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    钠硫实际应用中安全吗?

      发布时间:2018-03-12 00:41

      钠硫电池被广泛应用于削峰填谷、应急电源、风光发电等可再生能源的稳定输出以及提高电力质量等领域的大规模化学储能。

      经过20年的发展, 全球200余座钠硫储能电池系统在开展不同应用的示范运行,累计容量达到300MW以上,钠硫储能电站占全部化学储能电站的40%以上。

      由于钠硫电池是以金属钠作负极材料、非金属硫作正极材料的高温化学二次电池,故其安全性一直受到人们的关注。2011年9月,日本NGK公司为东京电力公司制造的钠硫储能电站失火,事后调查显示造成此次事故的原因是一节电池发生泄漏,高温熔融物质使模块内部相连区块之间发生短路,由于没有安装保险丝,短路电流持续发热并最终损坏了其他电池,最终引燃相连模块,造成电站失火事故。

      钠硫单体电池具有安全管结构设计的关键是当β氧化铝陶瓷管发生破碎时能够控制参与反应的钠和硫的量,使生成的高熔点NaS和Na2S在β氧化铝陶瓷管破碎处凝固,阻止钠和硫继续发生反应,进而控制产生的热量,使温度可控,避免影响电池组或者储能电站安全运行。

      安全的成组设计是在每一节钠硫单体电池外部包裹一个防火云母套管,钠硫单体电池之间的间隙和钠硫单体电池上部填充干燥的黄沙。在升温过程中,遇钠硫单体电池在β氧化铝陶瓷管上出现裂纹,则防火云母套管可起到较好的隔离作用,钠硫单体电池之间的间隙和钠硫单体电池上部填充的干燥黄沙吸收了泄漏的高温熔融物质,阻止了火势蔓延。此外,钠硫电池组可设计分为若干区域,每个区域由防火云母板隔开,阻止钠硫电池泄漏的高温熔融物质在钠硫电池组内部自由流动,防止发生短路。

      钠硫电池的保温箱由箱体和箱盖两部分组成,箱体和箱盖均采用钢板焊接而成,具有较高的机械强度和安全防护性能。进行自由跌落试验、面倾跌试验、角倾跌试验、翻倒试验以及地震试验,钠硫模块主体无严重损坏,内部电池也无严重损坏,能够承受运输、安装和使用过程中由于误操作或者突发灾害等可能受到的意外损坏,满足钠硫电池保温箱的安全防护要求。

      一个能够对钠硫电池的温度、电压和电流进行实时监测和控制的可靠电池管理系统是确保钠硫电池安全稳定运行的关键因素。钠硫电池使用过程中,如果出现温度、电压或者电流超限值的情况,电池管理系统实时发出故障报警,避免由于钠硫单体电池的损坏对整个模块组的破坏。

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