中國儲能網(wǎng)訊：目前，磷酸鐵鋰電池為主的儲能設(shè)備以預(yù)制艙（柜）全戶外布置為主，一般在工廠內(nèi)將儲能電池、儲能變流器、變壓器、開關(guān)柜、輔助設(shè)施等設(shè)備整體集成調(diào)試后運輸至項目現(xiàn)場，具有布置靈活、建設(shè)工期短、安裝便利等優(yōu)點。
儲能設(shè)備主要包括電池艙（柜）和儲能變流器變壓器單元，部分項目還將變配電設(shè)施、站用電設(shè)施、監(jiān)控設(shè)施等采用預(yù)制艙集成后戶外布置。
在工程設(shè)計階段如何考慮儲能電站各類設(shè)備的布置，特別是如何優(yōu)化電池艙（柜）的布置至關(guān)重要。
一方面，由于電池艙（柜）熱失控后可能發(fā)生火災(zāi)甚至爆炸的風(fēng)險，科學(xué)合理設(shè)置防火距離可提升運維便利性、減少事故范圍，同時合理設(shè)置防火距離或采取隔離手段可有效減少儲能電站的占地面積；另一方面，電池艙（柜）的布置還需綜合考慮設(shè)備散熱、運維檢修、運輸?shù)跹b等要求。
2014版國標(biāo)《電化學(xué)儲能電站設(shè)計規(guī)范》（以下簡稱“設(shè)計國標(biāo)”）將鋰離子電池火災(zāi)危險性分類定義為戊類，隨著行業(yè)對磷酸鐵鋰電池?zé)崾Э貦C(jī)理的深入研究，研究人員發(fā)現(xiàn)磷酸鐵鋰電池在發(fā)生熱失控后析出H2、CO等可燃助燃?xì)怏w，爆炸下限低于10%，同時火災(zāi)后具有多次噴射火焰的特征。對比國標(biāo)《建筑設(shè)計防火規(guī)范（2018年版）》（GB50016-2014）對火災(zāi)危險性分類的定義，磷酸鐵鋰電池可按照甲類或乙類危險性分類來定義。
因此，按照新的火災(zāi)危險性分類，電池艙需要綜合考慮與生產(chǎn)建筑物、民用建筑物、變壓器、事故油池、配電設(shè)施等防火距離。據(jù)了解，設(shè)計國標(biāo)正在修訂，預(yù)計今年將正式發(fā)布，修訂后的設(shè)計國標(biāo)對電池艙（柜）與相關(guān)建（構(gòu)）筑物和設(shè)施的防火距離重新進(jìn)行了明確。
為減少事故范圍，修訂后的設(shè)計國標(biāo)提出戶外電池艙（柜）的防火分區(qū)要求，即每個分區(qū)儲能系統(tǒng)額定能量不超過50MWh，相鄰分區(qū)間距不小于10m，當(dāng)間距不滿足要求時，設(shè)置耐火極限不低于4h的防火墻，防火墻超出設(shè)備的外輪廓1m。為滿足防火分區(qū)的要求，在項目設(shè)計中，一般可通過站內(nèi)環(huán)形道路、配電設(shè)施、防火墻等進(jìn)行隔離。
儲能電池艙（柜）之間的布置距離也是行業(yè)的困惑，不管是設(shè)計國標(biāo)征求意見稿還是團(tuán)標(biāo)《預(yù)制艙式磷酸鐵鋰電池儲能電站消防技術(shù)規(guī)范》（T/CEC373-2020），均按照3m考慮長邊的間距，按照3m或4m考慮短邊的間距。但隨著機(jī)柜集成、液冷溫控等技術(shù)路線的發(fā)展，規(guī)范提出的間距要求不太適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的趨勢。
行業(yè)對電池艙（柜）的布置間距存在一定的爭議和不同的理解，觀察液冷電池艙（柜）的儲能項目，電池艙集成包括單側(cè)布置（圖1）和雙側(cè)布置（圖2）兩種型式，其中單側(cè)在艙體一側(cè)安裝電池模塊，雙側(cè)布置在艙體兩側(cè)安裝電池模塊。為滿足布置間距的要求，圖1在兩個電池艙長邊設(shè)置防火墻；圖2在電池艙短邊設(shè)置防火墻。圖3由兩個雙側(cè)布置的電池艙現(xiàn)場拼接后緊鄰布置；圖4采用機(jī)柜式，每個電池堆的機(jī)柜緊鄰布置。
為適應(yīng)技術(shù)發(fā)展趨勢，據(jù)了解，修訂后的設(shè)計國標(biāo)提出“矩陣”的概念，即可按照矩陣來考慮布置間距，每個矩陣可由若干個電池艙或電池柜組成，每個矩陣占地面積不超過40m2，矩陣之間間距不小于3m。通過統(tǒng)計國內(nèi)主流廠家液冷電池艙尺寸，不管是單側(cè)布置還是雙側(cè)布置電池艙，艙體占地尺寸一般不超過20m2，則單個矩陣可采用兩個電池艙緊鄰布置；另外，采用機(jī)柜集成時矩陣可包括單個儲能堆的所有電池柜。
修訂后的設(shè)計國標(biāo)將有效解決電池艙（柜）布置間距“模糊”的問題，在滿足防火安全距離和安裝運維要求的基礎(chǔ)上，有效的減少儲能電站占地面積。隨著修訂后設(shè)計國標(biāo)的執(zhí)行，項目業(yè)主和設(shè)計單位可在滿足規(guī)范要求的基礎(chǔ)上，綜合平衡安全與造價，合理考慮儲能電池艙（柜）以及整個儲能電站布置優(yōu)化。
