近年來(lái)，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化石能源，風(fēng)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(guò)程中，特別是新型電力系統中，儲能成為至關(guān)重要的一環(huán)。儲能是新能源消納以及電網(wǎng)安全的重要保障，市場(chǎng)需求空間廣闊。鋰電池作為儲能常見(jiàn)的介質(zhì)，要求儲能企業(yè)在儲能及釋能的過(guò)程中，安全方面十分的重視，在對于氣體濃度的監測上顯得至關(guān)重要。
什么是儲能？
儲能是通過(guò)介質(zhì)或設備把能量存儲起來(lái)，在需要時(shí)再釋放出來(lái)的過(guò)程，是一種電網(wǎng)供需平衡技術(shù)。傳統“剛性"電力系統電能“源—荷"瞬時(shí)動(dòng)態(tài)平衡的法則越來(lái)越難以為繼，未來(lái)電力系統必須具備足夠的“柔性"以適應高比例可再生能源的新常態(tài)。在這一轉變過(guò)程中，儲能因其具有將電能的生產(chǎn)和消費從時(shí)間和空間上分隔開(kāi)來(lái)的能力，成為未來(lái)高比例可再生能源電力系統的關(guān)鍵支撐技術(shù)之一。新能源在電力系統中的占比低于20%時(shí)，現有的調峰電廠(chǎng)（燃氣、水力發(fā)電廠(chǎng)）可應付間歇性新能源供電波動(dòng)；但大于這個(gè)比例時(shí)，就需要用到供需平衡技術(shù)，包括儲能、需求側管理、電網(wǎng)互聯(lián)。儲能可很好地解決可再生能源引入的挑戰，因此在新型電力系統中具有重要地位。一方面，可解決風(fēng)光出力高峰與負荷高峰錯配的難題，通過(guò)削峰填谷，增加谷負荷以促進(jìn)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(fēng)光出力隨機性和波動(dòng)性帶來(lái)的頻率穩定難題，尤其是電化學(xué)等響應速度較快的新型儲能，能提供調頻服務(wù)提高電網(wǎng)可靠性。
電池儲能項目中氣體監測
鋰電池在快速充電或放電使用過(guò)程中長(cháng)期連續運行，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(lèi)化合物，具有閃點(diǎn)低、化學(xué)活性高和極易燃燒的特點(diǎn)。
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(xué)特性，容易產(chǎn)生H2富集，當某一組鋰電池發(fā)生熱失控后，會(huì )對周?chē)碾姵禺a(chǎn)生強烈的熱沖擊，造成熱失控蔓延，同時(shí)生成大量烷烴類(lèi)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(shí)也會(huì )產(chǎn)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(guò)監測這些氣體種類(lèi)來(lái)進(jìn)行安全預警。
電化學(xué)儲能項目安全監測中氣體檢測
在電池火災前期，進(jìn)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(jìn)一步蔓延。在安全閥打開(kāi)前，應做好電池故障診斷工作，及早進(jìn)行預警。當電池安全閥打開(kāi)時(shí)，會(huì )產(chǎn)生大量的氣體和煙霧，如CO的體積分數可以從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(kāi)時(shí)都有明顯的增加，因此，可以通過(guò)相關(guān)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，將多種特征參數進(jìn)行耦合，當不同傳感器參數達到所設閾值時(shí)，發(fā)出警報，實(shí)現鋰離子電池火災早期探測和預警，并根據警報采取相應的控制措施，防止鋰離子電池火災的進(jìn)一步擴大。
此外，應根據量程和靈敏度，選取適當的傳感器和探測器，同時(shí)設置冗余系統，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(dòng)力鋰電池熱失控時(shí)產(chǎn)生的大量氣體入手，鋰離子電池熱失控的時(shí)候，電池內部會(huì )有大量的一氧化碳釋放出來(lái)。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(guò)檢測一氧化碳的濃度來(lái)判斷電池熱失控。
儲能項目隨著(zhù)電開(kāi)關(guān)柜中SF6氣體絕緣的電氣設備數量的日趨增多，純凈的六氟化硫氣體是無(wú)毒的，但在大電流開(kāi)斷時(shí)，由于強烈的電弧放電會(huì )產(chǎn)生一些含硫的低氟化物。這些物質(zhì)反應能力較強，當有水和氧氣時(shí)又會(huì )與電極材料、水份進(jìn)一步反應，從而分解產(chǎn)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，中毒后會(huì )出現類(lèi)似于感冒、皮膚過(guò)敏、嘔吐、疲勞等不良反應，吸入劑量大時(shí)，會(huì )出現更加嚴重的后果。SF6氣體絕緣的電氣設備漏氣現象仍是難以避免和杜絕的常見(jiàn)問(wèn)題，還是需要添加SF6檢測儀來(lái)監測漏氣問(wèn)題。
