Kern der Frühwarnung für die Sicherheit von Energiespeichern! 3 Sensoren schützen die „erste Verteidigungslinie“ vor thermischem Durchgehen

Als Schlüsselprojekt zur Erfassung, Speicherung und bedarfsgerechten Freisetzung von Energie finden Energiespeicherprojekte breite Anwendung in Stromnetzen, neuen Energiefahrzeugen, häuslichen Energiespeichersystemen und anderen Bereichen. Mithilfe von Technologien wie Pumpspeicherkraftwerken, Lithium-Batterien und Druckluftspeichern tragen sie nicht nur zur Netzstabilität bei, sondern fördern zudem die Nutzung erneuerbarer Energien. Allerdings ist aufgrund der zunehmenden Häufigkeit von Bränden durch thermisches Durchgehen bei Lithium-Ionen-Batterien die Sicherheit zu einem zentralen Thema der Branche geworden; die Gasdetektion stellt das Kernverfahren dar, um zu verhindern, dass ein thermisches Durchgehen zu einer Explosion eskaliert.

I. Sicherheitsprobleme im Bereich Energiespeicherung: Diese Gase sind die „unsichtbaren Killer“ des thermischen Durchgehens

Sicherheitsunfälle, die durch thermisches Durchgehen von Lithiumbatterien verursacht werden, resultieren aus verschiedenen gefährlichen Gasen, die während dieses Prozesses freigesetzt werden, sowie aus potenziellen Wasserstoffleckagen in Wasserstoffspeichersystemen; zusammen stellen sie Sicherheitsrisiken dar:

• Frühphase des thermischen Durchgehens: Die Festelektrolyt-Interphasenschicht (SEI) an der negativen Elektrode zersetzt sich, der Separator schmilzt und zieht sich zusammen, wobei Wasserstoff (H₂) und flüchtige organische Verbindungen (VOCs) freigesetzt werden;

• Intensivierte Phase des thermischen Durchgehens: Ein Kurzschluss zwischen positiver und negativer Elektrode löst heftige Reaktionen aus, bei denen Kohlenmonoxid (CO), Methan (CH₄), Ethylen (C₂H₄) usw. entstehen;

• Kernrisiko: Die meisten dieser Gase sind entzündlich/toxisch. Sobald ihre Konzentration die untere Entzündungsgrenze (LFL) erreicht, können sie bei Kontakt mit offenen Flammen oder hohen Temperaturen entzünden und explodieren, was die Sicherheit von Personen und Geräten gefährdet.

Daher ist die genaue Überwachung charakteristischer Gase wie H₂, VOCs und CO entscheidend für die Frühwarnung vor thermischem Durchgehen und zur Verhinderung einer Eskalation der Gefahr.

II. Kernlösung: Kombinierte MST-Sensoren für eine Frühwarnung über den gesamten Prozessverlauf beim thermischen Durchgehen

Um die Anforderungen an die Gasüberwachung in Energiespeicherprojekten zu erfüllen, führt unser Unternehmen eine „Frühwarn-Kombinationslösung für den gesamten Prozessverlauf“ ein – spektraler Gassensor MST136 + elektrochemische Sensoren MST140/MST141, die eine hohe Messgenauigkeit mit einer schnellen Reaktionszeit vereinen und sich optimal an unterschiedliche Anwendungsszenarien wie Lithium-Batterien und Wasserstoff-Energiespeicherung anpassen.

1. Frühwarnung: MST136-Luftqualitäts- (Geruchs-)Sensor

In der frühen Phase einer thermischen Durchgehung werden flüchtige organische Verbindungen (VOCs) als Erstes während der Gasemissionsphase freigesetzt und dienen somit als „Frühwarnsignale“. Als breitbandiger Gassensor weist der MST136 eine extrem hohe Empfindlichkeit gegenüber Spuren reduzierender Gase (einschließlich VOCs) auf und kann daher bereits vor Erreichen der kritischen Temperatur des Akkus abnorme Signale erfassen – wodurch wertvolle Reaktionszeit für das Personal gewonnen wird.

• Kernvorteile: Hohe Empfindlichkeit, niedrige Kosten, lange Lebensdauer und geringer Stromverbrauch – geeignet für langfristige Überwachungsanforderungen von Energiespeicherprojekten;

• Kernfunktion: Auslösung einer „verdächtigen“ Frühwarnung und Einleitung vorläufiger Prüfverfahren.

2. Risikobestätigung: Elektrochemischer Gassensor MST141

Während der thermischen Durchgehung setzen Lithiumbatterien große Mengen Wasserstoff (H₂) frei. Da Wasserstoff hochentzündlich und explosiv ist, stellt er einen zentralen Indikator zur Beurteilung einer Eskalation des Risikos dar. Der MST141 kann die Wasserstoffkonzentration schnell und präzise überwachen und bietet so Echtzeit-Einblicke in die Ansammlung entzündlicher Gase.

• Kernvorteile: Schnelle Reaktionsgeschwindigkeit und hohe Detektionsgenauigkeit, um Konzentrationsänderungen exakt zu erfassen;

• Kernfunktion: Bestätigung des Risikograds, um das Personal bei der Einleitung von Gegenmaßnahmen wie Lüftung oder Stromabschaltung zur Vermeidung von Explosionen zu unterstützen.

3. Notfallreaktion: Elektrochemischer Sensor MST140

Ein signifikanter Anstieg der Kohlenmonoxidkonzentration (CO) deutet darauf hin, dass die thermische Durchgehung in eine heftige und gefährlichere Phase eingetreten ist, möglicherweise begleitet von offenen Flammen oder hohen Temperaturen. Zu diesem Zeitpunkt müssen Inspektoren tragbare Detektoren tragen, und eine präventive Echtzeitüberwachung sollte im Voraus durchgeführt werden. Der MST140 reagiert extrem schnell auf Kohlenmonoxid und verfügt über eine einzigartige leckagefeste Konstruktion, die sich sowohl für präventive Überwachungs- als auch für tragbare Detektionsanwendungen eignet.

• Kernvorteile: Ultra-schnelle Reaktion und zuverlässige Konstruktion, geeignet sowohl für feste Überwachung als auch für mobile Inspektion;

• Kernfunktion: Auslösung eines „Handlungs“-Alarms, der das Personal auffordert, unverzüglich zu evakuieren und den Notfallplan einzuleiten.

Die kombinierte Überwachung von „H₂ + TVOC + CO“ ermöglicht einen präzisen Entscheidungsprozess von der „verdächtigen Warnung → Risiko-Bestätigung → Notfallreaktion“ und sichert damit nachhaltig die Sicherheitsgrenze von Energiespeicherprojekten.

Freundlicher Hinweis

Die Gasdetektion bei Energiespeicherprojekten sollte sich auf eine „vollständige Abdeckung aller Phasen“ und eine „schnelle Reaktion“ konzentrieren: Verlassen Sie sich auf die Überwachung flüchtiger organischer Verbindungen (VOCs), um frühe Anzeichen zu erfassen; nutzen Sie Wasserstoff zur Risiko-Bestätigung in der mittleren Phase; und verlassen Sie sich auf Kohlenmonoxid, um im späteren Stadium vor Notfallsituationen zu warnen. Sensoren sollten priorisiert in Batteriefächern, toten Ecken von Energiespeicherschränken sowie in Bereichen mit Gasansammlung installiert werden, um blinde Überwachungszonen auszuschließen.

Interaktive Anleitung

Stellt Ihre Energiespeicheranlage Sie vor Herausforderungen bei der Frühwarnung vor thermischem Durchgehen? Oder möchten Sie mehr über die spezifischen Anpassungspläne für kombinierte MST-Sensoren erfahren (z. B. für Lithium-Batterie-Energiespeicher oder Wasserstoff-Energiespeicher-Szenarien)? Senden Sie uns gerne eine private Nachricht mit dem Betreff „Energiespeicher-Sensor + Projekttyp“, und wir bieten Ihnen eine individuelle technische Beratung sowie maßgeschneiderte Lösungen!