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一氧化碳传感器在集装箱式锂离子电池储能系统中的应用-爱游戏

2024-05-13

当前全球能源状态日趋重要,新能源行业的成长已成为必定趋向。储能作为新能源范畴的新兴财产,已在部门区域成立了储能电站,对晋升配电网对散布式电源的采取能力、不变电网结尾节点电压程度、作为电网毛病或检验时的备用电源等方面阐扬着庞大感化。同时,在智能电网扶植的变用电环节中,储能电站也具有很年夜的经济价值,其平安性不变性对全部系统的经济性意义严重。

跟着我国碳达峰与碳中和方针的提出,新能源在一次能源消费中的比重不竭提高,慢慢替换化石能源。习近平总书记在中心财经委员会第九次会议上强调,要实行可再生能源替换步履,深化电力体系体例鼎新,建立以新能源为主体的新型电力系统。跟着新能源成为主力能源,电网的不变运转将面对更年夜的挑战。储能因为具有选址轻易、设置装备摆设矫捷等特点,是实现可再生能源消纳和包管电网平安、不变运转的有用手段,已在电源侧、电网侧和用户侧等范畴获得普遍利用。

集装箱式锂离子电池储能系统作为一种新型储能设备,具有较高的功率密度和能量密度、寿命长、靠得住性高和情况顺应性强等长处,在电源侧、电网侧和用户侧都具有普遍的利用前景。最近几年来,江苏、河南、湖南、青海和福建等地电网侧百兆瓦级锂离子电池储能电站接踵扶植投运,在平抑新能源电力波动、晋升洁净能源外送能力、电网调峰、调频和电力辅助办事等范畴阐扬了主要感化。年夜容量集装箱式锂离子电池储能系统成为将来成长的趋向。

集装箱式锂离子电池储能系统是以尺度集装箱为载体,将锂离子电池、电池治理系统、监控系统、空调系统、消防系统和配电系统集成在集装箱内,以实现高集成度、年夜容量和可挪动的储能装配。但是,锂离子电池的电解液溶剂具有闪点低、化学活性高和极易燃烧的特点,即便在集装箱设想中斟酌了防护办法,仍很难避免因为锂电池过充电、过放电、短路和机器性粉碎时所致使的储能电池内部热掉控,进而致使爆炸、燃烧等连锁反映。当某一组锂电池产生热掉控后,会对四周的电池发生强烈的热冲击,形成热掉控舒展,同时生成年夜量烷烃类可燃气体,可能产生严峻的火警乃至爆炸变乱。最近几年来,电化学储能电站平安变乱时有产生,国表里已合计产生30多起储能电站起火变乱,形成财富丧失和人员伤亡。锂离子电池储能系统的平安问题成为限制行业快速成长的主要身分,愈来愈遭到社会各界的存眷。

我国部门研究机构最近几年来展开了储能电池火警防护手艺研究、电化学储能电池热掉控尝试检测手艺研究等根本性课题研究。但是,现有的研究首要针对单体电池和电池模块级别,对锂离子电池储能柜、电池簇和储能系统展开的相干尝试研究较少,相干平安测试方式、尺度规范还没有成立健全。另外,集装箱式锂离子电池储能系统电池簇单体数目多,电池簇并联数目年夜。单体锂离子电池一旦产生热掉控火警,燃烧温度高,燃烧速度快,扑救难度年夜。分歧化学系统的锂离子电池燃烧差别性年夜,发生年夜量的有毒、无害烟气,在燃烧进程中可能具有爆炸的危险。当火警产生后形成猛烈燃烧,致使储能系统全体掉火或爆炸,给消防灭火救济工作带来庞大的挑战。

集装箱式锂离子电池储能系统火警初期探测和平安预警

在电池火警前期,进行有用正确地探测并预警,采纳响应的消防手段,避免火警的进一步舒展。在平安阀打开前,应做好电池毛病诊断工作,尽早进行预警。当电池平安阀打开时,会发生年夜量的气体和烟雾,如CO的体积分数能够从2.4×10-6敏捷增添至190×10-6。

另外,释放气体如CO2、CH4、挥发性无机化合物(VOC)等,在平安阀打开时都有较着的增添,是以,能够经由过程相干的气体传感器,再共同烟雾传感器、火警探测器、温度传感器等,按照电站电池的热掉控特征,设定响应的预警阈值,将多种特点参数进行耦合,当分歧传感器参数到达所设阈值时,发出警报,实现锂离子电池火警初期探测和预警,并按照警报采纳响应的节制办法,避免锂离子电池火警的进一步扩年夜。

另外,应按照量程和活络度,拔取恰当的传感器和探测器,同时设置冗余系统,包管电站火警初期探测和预警装配的正确响应。

我们能够从动力锂电池热掉控时发生的年夜量气体入手,锂离子电池热掉控的时辰,电池内部会有年夜量的一氧化碳释放出来。一氧化碳不但是易燃易爆的气体,更能够与人体内的血红卵白连系,使其掉去与氧气连系的能力,从而致使我们缺氧乃至梗塞。所以我们能够经由过程检测一氧化碳的浓度来判定电池热掉控。在这里工采网给大师保举一款钮扣式一氧化碳传感器(CO传感器)TGS5141

TGS5141一氧化碳传感器CO传感器是费加罗研发的可电池驱动的电化学式传感器,利用一个非凡的电极代替了储水器,因为去除TGS5042中利用的储水器,TGS5141与TGS5042比拟,其外形尺寸缩减到只要后者的10%巨细。很是合用在高集成电子产物,对CO的活络度高、将CO浓度线性输出,设想便利,自带出厂预标定活络度系数,便利用户利用与机能追溯,寿命长达10年以上。

究竟是事关我们的生命平安,对精度仍是有要求的,丈量禁绝的话又怎样能给出准确的警报呢?TGS5141输出电流与一氧化碳浓度之间在0~1,000ppm规模内显示了± 5%之内误差的较高直线性。分歧浓度CO对应的输出电流能够参考下图。

同时我们也要存眷传感器的持久不变性,这就要求传感器寿命足够长,更要求传感器输出持久不变,否则会使报警值改变,形成早报晚报乃至不报等环境了。TGS5141的寿命长达十年以上,持久不变性也是十分优异,能够参考下图。(Y轴显示的是在任什么时候间点300ppm一氧化碳中的输出电流(I)和测试第一天300ppm一氧化碳中的输出电流(Io)的比值。)

储能电站内会有各类各样的气息,如果传感器抗干扰性欠好的话,也是很轻易形成误报的,所以这个传感器要求对CO活络度高,对其他气体的活络度越低越好。TGS5141就很好,对年夜部门气体的活络度都长短常低的,对CO活络度又很高的,见下图。

而且斟酌到电站内的温度规模是比力宽阔的,根基所有传感器受温度的影响又是比力较着的,所以厂家针对TGS5141做出了温度抵偿系数表,OEM客户能够间接操纵抵偿系数对传感器进行温度抵偿,从而使传感器在分歧温度下也能有高精度的输出。抵偿系数见下图。

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