中國儲能網(wǎng)訊：目前，磷酸鐵鋰電池為主的儲能設備以預制艙（柜）全戶外布置為主，一般在工廠內將儲能電池、儲能變流器、變壓器、開關柜、輔助設施等設備整體集成調試后運輸至項目現(xiàn)場，具有布置靈活、建設工期短、安裝便利等優(yōu)點。
儲能設備主要包括電池艙（柜）和儲能變流器變壓器單元，部分項目還將變配電設施、站用電設施、監(jiān)控設施等采用預制艙集成后戶外布置。
在工程設計階段如何考慮儲能電站各類設備的布置，特別是如何優(yōu)化電池艙（柜）的布置至關重要。
一方面，由于電池艙（柜）熱失控后可能發(fā)生火災甚至爆炸的風險，科學合理設置防火距離可提升運維便利性、減少事故范圍，同時合理設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備散熱、運維檢修、運輸?shù)跹b等要求。
2014版國標《電化學儲能電站設計規(guī)范》（以下簡稱“設計國標”）將鋰離子電池火災危險性分類定義為戊類，隨著行業(yè)對磷酸鐵鋰電池熱失控機理的深入研究，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等可燃助燃氣體，爆炸下限低于10%，同時火災后具有多次噴射火焰的特征。對比國標《建筑設計防火規(guī)范（2018年版）》（GB50016-2014）對火災危險性分類的定義，磷酸鐵鋰電池可按照甲類或乙類危險性分類來定義。
因此，按照新的火災危險性分類，電池艙需要綜合考慮與生產建筑物、民用建筑物、變壓器、事故油池、配電設施等防火距離。據(jù)了解，設計國標正在修訂，預計今年將正式發(fā)布，修訂后的設計國標對電池艙（柜）與相關建（構）筑物和設施的防火距離重新進行了明確。
為減少事故范圍，修訂后的設計國標提出戶外電池艙（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，當間距不滿足要求時，設置耐火極限不低于4h的防火墻，防火墻超出設備的外輪廓1m。為滿足防火分區(qū)的要求，在項目設計中，一般可通過站內環(huán)形道路、配電設施、防火墻等進行隔離。
儲能電池艙（柜）之間的布置距離也是行業(yè)的困惑，不管是設計國標征求意見稿還是團標《預制艙式磷酸鐵鋰電池儲能電站消防技術規(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。但隨著機柜集成、液冷溫控等技術路線的發(fā)展，規(guī)范提出的間距要求不太適應技術發(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布置（圖1）和雙側布置（圖2）兩種型式，其中單側在艙體一側安裝電池模塊，雙側布置在艙體兩側安裝電池模塊。為滿足布置間距的要求，圖1在兩個電池艙長邊設置防火墻；圖2在電池艙短邊設置防火墻。圖3由兩個雙側布置的電池艙現(xiàn)場拼接后緊鄰布置；圖4采用機柜式，每個電池堆的機柜緊鄰布置。
為適應技術發(fā)展趨勢，據(jù)了解，修訂后的設計國標提出“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)計國內主流廠家液冷電池艙尺寸，不管是單側布置還是雙側布置電池艙，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。
修訂后的設計國標將有效解決電池艙（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上，有效的減少儲能電站占地面積。隨著修訂后設計國標的執(zhí)行，項目業(yè)主和設計單位可在滿足規(guī)范要求的基礎上，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。
