储能行业系统安全可靠性白皮书-241009-天合光能-22页_17mb

储能系统安全可靠性白皮书总结

核心内容

储能系统作为能源转型的关键技术，其安全可靠性至关重要。随着全球可再生能源发展，储能系统在发电侧、输配电侧和用户侧得到广泛应用，但随之而来的安全挑战也日益突出。本白皮书详细探讨了储能系统的安全问题、风险识别与评估、安全解决方案及验证方式，并强调了质量管理体系在保障系统安全中的重要性。

主要观点

• 市场发展趋势：储能市场正快速扩张，预计到2030年全球储能装机量将达411GW，亚太、北美和欧洲为主要市场，中国在全球储能市场中占据领先地位。
• 应用场景：储能系统在源、网、荷三个层面发挥关键作用，包括平滑输出、缓解输配电瓶颈、降低用户侧用电成本和提升供电可靠性。
• 安全挑战：储能系统面临多种安全风险，包括热失控、电气危险、机械危险、化学危险等，其中热失控是主要风险之一，占事故的80%。
• 风险评估与降低：通过风险识别、评估和降低措施，确保储能系统在全生命周期内安全运行。风险降低包括产品设计、安全防护、运维管理等方面。
• 安全解决方案：天合储能提供系统级安全解决方案，包括电芯安全、电池舱安全、热管理、消防与数据安全等，确保储能系统在各种工况下的安全性和可靠性。
• 质量体系：天合储能通过ISO9001、ISO17025等国际标准体系认证，建立了完善的供应链和过程质量管理体系，以确保产品从研发到交付的全过程安全可控。

关键信息

1. 储能系统现状

• 市场增长：全球储能市场规模在2023年增长近两倍，预计2030年达到411GW。
• 应用场景：包括发电侧的调频、调峰、备用容量，输配电侧的缓解瓶颈与提高效率，用户侧的峰谷价差套利、供电可靠性提升等。
• 系统组成：储能系统由电化学系统、能量转换系统、控制子系统、辅助子系统等组成，协同工作以确保高效、安全和可靠运行。

2. 储能系统安全挑战

• 热失控危险：电池内部发热速率超过散热速率，导致温度失控，引发火灾或爆炸。
• 电气危险：随着系统电压升高，电气安全成为重点，包括过压、过流、短路等。
• 其他危险：包括机械、化学、温度、噪声、电磁兼容等，均可能引发安全隐患。
• 风险分类：根据系统电压、能量容量、场地类型、化学体系等进行风险分类，进行针对性评估。

3. 天合储能安全解决方案

3.1 产品安全

• 电芯安全：通过材料研究、结构设计、制造工艺优化及严格测试，实现电芯本征安全。
• 电池舱安全：包括电气安全、结构安全、热管理、消防及数据功能安全。
  • 电气安全：具备弧闪防护、防凝露设计、直流短路防护、三级电气保护和防雷系统。
  • 结构安全：具备防水、防腐、高强度和防火设计，确保系统在恶劣环境下稳定运行。
  • 热管理安全：采用液冷系统和温控设计，有效控制温度，防止热失控。
  • 消防安全：配备多传感器、靶向防护、防爆排风、泄爆系统及水消防接口，实现早期灭火和系统保护。
  • 数据功能安全：通过离群检测、BMS安全预警算法、设备智能监控、故障告警诊断及多端融合预警，实现全生命周期安全管理。

3.2 质量体系

• 体系认证：通过ISO9001、ISO17025、ISO45001、ISO14001、ISO27001等认证，提升内部管理能力。
• 研发质量管理：采用IPD开发流程，分为概念、计划、开发、验证、发布五个阶段，确保产品开发质量。
• 供应链管理：包括新供应商导入、过程审核、量产管理、可靠性管理等，确保供应链安全可控。
• 过程质量管理：从物料到货到成品入库，分阶段进行质量检验与管控，确保制造过程安全可靠。
• 交付质量管理：涵盖合同评审、项目导入、FAT测试、现场问题解决等，确保交付产品符合安全标准。
• 客户质量管理：根据客户问题严重性，提供不同响应等级和解决方案，确保客户满意度和系统安全。

4. 安全性验证

• 电芯安全实证：通过机械、电气、热安全等测试，验证电芯在各种滥用条件下的安全性。
• 电气安全验证：进行绝缘和耐压测试，确保系统电气安全。
• 结构安全验证：包括IP防护等级测试、运输安全、吊装安全及抗震性能测试，确保结构稳固。
• 热失控安全验证：通过模拟热失控场景，验证电池舱的安全性能，防止热失控扩散和事故。
• 消防安全验证：采用多传感器和智能消防系统，实现早期预警和精准灭火，保障系统安全。

结论

储能系统安全可靠性是推动能源转型和实现可持续发展的关键。天合储能通过全面的安全解决方案、严格的质量管理体系和系统的安全性验证，确保储能系统在各种应用场景下的安全性和可靠性。未来，随着技术进步和市场需求增长，储能系统的安全设计和管理将持续优化，以应对日益复杂的系统环境和更高的安全要求。