近年來，在全球能源危機以及碳中和目標下清潔能源將逐步替代傳統(tǒng)化石能源，風電、光伏發(fā)電等成為清潔能源的重要組成部分。在各種能更替過程中，特別是新型電力系統(tǒng)中，儲能成為至關重要的一環(huán)。儲能是新能源消納以及電網安全的重要保障，市場需求空間廣闊。鋰電池作為儲能常見的介質，要求儲能企業(yè)在儲能及釋能的過程中，安全方面十分的重視，在對于氣體濃度的監(jiān)測上顯得至關重要。
什么是儲能？
儲能是通過介質或設備把能量存儲起來，在需要時再釋放出來的過程，是一種電網供需平衡技術。傳統(tǒng)“剛性"電力系統(tǒng)電能“源—荷"瞬時動態(tài)平衡的法則越來越難以為繼，未來電力系統(tǒng)必須具備足夠的“柔性"以適應高比例可再生能源的新常態(tài)。在這一轉變過程中，儲能因其具有將電能的生產和消費從時間和空間上分隔開來的能力，成為未來高比例可再生能源電力系統(tǒng)的關鍵支撐技術之一。新能源在電力系統(tǒng)中的占比低于20%時，現(xiàn)有的調峰電廠（燃氣、水力發(fā)電廠）可應付間歇性新能源供電波動；但大于這個比例時，就需要用到供需平衡技術，包括儲能、需求側管理、電網互聯(lián)。儲能可很好地解決可再生能源引入的挑戰(zhàn)，因此在新型電力系統(tǒng)中具有重要地位。一方面，可解決風光出力高峰與負荷高峰錯配的難題，通過削峰填谷，增加谷負荷以促進可再生能源的消納，減少峰負荷以延緩容量投資需求。另一方面，可解決風光出力隨機性和波動性帶來的頻率穩(wěn)定難題，尤其是電化學等響應速度較快的新型儲能，能提供調頻服務提高電網可靠性。
電池儲能項目中氣體監(jiān)測
鋰電池在快速充電或放電使用過程中長期連續(xù)運行，電池柜中鋰離子電池能量密度高，其電解液的溶劑通常為有機碳酸酯類化合物，具有閃點低、化學活性高和極易燃燒的特點。
由于儲能項目集裝箱內的鋰離子電池采用集成化設計，由于其化學特性，容易產生H2富集，當某一組鋰電池發(fā)生熱失控后，會對周圍的電池產生強烈的熱沖擊，造成熱失控蔓延，同時生成大量烷烴類可燃氣體，可能發(fā)生嚴重的火災甚至爆炸事故。
在起火燃燒時也會產生CO及CO2氣體和煙霧粉塵，嚴重危害人體健康，因此可以通過監(jiān)測這些氣體種類來進行安全預警。
電化學儲能項目安全監(jiān)測中氣體檢測
在電池火災前期，進行有效準確地探測并預警，采取相應的消防手段，防止火災的進一步蔓延。在安全閥打開前，應做好電池故障診斷工作，及早進行預警。當電池安全閥打開時，會產生大量的氣體和煙霧，如CO的體積分數(shù)可以從2.4×10-6迅速增加至190×10-6。
此外，釋放氣體如CO2、CH4、揮發(fā)性有機化合物（VOC）等，在安全閥打開時都有明顯的增加，因此，可以通過相關的氣體傳感器，再配合煙霧傳感器、火災探測器、溫度傳感器等，根據(jù)電站電池的熱失控特性，設定相應的預警閾值，將多種特征參數(shù)進行耦合，當不同傳感器參數(shù)達到所設閾值時，發(fā)出警報，實現(xiàn)鋰離子電池火災早期探測和預警，并根據(jù)警報采取相應的控制措施，防止鋰離子電池火災的進一步擴大。
此外，應根據(jù)量程和靈敏度，選取適當?shù)膫鞲衅骱吞綔y器，同時設置冗余系統(tǒng)，保證電站火災早期探測和預警裝置的準確響應。
我們可以從動力鋰電池熱失控時產生的大量氣體入手，鋰離子電池熱失控的時候，電池內部會有大量的一氧化碳釋放出來。一氧化碳不僅是易燃易爆的氣體，更可以與人體內的血紅蛋白結合，使其失去與氧氣結合的能力，從而導致我們缺氧甚至窒息。所以我們可以通過檢測一氧化碳的濃度來判斷電池熱失控。
儲能項目隨著電開關柜中SF6氣體絕緣的電氣設備數(shù)量的日趨增多，純凈的六氟化硫氣體是無毒的，但在大電流開斷時，由于強烈的電弧放電會產生一些含硫的低氟化物。這些物質反應能力較強，當有水和氧氣時又會與電極材料、水份進一步反應，從而分解產生有毒或劇毒氣體。這些有毒氣體主要損害人體的呼吸系統(tǒng)，中毒后會出現(xiàn)類似于感冒、皮膚過敏、嘔吐、疲勞等不良反應，吸入劑量大時，會出現(xiàn)更加嚴重的后果。SF6氣體絕緣的電氣設備漏氣現(xiàn)象仍是難以避免和杜絕的常見問題，還是需要添加SF6檢測儀來監(jiān)測漏氣問題。
