Erforschung der Indoor-Bereitstellungstechnologie für Lithium-Eisenphosphat-Batterie-Energiespeichersysteme
Lithium-Eisenphosphat (LiFePO4)-Batteriespeichersysteme (ESS) gewinnen im Energiesektor aufgrund ihrer hohen Sicherheitsrisiken und komplexen thermischen Durchgehensmechanismen zunehmend an Bedeutung. Traditionell werden diese Systeme im Freien eingesetzt, um Sicherheitsrisiken zu minimieren. Mit Fortschritten bei Sicherheitsstandards und -technologie erweist sich jedoch der Einsatz in Innenräumen als praktikable Option, insbesondere in Regionen mit begrenztem Platzangebot.
Traditioneller Einsatz im Freien
Derzeit ist der Außeneinsatz weltweit die bevorzugte Lösung für LiFePO4-Batterie-ESS. Dieser Ansatz umfasst vorgefertigte Module, die Akkumulatoren, Batteriemanagementsysteme (BMS), Stromumwandlungssysteme (PCS), Transformatoren und Verteilungsanlagen integrieren. Diese Module werden anschließend zum Installationsort transportiert. Der Außeneinsatz bietet mehrere Vorteile:
Geringere Sicherheitsrisiken
Kürzere Bauzyklen
Flexible und bequeme Installation
Trotz dieser Vorteile hat der Einsatz im Freien auch Nachteile, wie z. B. den großen Flächenbedarf und die Herausforderungen bei Wartung und Inspektion. Dies ist besonders problematisch in dicht besiedelten Regionen mit knappem Land. Mit zunehmender Größe der Energiespeicher wird eine effiziente Landnutzung immer wichtiger.
Neue Indoor-Bereitstellung
In den letzten Jahren wurden in China einige Energiespeicherprojekte in Innenräumen durchgeführt. Beispiele hierfür sind das Energiespeicherwerk Shenzhen Baoqing und das Umspannwerk Changsha Furong. Diese Projekte zeigen, dass die Unterbringung von Akkumulatoren, PCS, Transformatoren und anderen Geräten in Innenräumen möglich ist, selbst bei Großanlagen mit einer Kapazität von mehreren hundert Megawattstunden.
Viele dieser Indoor-Projekte erfüllten jedoch zunächst nicht vollständig die Brandschutzanforderungen für Lithium-Ionen-Batterien. Zu den häufigsten Problemen gehörten:
Unzureichende Brandgefahrenklassifizierung von Gebäuden
Unzureichende Brandabschnittsgestaltung
Nicht konforme Rauch- und Lüftungssysteme
Unvollständige Brandschutzeinrichtungen
Zwei Hauptgründe tragen zu diesen Sicherheitsproblemen bei:
Mangelndes Verständnis: In der Vergangenheit waren die thermischen Durchgehensmechanismen von Lithium-Ionen-Batterien nicht gut verstanden. Die Industrie betrachtete diese Batterien oft als grundsätzlich sicher, was zu niedrigeren Brandgefahrenklassifizierungen führte (z. B. Klasse D in der nationalen Norm GB51048-2014).
Mechanismus zur Abnahme von Brandschutz: Das Fehlen spezifischer Abnahmestandards und Richtlinien für den Brandschutz bei LiFePO4-Batterie-ESS führte dazu, dass bei vielen Innensystemen die Brandschutzprüfungen umgangen wurden.
Fortschritte bei den Sicherheitsstandards
Die Industrie hat erhebliche Fortschritte beim Verständnis und der Eindämmung der Brandrisiken von LiFePO4-Batterien erzielt. Neue Standards und Richtlinien werden eingeführt, um den sichereren Einsatz dieser Systeme in Innenräumen zu gewährleisten. Beispiele:
Der überarbeitete nationale Standard GB51048 sieht die Einstufung von Gebäuden mit Lithium-Ionen-Batterien als Brandgefahren der Klasse A oder B vor und steht damit im Einklang mit anderen strengen Standards.
Der lokale Pekinger Standard DB11/T 1893-2021 stuft Lagergebäude für Lithium-Ionen-Batterien als Brandgefahren der Klasse A oder B ein.
Der im November 2023 herausgegebene technische Leitfaden der Provinz Shandong zur Überprüfung und Abnahme des Brandschutzdesigns von Bauprojekten (elektrochemische Energiespeicherstationen) legt fest, dass Batterieräume feuerbeständige Wände mit einer Feuerwiderstandsdauer von mindestens 4 Stunden sowie Decken und Böden mit einer Feuerwiderstandsdauer von mindestens 2 Stunden haben müssen.
Zukunftsaussichten
Dank dieser verbesserten Sicherheitsstandards gewinnt der Einsatz von LiFePO4-Batterie-ESS in Innenräumen zunehmend an Bedeutung, insbesondere in Regionen mit begrenztem Flächenangebot oder rauen Umweltbedingungen. Bemerkenswerte Projekte wie das elektrochemische Energiespeicherkraftwerk Jiangmen (Taishan) der Guangdong Huning Times sind mit umfangreichen Indoor-Anlagen führend.
Mit der Weiterentwicklung der Branche dürfte sich der Einsatz von LiFePO4-Batterie-ESS in Innenräumen zu einer immer häufigeren und sichereren Option für die Energiespeicherung im großen Maßstab entwickeln, wodurch die Landnutzung optimiert und die allgemeine Sicherheit verbessert wird.
