中國儲能網(wǎng)訊：第六屆中國（無錫）國際新能源大會暨展覽會于2014年11月6至8日在江蘇無錫隆重舉行，本屆展會以“新能源、新城鎮(zhèn)、新生活”為主題。金融界網(wǎng)站全程圖文直播。
7日，在2014國際光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)與標準發(fā)展論壇上，德國電氣、電子技信息技術(shù)協(xié)會（VDE）上海辦事處項目經(jīng)理賀建華先生進行了 “靜止式（非移動式）鋰電池儲能系統(tǒng)安全要求”主題演講。
以下是文字實錄：
賀建華：大家下午好，我今天給大家?guī)淼难葜v內(nèi)容是關(guān)于鋰離子電池儲能系統(tǒng)相關(guān)安全要求，隨著可再生能源的蓬勃發(fā)展，儲能系統(tǒng)就顯得越來越重要了。相對來說德國在這個領(lǐng)域還是走在世界前列，我們VDE就為鋰離子電池儲能系統(tǒng)專門搞了一個認證標準，來順應(yīng)未來漸漸起來的市場要求。
鋰離子儲能大概是什么樣的組成和框架，簡單介紹一下。目前典型的鋰離子儲能單元配置基本都是用18650型鋰離子電池，圓柱型的，它可能是幾十個，甚至幾百個組合在一起變成一個電池模塊，這個電池模塊再加上電池管理單元就作為一個基本的儲能單元配置。
關(guān)于儲能裝置的技術(shù)方案，我只是簡單的來分分類，不是一個非常標準化的分類。從應(yīng)用規(guī)模大小來看，通常情況下有三種類型。
第一種類型，屬于小規(guī)模的運用，小規(guī)模的運用跟系統(tǒng)的配置大概不大于10個千瓦的范圍，當然電池儲能是按照容量來定，這里我們只是簡單的粗略來分一下，按照功率，按照裝置和發(fā)電功率的大小。
這個上面是一個電池管理系統(tǒng)，下面是有多個電池模塊這樣組成一個系統(tǒng)。
第二種類型是中規(guī)模裝置，這個電池模塊跟小規(guī)模的電池模塊結(jié)構(gòu)可能不一樣，但是總體來說它的組成還是類似的。
第三種類型是大規(guī)模裝置，就是把各種各樣的模塊集成的多一點。
目前的大致應(yīng)用領(lǐng)域，現(xiàn)在鋰離子儲能系統(tǒng)在德國也受到了國家政策的鼓勵，因為德國目前來說，光伏裝機容量已經(jīng)達到了一定程度，再發(fā)展的空間也受到了限制。目前來說，光伏發(fā)電畢竟還是一個輔助的能源，還到不了主要的能源，這跟能源特點有關(guān)系，有光了才能發(fā)電，沒光了就沒有，太陽好了發(fā)的就多一點，太陽少了就發(fā)的少一點，那么這個時候就要有一個類似水庫的東西進行消納，那這就是儲能系統(tǒng)。目前儲能系統(tǒng)由于價格和其他因素，它的發(fā)展還不是那么的快。
完全從技術(shù)的角度來說，儲能系統(tǒng)的運用，比如說在整個大電網(wǎng)的角度來說，它主要是針對電網(wǎng)的電力波動可以控制，同樣由于負載的變化，發(fā)電量的變化，電網(wǎng)頻率也有所波動，也可以調(diào)整。另外，可以提高電網(wǎng)峰值電力的需求，因為負載的峰值電力很大，配的發(fā)電系統(tǒng)容量要跟它對等，但是絕大多數(shù)是達不到發(fā)電量的要求，并且傳統(tǒng)的發(fā)電系統(tǒng)，它發(fā)多少度電跟負載相關(guān)，而太陽能光伏是沒有辦法被動式的，它完全是靠太陽，靠天氣。所以在這種情況下通過一個儲能裝置可以對電網(wǎng)的性能進行調(diào)節(jié)和補充。
目前在德國對于小型的儲能裝置運用有一個增長的勢頭，跟德國目前光伏應(yīng)用狀況有一定的關(guān)系，政府也在大力的鼓勵帶儲能的光伏發(fā)電系統(tǒng)。它實際上就是鼓勵自發(fā)自用，另外一個功能是作為應(yīng)急電源，大致典型的技術(shù)路線或者電路的配置大概是這樣子。
關(guān)于鋰離子電池儲能運用系統(tǒng)這樣一個裝置，它的相關(guān)標準制定狀況目前還正在進行當中。從這個框圖看起來，可能這個標準還是針對自發(fā)自用的，小規(guī)模運用的儲能裝置。一個是關(guān)于電離電子，另外一個是控制電子，這跟實驗室設(shè)備安全性密切相關(guān)。最主要是電池管理系統(tǒng)和能量儲存的裝置，這個標準還在制定當中。
另外一個是關(guān)于信息和通訊，當然是符合相關(guān)產(chǎn)品的要求，IEC有一個60950的標準，其他外部連接器VDE都有成熟的標準。
趁今天這個機會給VDE做一分鐘的廣告，今天是說太陽能儲能，VDE在德國建了一個電池及燃料電池的測試中心，能夠?qū)Ω鞣N各樣儲能電池，充電電池進行相關(guān)安全性進行測量。這個實驗室測試中心可以做安全測試、性能測試、環(huán)境測試，它是針對目前所有電池，電池總量可以達到300公斤，電流可以達到800安排，電壓可以達到1千伏，并且有10米高的實驗裝置，可以做10米地漏，目前它是比較先進的關(guān)于電池的測試實驗室。
接下來我把今天的焦點就集中在VDE關(guān)于靜止式鋰離子電池儲能系統(tǒng)的安全要求，因為隨著德國市場這些產(chǎn)品的漸漸推出，對這些產(chǎn)品的測試認證需求也在不斷地擴大。VDE在2003年就已經(jīng)推出了關(guān)于靜止式鋰離子電池儲能系統(tǒng)的標準。VDE委員會也做過這個決定，這個標準可以用于測試。
這個標準內(nèi)容比較多，今天時間有限，我只能有選擇性的給大家做一個介紹，目的就是為了讓大家大致有個概念，因為你通過今天15分鐘的時間能夠了解很多，這是很困難的。
先看一下這個標準的范圍，它涉及的內(nèi)容是之鋰離子電池儲能系統(tǒng)的基本安全要求，主要是包括對下列形式的“危害”的防護。1、電擊與灼傷2、機械億3、火焰蔓延。4、過度的高溫。
這個標準跟以前熟悉的僅僅針對產(chǎn)品的相關(guān)認證標準有所不同，它實際上是針對大型設(shè)備的概念來的，所以它對相關(guān)風(fēng)險，首先要有一個審核，也就是說，你作為制造商，安裝商，你來制造這個產(chǎn)品，你必須要有一個內(nèi)部的質(zhì)量管理體系，這個質(zhì)量管理體系最最突出的就是要對這個產(chǎn)品的風(fēng)險審核要有一個明確的規(guī)章制度。
實際上它主要涉及到三點，一個是關(guān)于風(fēng)險分析，一個是風(fēng)險評估，一個是風(fēng)險降低。像風(fēng)險審核這種要求，實際上對于工業(yè)界的一些設(shè)備都是有相關(guān)要求的。最最典型的比如說像SEMI標準都是針對工業(yè)設(shè)備。像ISO14971這是針對醫(yī)療設(shè)備，實際上醫(yī)療設(shè)備它的安全要求是很高的，一旦出現(xiàn)風(fēng)險的話對人的生命是直接的威脅。
如果你發(fā)現(xiàn)這個產(chǎn)品有風(fēng)險就要采取措施，采取完以后要進行風(fēng)險評估，不斷循環(huán)，最終到所有風(fēng)險都得到了消除或者目前僅僅存有可容忍的風(fēng)險，也就是說有些風(fēng)險完全消除在技術(shù)上可能特別大，或者由于其他原因會有一定困難，這個時候這個風(fēng)險本身通過其他簡單的方式可以規(guī)避，比如說貼一個安全警告標識提醒人家這個地方有可能有風(fēng)險，你要注意。
第四章節(jié)專門談了風(fēng)險審核，那么對于認證機構(gòu)來說，這個產(chǎn)品提供給VDE來做測試，首先工廠要提供一套風(fēng)險審核的文件，VDE通過你提供的相關(guān)文件進行評審。
第五章節(jié)是關(guān)于型式試驗的說明，這些說明就不在這里列了，主要參考IEC61010標準，另外關(guān)于銘牌、標識，這里面有些字母副要符合IEC60027，技術(shù)文件中對所使用符號要有相應(yīng)的解釋，不要讓人家產(chǎn)生誤解。警告標識的字符大小，高低顏色背景都有相關(guān)要求。
對于電池房外部應(yīng)該要有安全警告標識，假如電池電壓大于直流60V，就要在堅持房外部標有“危險電壓”。另外還要有相關(guān)的禁止明火，禁止吸煙等等，有些地方還要提出來這億蓄電池房。
關(guān)于防觸電保護稍微給大家介紹一下。在正常情況和單一故障情況下，可觸及的部件與地之間，同一設(shè)備的2個相距1.8m以內(nèi)的可觸及部件之間，其電壓、電流、電荷或者能量不能達到具有危害性的程度。當然也有一些特殊情況，對于操作者來說，如果把燈泡摘除了，燈座里面有可能有帶電的部分露出來或者燈具其他部件是可以接受，這是沒辦法從技術(shù)上回避的。當然有些可更換的部件，僅可通過工具觸及，并有相應(yīng)的警告標識。
可觸及部件的判定是通過標準測試指和標準測試針，我們來看一下圖片。
我們知道一般的電器設(shè)備，如果說不用工具就可一打開，可以卸掉東西，再用測試指測試的時候，首先要把它打開或者卸掉。
在正常狀態(tài)下如果操作人員的某些行為可能增加“可觸及”的部件，則應(yīng)該在測試指，測試枕試驗前完成上述動作。因此我們把儲能系統(tǒng)歸結(jié)為專用設(shè)備，不是老百姓可以隨隨便便接近的，主要的安全防護，除了公眾，還有很多地方是針對操作人員的。對于支架的安裝或者面板安裝的設(shè)備，僅考慮其正面的防觸電保護。首先能夠觸及才能可能造成危害，觸及之后到底有沒有危害有很多判斷方式，通過電壓、電流、能量等等?；痉雷o措施、單一故障情況下的額外防護措施，與外部電路的連接，維護效果，乃二耐壓試驗跟IEC61010-1一樣的，就不贅述了。
防止短路和其他的電流效應(yīng)，就是要加保險絲或者要加一些能夠防止短路的一些相關(guān)的器件或者控制。
防止機械的危害性，因為大的儲能裝置可能放再一個房間里，他各種形狀有可能會造成傷害，甚至沒有穩(wěn)定可能會傾倒等等。
機械強度也就省略了，反正這個東西不能做成像豆腐渣一樣，要有一定的強度。
溫度和耐熱，表面溫度可觸及的地方不能很燙手。
液體危害的防護，這個在儲能系統(tǒng)當中，電池模塊當中會有電解液的稀漏要進行防護。
釋放的氣體及爆炸防護，我們知道所有電池在充電過程當中都會有微量釋放氣體，這種氣體有可能是有毒的，也可能是有潛在爆炸性的情況。鋰離子電池在充電的時候，微微會釋放氫氣和氧氣，實際上對水有電解的作用。因為一個大型觸電系統(tǒng)有很多電池在同時充電，一個電池釋放一點點，幾十萬個電池那釋放就大了，如果是封閉的環(huán)境，那有可能是要爆炸的。
對于爆炸危害的防護，這里說到氫氣在空氣當中的體積濃度不能超過4%，如果超過4%就有可能形成爆炸性空間了，那么采取的措施就是通風(fēng)，所以對通風(fēng)設(shè)計有明確的要求。一個是自然通風(fēng)，一個是強制通風(fēng)。
對于自然通風(fēng)有相關(guān)的要求，強制通風(fēng)也有相關(guān)的說法。你在強制通風(fēng)的時候要知道充電狀態(tài)，充電的時候強制通風(fēng)必須要正常工作，所以這里面有一個相關(guān)性。
堅持模塊的放置場所相關(guān)要求，小系統(tǒng)還好，主要是針對大系統(tǒng)，有獨立電池房的要求，我現(xiàn)在也只能簡單翻一下，讓大家看一下相關(guān)的內(nèi)容。
電池管理系統(tǒng)，是一個電池儲能系統(tǒng)安全保障很重要的環(huán)節(jié)，前面那么多相關(guān)測試的要求，不讓它有危險性發(fā)生，實際上很大程度上除了電池本身，還要依靠電池管理系統(tǒng)來協(xié)同工作，當危險產(chǎn)生以后，電池管理系統(tǒng)一定是切換到安全的狀態(tài)，所以堅持管理系統(tǒng)最起碼要對單體電池的電壓進行監(jiān)控，對電池包的過壓、欠壓、過流等等都要有監(jiān)測。電池管理系統(tǒng)可以基于系統(tǒng)軟件和硬件進行管理功能，當電池模塊參數(shù)出現(xiàn)異?；蛘唠姵毓芾硐到y(tǒng)本身出現(xiàn)故障，電池管理系統(tǒng)應(yīng)該能將電池模塊狀態(tài)切換到安全狀態(tài)。
隨著一個內(nèi)容是關(guān)于安全相關(guān)的軟件，儲能系統(tǒng)安全相關(guān)的功能控制軟件，被認為是安全相關(guān)的軟件。制造商應(yīng)進行風(fēng)險分析，從而確定是否存在安全相關(guān)的軟件應(yīng)用。安全相關(guān)的軟件研發(fā)應(yīng)遵循風(fēng)險審核的相關(guān)程序。
謝謝大家！
