三万亿新型储能市场，传感器如何保驾护航

2024-01-11 16:31:57 11

2020年，中国提出二氧化碳排放力争2030年前达到峰值，力争2060年前实现碳中和。

根据权威机构IEA的调研，从1910年到2022年，二氧化碳的排放量呈指数级递增，2022年达到顶峰36.8Gt的二氧化碳排放量，增加对新能源的应用被提上了日程，储能是目前非常热的领域。IHS的最新报告显示，在储能近十年的发展，可以达到CAGR达到30.9%的发展，这是非常了不起的增长。

新型储能作为实现“双碳”目标的重要抓手，被认为是继光伏、电动车之后的下一个万亿赛道。有关数据显示，预计到2025年，以电化学储能为代表的新型储能产业规模有望突破万亿，到2030年预计接近3万亿。

在新型储能行业的高速发展中，目前仍面临着安全问题、运营效率低下以及利润不高等诸多的挑战，迫切需要新一代信息技术、自动化技术和工程技术等与新型储能深度融合。

对于储能系统的发展，第一，未来光伏一定要搭配储能。第二，光伏储能电池的容量，储能系统的体积大小，储能系统的重量，以及储能系统的成本，所有这些相关的重要特性。第三，很多储能系统应用也要考虑半导体元器件，保证它的温升最小，也是当前巨大的挑战。

传感器作为智能系统的关键感知器件，是保障新型储能系统和电池、逆变器等组件、系统集成和运维、下游用户侧实现全方位自主、协同发展的重要推手，驱动着新型储能朝着数字化、智慧化方向发展。

纵观近年，我国储能行业飞速发展，其中也蕴含着巨大的风险。据不完全统计，近十年来，全球共发生了超过30起电化学储能电站安全事故，绝大部分发生于近5年，电化学储能安全形势不容乐观。

通过对储能事故分析发现，造成事故的主要因素有以下几点：锂离子电池热失控。储能电池单体因质量缺陷、机械损伤、受热或外部短路等导致锂离子电池内短路，引发电池热失控起火，在热量的作用下，整个电池模组和电池簇被点燃甚至发生爆炸。

电池储能安全该如何化解？

电池热失控是指电池持续放热的连锁反应，导致电池组温度急剧上升，进而引发电池燃烧事故的过程。热失控有三个过程，诱发、发生到蔓延，其中引发热失控的主要原因是过热、过充、内短路、碰撞等因素。

在锂离电池热失控早期，由于电池温度、放电电压、放电电流等特征识别参数的变化非常缓慢，通过现代 BMS 无法及早地监测到电池故障，而此时电池内部电化学反应会产生大量的气体物质，因此，利用气体检测传感器来实现锂离子电池热失控早期预警是最有效的办法。

从饼图中可看出，电池在热失控过程中产生这些主要气体的组分构成非常类似，如图所示气体成分主要为二氧化碳(CO2)、氢气(H2)、一氧化碳(CO)，其余小部分气体主要为小分子烃类物质(CH4、C2H4等)。

我们可以从动力锂电池热失控时产生的大量气体入手，锂离子电池热失控的时候，电池内部会有大量的一氧化碳释放出来。所以我们可以通过检测一氧化碳的浓度来判断电池热失控。

针对储能电池热失控，要坚持“早发现，早处置”的原则，对储能舱内锂电池热失控初级阶级进行超前探测预警，将火灾隐患扑灭在萌芽阶段。

一氧化碳传感器

作为专业的传感器解决方案提供商，道合顺传感为储能安全监测研发的一氧化碳传感器已经开始批量供货。

DSD03-M1K-JH5 是道合顺研发生产的一款非常独特的电化学式一氧化碳传感器。DSD03-M1K-JH5 是燃料电池型传感器，一氧化碳和氧气在工作电极和对电极上发生相应的氧化还原反应并释放电荷形成电流，产生的电流大小与一氧化碳浓度成正比并遵循法拉第定律，通过测定电流的大小即可判定一氧化碳浓度的高低。