储能电池舱堆叠布置方式的争议和探讨.docx

储能电池舱堆叠布置方式的争议和探讨近期，宁德时代在德国慕尼黑推出名为TENERStack的9MWh的超大型储能集成设备，StaCk翻译过来即是堆叠，顾名思义，即采用上下两个单柜叠放的设计方式，实现体积利用率的提升和占地面积的减少。作为行业龙头，宁德时代产品的发布引发行业广泛关注，同时也带来一些思考，堆叠集成方式是否会引领新的集成发展趋势？堆叠布置在国内市场的应用前景如何？项目建设和验收是否存在制约因素？回顾堆叠的做法，并非新鲜事。在2020年前，铅炭电池在工商业储能中曾广泛应用，预制舱布置时普遍采用多个电池舱堆叠的方式,多个电池舱采用紧靠+堆叠的模式，最高可叠至3层，实现布置的最大集约化，可极大的节省占地面积。2021年左右，在部分磷酸铁锂电池项目中，部分项目也曾使用堆叠的型式，特别是在部分用地较为紧张、用地成本昂贵的地区。2021年后，随着行业对锂离子电池储能消防安全的重视，特别是北京“4.16”火灾事故之后，设计要求逐步提高，验收管理制度逐步健全。由于锂离子电池热失控后具备反应剧烈、热量高、热失控难以抑制等特点，堆叠布置一旦发生电池热失控火灾，燃烧可能会导致上层电池舱倾倒、垮塌，危险程度高，经济损失大，同时上层电池舱热失控时消防灭火困难，叠放模式逐步销声匿迹,单层电池预制舱“平铺式”成为广泛使用的布置方式。回顾了堆叠模式在国内发展的历程和优缺点，锂离子电池能否采用堆叠的布置型式，可能是行业同仁关心的重点。据了解，国标电化学储能电站设计规范GB51048正在修订，修订的新标准对电池堆叠布置提出了明确要求。标准提出锂离子电池、钠离子电池、铅酸/铅炭电池预制舱宜采用单层布置，确有困难时，可双层布置，与此同时，对于双层布置，提出“相对严苛的附加要求”，即要求“上层电池舱应设置独立的支撑结构”。支撑结构除了要采用不燃性构件和满足较高的耐火极限要求外，支撑结构的楼板应超过下层预制舱的外轮廓不小于Imo现有的电池舱钢结构的耐火极限一般小于Ih,预制舱的横梁和立柱等关键部件也缺乏可靠的防火保护措施。结合上述标准要求，对于电池舱能否堆叠，我们可以得出一个初步的结论，即工程中应优先采用单层布置方式，确有困难时可以两层堆叠布置，但需满足支撑性的相关要求，现有的将两个电池舱直接堆放的模式并不能满足标准要求，项目验收预计难以通过。由此，宁德时代是在国外市场发布堆叠的集成设备，猜测一个原因考虑到国内与国外的差别，即国内市场未来并不允许此种集成模式,但国外市场要求相对较低，可以通过堆叠的方式提升设备的一体化优势。除了宁德时代以外，海外储能行业龙头企业FIUenCe也推出了堆叠设计的储能集成设备SmartStaCU,额定能量7.5MWh,采用两层堆叠，上下层采用模块化设计的理念，根据客户要求灵活扩展功能模块。观察宁德时代和Fluence的新一代堆叠产品，也并非简单的叠加,两款“stack”产品在抗震、耐火、安全等方面设计了更高的防范技术。例如，宁德时代公司表示，集装箱外壳具备2h耐火极限，堆叠后可承受9级地震和5级飓风。出于国内对储能项目消防安全更为重视，现有的布置型式预计较难突破预制舱“高度”的限制，希望未来随着消防技术的提升和电池技术的进度，突破布置的“高度”，实现储能电站的的最大集约化布