{{{sourceTextContent.title}}}

Normas de seguridad para el almacenamiento de energía en baterías de iones de litio - Parte 1

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Normas de seguridad para el almacenamiento de energía en baterías de iones de litio - Parte 1

{{{sourceTextContent.description}}}

El sistema de almacenamiento de energía electroquímico tiene las características de una instalación cómoda y flexible, una rápida velocidad de respuesta y una buena capacidad de control, lo que puede mejorar significativamente la capacidad de consumo de la red eléctrica de las fuentes de energía renovables, como la eólica y la luminosa, mejorar la calidad de la energía, suavizar el flujo de la red eléctrica, reducir la inversión en activos energéticos y desempeñar un papel importante en la promoción de la transformación y el desarrollo de la transformación energética. En los últimos años, los sistemas de almacenamiento de energía con baterías de iones de litio han logrado prosperar en la industria energética de países de todo el mundo debido a sus importantes ventajas, como la alta densidad energética, la gran velocidad de descarga y el coste decreciente. Al mismo tiempo, la preparación y publicación de normas relacionadas con el almacenamiento de energía también se actualizan constantemente con el desarrollo de la industria del almacenamiento de energía. Estas normas y especificaciones han guiado y promovido activamente el desarrollo de la industria del almacenamiento de energía, pero todavía hay algunos problemas en el proceso de aplicación específico. Entre ellos, el impacto más crítico en la industria de las baterías de iones de litio son las especificaciones de las normas relacionadas con la seguridad.

En la actualidad, las normas de seguridad de los sistemas de almacenamiento de energía de baterías de iones de litio de mayor influencia internacional son la UL1973 y la IEC62619, Japón, Australia, Corea del Sur y otros países han referenciado o recopilado sus normas nacionales aplicables de acuerdo con estos dos conjuntos de normas, y China emitió una serie de normas nacionales relacionadas con los sistemas de almacenamiento de energía en 2017 y 2018. A pesar de esto, la seguridad de las centrales de almacenamiento de energía de baterías de litio sigue siendo relativamente prominente, desde agosto de 2017 hasta mayo de 2019, hubo 23 incendios en centrales de almacenamiento de energía en Corea del Sur; En abril de 2019, se produjo un incendio en el sistema de almacenamiento de energía en Arizona, Estados Unidos; En agosto de 2018, se produjo una montaña de fuego en el sistema de almacenamiento de energía de Yangzhong en la provincia de Jiangsu. Esto demuestra que las especificaciones estándar relacionadas con el almacenamiento de energía en baterías de litio están lejos de ser perfectas.

Por el contrario, las centrales de almacenamiento de energía en América del Norte y Europa están funcionando mejor, y hay menos accidentes de seguridad de almacenamiento de energía reportados. Aunque la seguridad del almacenamiento de energía es un problema complejo y exhaustivo, en el que intervienen muchos factores, como el tipo técnico, el nivel técnico, el escenario de aplicación, la calidad de la batería, la normativa local, etc., del sistema de almacenamiento de energía, unas normas de seguridad avanzadas y perfectas pueden garantizar el funcionamiento seguro del sistema de almacenamiento de energía. A través del estudio comparativo de las normas de seguridad de las baterías de iones de litio de los principales sistemas de almacenamiento de energía de UL e IEC, este documento analiza y compara sistemáticamente los requisitos específicos de cada cláusula, explora las ventajas y desventajas de cada norma, y presenta algunas sugerencias para la mejora de las normas, con el fin de proporcionar una referencia para mejorar y actualizar las normas de seguridad del nuevo sistema de almacenamiento de energía.

1.Características de las normas de seguridad de los sistemas de almacenamiento de energía actuales

A nivel internacional, las normas de seguridad de los sistemas de almacenamiento de energía incluyen principalmente las normas IEC y las normas UL. Europa y Japón se remiten principalmente a las normas IEC para desarrollar las normas de seguridad correspondientes, como la EN62619 en Europa y la JISC8715-28 en Japón, que se revisan y recopilan de acuerdo con la IEC62619. Las normas UL se utilizan ampliamente en Norteamérica, y sus normas de seguridad para baterías son exhaustivas y rigurosas, y tienen una influencia considerable. Las normas australianas y las normas IEC han sido adoptadas, y el Instituto Australiano de Normalización comenzó a redactar el DRAS/NZS5139 en 2017, y aún no ha visto la publicación oficial. Con el fin de cooperar con la nueva política energética de Corea del Sur, en 2015, Corea del Sur emitió una serie de normas relacionadas con el almacenamiento de energía, incluida la norma de seguridad KBIA-10104-01, que se refiere principalmente a las normas relacionadas con la CEI, la mayor diferencia es que hay menos pruebas de caída y pruebas de difusión de cortocircuito interno / fuga térmica, y más pruebas de extrusión, inmersión, control de cortocircuito externo y control de sobrecarga.

En cuanto a la seguridad del transporte de las baterías de litio, la norma UN38.3 es la más común en el mundo, que exige que las baterías de litio que se transporten, deben pasar por una alta simulación, prueba térmica, vibración, choque, cortocircuito externo de 55 °C, prueba de impacto, prueba de sobrecarga, prueba de descarga forzada, con el fin de garantizar la seguridad del transporte de las baterías de litio. La mayoría de los países del mundo adoptan esta norma. En comparación con la norma UN38.3, la principal diferencia entre la IEC62281 y la norma UN38.3 es que el número de muestras de prueba y los requisitos del estado vivo son diferentes, y los elementos de prueba son básicamente los mismos.

1.1 Normas de seguridad de la CEI para sistemas de almacenamiento de energía

Las normas de seguridad de la CEI para los productos de los sistemas de almacenamiento de energía son formuladas y promulgadas principalmente por el Grupo de Trabajo de Normas de la CEI TC21/SC21A y TC120 de la Comisión Electrotécnica Internacional, el TC21/SC21A se centra en las normas de seguridad de todas las baterías secundarias, mientras que el TC120 se centra en las normas relacionadas con los sistemas de almacenamiento de energía electroquímica (EES) para aplicaciones de redes eléctricas. Las principales normas de seguridad de los sistemas de almacenamiento de energía de la CEI son las siguientes: CEI 62619, CEI 62485-5, CEI 62933-5-1, CEI 62933-5-2, CEI 63056, CEI 62281.

La IEC62619 regula los elementos de prueba comunes y los requisitos mínimos de seguridad de las baterías de litio secundarias de uso industrial, y la iec la posiciona como una "norma paraguas" para una amplia gama de aplicaciones de productos industriales, incluidas las estaciones base de comunicaciones, los sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI), los sistemas de almacenamiento de energía, los productos de instalación fija de lámparas de emergencia, así como las apiladoras, los carros de golf, los vehículos no tripulados (AGV), los ferrocarriles, el transporte marítimo, excluyendo el transporte terrestre para aplicaciones de energía. Para las distintas aplicaciones de los productos, la CEI sigue desarrollando normas de seguridad específicas para las baterías de litio, como la IEC63056 para los sistemas de almacenamiento de energía.

La IEC62619 hace hincapié en que los sistemas de baterías deben evaluarse de forma segura bajo un abuso razonablemente previsible, incluyendo pruebas de cortocircuito externo, pruebas de impacto, pruebas de caída, pruebas de abuso térmico, pruebas de sobrecarga y pruebas de descarga forzada. Además, en la evaluación de la seguridad de los cortocircuitos en la batería, se proporcionan dos pruebas opcionales: la prueba de cortocircuito en la celda de la batería o la red de pruebas de difusión térmica del sistema de la batería, que es un enfoque más de compromiso.

La norma IEC63056 especifica los requisitos de seguridad para las baterías de litio secundarias y los paquetes de baterías para sistemas de almacenamiento de energía con una tensión nominal inferior a 1500V (DC). La norma IEC62485-5 regula los requisitos de seguridad para la instalación, el uso, la inspección, el mantenimiento y la eliminación de las baterías de litio en aplicaciones fijas, centrándose en la seguridad de funcionamiento de las baterías de litio fijas 7: La norma IEC62933-5-2 regula los requisitos de seguridad del sistema para los sistemas de almacenamiento de energía electroquímica, incluidas las aplicaciones de baterías de litio, cuando se integran en la red eléctrica. La norma IEC62281 regula los requisitos de seguridad de las baterías de litio primarias y secundarias y de los paquetes de baterías en tránsito.

En resumen, el nivel de seguridad del almacenamiento de energía de la CEI es relativamente claro y abarca un contenido amplio. Sin embargo, debido a que es una norma internacional, la organización y la relación de los miembros involucrados en la preparación son complejas, lo que implica más disputas de intereses nacionales, un progreso lento y un retraso en el desarrollo de la industria, además de la IEC62619, se ha publicado la IEC62281.