学储能中主要设备

其自身缺点给这些储能电站

带来了不小的安全风险

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据了解,位于Monterey county的电池储能系统项目被称为Elkhorn Battery,已于4月7日投运,并得到了加州独立系统运营商(CAISO)的市场参与认证。它是由PG&E和特斯拉共同设计、建造和维护的,该项目由PG&E持有和运营。

Elkhorn由256个特斯拉Megapack电池单元组成,每个单元都将电池和PCS设备集成在一个柜子里,通过变压器和开关设备连接到115kV输电系统。

它可以提供182.5MW的功率,时长达到4小时,并将参与CAISO电力批发市场,提供辅助服务例如运行备用。

该位置还有另一处储能设施——Vistra能源公司的400MW/1600MWh Moss Landing储能站,这个储能设施也由PG&E拥有,是世界上最大的电池储能系统,Vistra最近宣布计划再增加350MW/1400MWh的储能。在去年,由于喷淋系统的故障,它停运了一段时间。但在2022年2月13日晚上,加州Moss Landing储能电站项目再次发生事故,大约有10个电池架被熔化。这是过去五个月里该项目发生的第二次事故。加州Moss Landing储能电站项目由LG Energy Solution为项目提供了4500个TR1300电池架以及JH4高能量型电芯,Fluence是该项目的系统集成商以及工程承包商。

此外,2021年7月,澳大利亚300MW/450MWh的Victorian Big Battery电池储能项目发生火灾,调查结果显示,事故原因为冷却液泄漏导致电池单体热失控,最终造成起火。该项目也是采用特斯拉Megapack电池储能系统单元(项目计划共计安装212个单元)。在随后发布的火灾调查报告指出,这个事件是波及到特斯拉Megapacks产品的第一次火灾。

2021年4月16日

北京市

11时50分许,位于丰台区西马场甲14号的北京福威斯油气技术有限公司(以下简称福威斯油气公司)光储充一体化项目发生火灾爆炸,事故造成1人遇难、2名消防员牺牲、1名消防员受伤,火灾直接财产损失1660.81万元。

经调查,事故直接原因系西电池间内的磷酸铁锂电池发生内短路故障,引发电池热失控起火。北楼爆炸直接原因为南楼电池间内的单体磷酸铁锂电池发生内短路故障,引发电池及电池模组热失控扩散起火,事故产生的易燃易爆组分通过电缆沟进入北楼储能室并扩散,与空气混合形成爆炸性气体,遇电气火花发生爆炸。

尽管,目前我国已经出台了包括

《电化学储能电站设计规范》

《光储系统用功率转换设备技术规范》

《电池储能功率控制系统变流器技术规范》

在内的一系列国家标准和行业标准

但对储能电站控制保护设备基本技术条件

储能电站及电池系统运行维护

储能电站运行环境要求

储能电站消防安全等方面的标准仍然缺乏

电化学储能电站的安全运行

仍然面临不小的挑战

锂离子电池火灾特征及扑救措施

常见安全隐患

一般来说,锂离子电池出现安全问题表现为燃烧甚至爆炸。出现这些问题的根源在于电池内部的热失控,此外,锂离子电池还可能受到一些外部因素的影响发生安全问题,如过充、火源、挤压、穿刺、短路等。

目前,市场上新能源汽车以三元锂电池和磷酸铁锂电池使用最为广泛。据统计,历年电动车锂离子电池火灾事故中,68%由于内部或者外部短路造成,15%由于充放电造成,7%由于设备意外启动造成,10%为其他原因造成。

从起火原因看,电气故障和自燃是造成电动车火灾的主要原因,而过充、电池单体故障、电气线路短路是导致火灾的根本原因。

火灾特征

气体逸出是锂离子电池失控的主要表现之一。锂离子电池起火,会急速喷出大量的白色烟雾, 其主要成分为锂电池电解液的蒸气或分解产物。在起火初期, 烟雾颜色差异是区分锂电池起火和常见火灾最明显的特征之一。

锂离子电池热失控后,分解出的可燃气体与空气混合形成爆炸性混合气体,遇锂电池喷射出的高温颗粒,在局部空间会发生爆燃,导致起火初期经常伴有爆炸声响。

火灾扑救方法

目前,锂离子电池火灾扑救主要有以下几种方法。

1. 将灭火效果较好的灭火剂与降温效果较好的灭火剂相结合。如使用全氟己酮和细水雾先后进行灭火,利用全氟己酮优良的灭火作用熄灭电池火焰,随后利用细水雾的降温作用,及时降低热失控电池温度和环境温度,防止电池发生复燃和热失控传播。

2. 通过间歇喷射灭火剂的方式进行高效灭火降温。以全氟己酮作为灭火剂,发生火灾时,首先喷射大量的全氟己酮进行灭火,降低模组中可燃气体的浓度。随后根据温度变化,多次少量的间歇喷射全氟己酮,进行有效降温和维持模组中全氟己酮的灭火浓度,防止电池发生复燃。

3. 将火灾抑制胶囊置于电池内部也可以抑制电池热失控,熄灭明火。抑制胶囊由全氟己酮、磷酸三甲酯和五氟丙烷组成。其中,全氟己酮为灭火剂,磷酸三甲酯为阻燃剂,五氟丙烷为驱动剂。电池热失控时,胶囊受热破裂,驱动剂将抑制剂推向电池内部,在短时间内熄灭电池火,并抑制电池内部反应,进而抑制热失控的进一步扩展,防止发生热失控传播、火灾蔓延等事故。值得注意的是,灭火后要及时排气泄压。电池热失控时,产生大量的可燃易爆气体,当电池火焰被熄灭后,这些可燃易爆气体仍积聚在电池模组或者预制舱内,因此需要在电池灭火后及时将这些可燃易爆气体排出,降低模组或预制舱内的压力和浓度。

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关键字:储能电站

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