根據(jù)美國電力研究協(xié)會 (EPRI) 的 BESS [電池儲能系統(tǒng)] 故障事件數(shù)據(jù)庫，雖然全球范圍內(nèi)已經(jīng)開始部署，但每安裝容量的故障率已顯著下降，這表明早期事故的教訓已成功地融入到設計和最佳實踐中。
“說實話，從制造商的角度來看，通過或獲得證書或通過這些測試實際上是最低要求，”CPS [正泰電源系統(tǒng)] 美國分公司的 Zhehan Yi 博士在最近的一次網(wǎng)絡研討會上強調(diào)道。“你必須為產(chǎn)品做更多、更多的事情來提高安全性。”
當前的安全標準，特別是 UL 9540 和 UL 9540A，為電池系統(tǒng)安全奠定了基礎。然而，專家指出這些協(xié)議存在重大局限性。雖然 UL 9540A 在電池、模塊和單元級別測試熱失控傳播，但這些實驗室條件并不能完全復制真實場景。值得注意的是，目前的標準并不要求進行全面的防火測試——即將于 2025 年推出的 CSA TS 800 標準旨在解決這一差距。
EPRI 的 數(shù)據(jù)庫 可跟蹤全球電池儲能系統(tǒng)故障，有助于識別趨勢并為未來的緩解策略提供信息。EPRI 與 TWAICE [電池預測分析軟件] 和 PNNL [太平洋西北國家實驗室] 合作，將故障的根本原因分為設計、制造、集成、操作和物理位置等方面。這種了解故障的系統(tǒng)方法有助于提高行業(yè)的安全記錄。
制造商正在實施超出最低要求的多層安全功能。例如，CPS America 通過采用幾項關鍵策略，在全球部署了 2 GWh 的電池容量，沒有發(fā)生過熱事件。這些策略包括將電氣元件與電池單元物理分離，并利用串結(jié)構(gòu)而不是集中式架構(gòu)進行更精細的監(jiān)控和控制。
消防安全仍然是有管轄權(quán)的當局 (AHJ) 和急救人員的主要關注點。與傳統(tǒng)的建筑火災不同，電池火災帶來了獨特的挑戰(zhàn)。Mayfield Renewables 的 Ryan Mayfield 指出，消防員通常更喜歡可見的火災，而不是積聚氣體可能帶來的爆炸風險。“他們愿意冒很大的風險來拯救很多，他們愿意冒一點風險來拯救一點，”Mayfield 解釋說，并強調(diào)了人口稠密地區(qū)和偏遠地區(qū)的電池系統(tǒng)的響應策略有何不同。
行業(yè)也在學習全球做法。EPRI 的數(shù)據(jù)庫涵蓋了來自中國、臺灣、歐洲、韓國和美國等不同地區(qū)的事件，盡管語言障礙和有限的當?shù)孛襟w報道可能會影響數(shù)據(jù)收集。例如，在亞洲市場，認證流程包括從 13 英尺高處進行跌落測試，以模擬真實事故——這是美國標準目前尚未規(guī)定的要求。
長期維護是另一個重要的安全考慮因素。隨著電池的老化，其特性會發(fā)生變化，從而可能影響安全參數(shù)。“隨著時間的推移，電池特性會發(fā)生變化。內(nèi)阻會發(fā)生變化，散熱特性也會發(fā)生變化，”Yi 博士指出。這強調(diào)了符合 NFPA [美國國家消防協(xié)會] 855 準則的全面運營和維護 (O&M) 計劃的重要性。
遠程監(jiān)控功能正變得越來越復雜，可以盡早發(fā)現(xiàn)潛在問題。現(xiàn)代電池管理系統(tǒng) (BMS) 可以實時跟蹤多個參數(shù)，從而在問題升級之前采取預防措施。
展望未來，該行業(yè)面臨幾個關鍵挑戰(zhàn)：
1. 制定更切合實際的測試方案，更好地反映現(xiàn)場情況
2. 跨轄區(qū)標準化應急響應程序
3. 改進事件信息的數(shù)據(jù)收集和共享
4. 平衡空間效率與安全要求
5. 在數(shù)十年的運行壽命內(nèi)保持系統(tǒng)安全
隨著電池儲能繼續(xù)保持快速增長軌跡，預計到 2030 年，美國的容量可能超過 100 吉瓦，該行業(yè)對安全的關注似乎正在產(chǎn)生回報。EPRI 記錄的故障率下降，加上設計、監(jiān)控和應急響應協(xié)議的不斷改進，表明該行業(yè)在擴大部署的同時成功地管理了安全風險。
專家們的共識很明確：雖然當前的安全標準提供了重要的基礎，但行業(yè)必須繼續(xù)超越最低要求，學習全球最佳實踐，并在整個系統(tǒng)生命周期中保持警惕。EPRI 的數(shù)據(jù)庫是這一持續(xù)改進過程的寶貴資源，有助于確保電網(wǎng)規(guī)模的電池存儲能夠在保持最高安全標準的同時發(fā)揮其在清潔能源轉(zhuǎn)型中的重要作用。
