CN114887261A - 一种光伏储能式充电站的火灾自动预警与灭火系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光伏储能式充电站的火灾自动预警与灭火系统，其特征在于，包括：主体设施和火灾自动预警与灭火系统，所述火灾自动预警与灭火系统包括自动预警模块，所述自动预警模块包括:系统处理器，所述系统处理器用于控制系统；定温型感温电缆，所述定温型感温电缆铺设在屋顶光伏组件背板上，对光伏组件温度检测；感烟探测器，所述感烟探测器安装于充电站内部，对主体设施安装环境检测；可燃气体探测器，所述可燃气体探测器安装于充电站内部，对主体设施安装环境检测。本发明能够提前预警火灾的发生并且在火灾发生时能够及时灭火避免造成更严重的后果。

Description

一种光伏储能式充电站的火灾自动预警与灭火系统
技术领域
本发明涉及新能源储能安全领域，尤其是涉及一种光伏储能式充电站的火灾自动预警与灭火系统。
背景技术
作为能源主要利用形式的电力系统，它主要的电力供应来自于化石能源，然而传统化石能源的持续使用带来了能源紧缺和环境恶化等一系列社会问题。化石燃料在用于发电的过程中，产生了大量的废弃物，不仅造成了温室效应和酸雨，还给生态环境带来了严重的污染。为了解决化石能源在使用过程中产生的一系列问题，满足人类、环境和资源的可持续发展，人类开始了在新能源领域的新探索。
太阳能作为新能源的典型代表，具有清洁和资源丰富等优势，广泛的应用到实际的生活生产当中。电动汽车作为新能源的一项重要应用，得到政府的大力推广和支持；作为不可或缺的配套设施，充电装置的数量与覆盖范围是电动汽车健康发展的有力支撑。电动汽车本身并无污染，电动车所使用的电能如果来自于火力发电厂仍会造成环境的污染，并且巨大的电能需求会导致电网系统的崩溃。
将太阳能光伏阵列产生电能作为充电装置的电能来源，能够很好的解决以上矛盾。将光伏、储能和充电站结合建设，利用电池储能系统吸收低谷电，并在高峰时期支撑快充负荷，同时以光伏发电系统进行补充，有效减少充电站高峰期的电网负荷，在提高系统运行效率的同时，减轻环境危机，也为电网提供辅助服务功能，目前，我国已建设多座光伏储能式充电桩。我国电动汽车的充电桩大多处于无人看管的模式，无人看管的光伏储能系统和电动汽车充电装置都具有较大的火灾危险性，发生火灾无法及时进行控制，会造成人员的伤亡和重大的经济损失。
虽然，中国专利CN207311161U公开了一种配备安全篷的充电桩，在电动汽车进行充电时，一旦发生火灾，配重器会引导位于电动汽车正上方的安全篷下落并将电动汽车罩住，同时阻燃气体喷嘴喷射阻燃气体，保护安全篷内电动汽车的安全。但是上述系统的消防灭火装置只能针对安全篷内的电动汽车，充电站内的充电桩和储能装置都具有一定的火灾危险性，若充电桩和储能装置起火，上述装置无法及时有效控制火势并阻碍火势的蔓延。本发明则设计了一种防火卷帘箱安装于充电站四周屋檐上，火灾发生后可以将整个充电站变为封闭空间，有效的针对充电站内充电桩和储能装置发生火灾。
中国专利CN213167763U公布了一种带消防装置的充电桩，该充电桩在外壳内部设置水冷装置，在充电接线插座的底部设置有消防槽，在消防槽的内部安装有干粉灭火器。在电动汽车正常充电时，水冷装置保障了车辆在充电过程中蓄电池组件的冷却性和稳定性，当电动汽车起火后，充电桩内的干粉灭火器喷射干粉进行灭火操作。但是上述系统没有考虑到充电桩自身发生火灾的情况，且充电桩自身起火后，内部的水冷装置受损会诱发电器火灾，增加火灾危险性。在本发明不仅充分考虑到充电桩和储能装置的火灾危险性，还将气溶胶作为灭火系统的主要灭火手段，气溶胶具有封闭空间内灭火效率高、导电率低等优点，针对电气火灾具有良好的效果。
随着电动汽车产业在新能源背景下不断发展，光伏储能式充电站大量建设，这种与光伏系统结合的充电站能够从根本上解决能源危机问题。光伏储能式充电站大多为半露天结构，难以避免高温的工作环境，光伏组件与蓄电池组件也长期处于大电流的工作状态，老化、损坏现象比较严重，且充电站大多部署在无人值守场所，一旦发生火灾难以做到及时预警、及时处置，火情发展较快，带来的后果也会比较严重。关于光伏储能式充电站的消防安全问题还没有得到足够的重视，迄今为止，未有一种光伏储能式充电站的火灾自动预警与灭火系统。
发明内容
本发明为了解决充电站火灾难以及时预警处理的问题提供一种针对光伏储能式充电站的火灾自动预警与灭火系统，能够提前预警火灾的发生并且在火灾发生时能够及时灭火避免造成更严重的后果。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：一种光伏储能式充电站的火灾自动预警与灭火系统包括主体设施和火灾自动预警与灭火系统，所述火灾自动预警与灭火系统包括自动预警模块，所述自动预警模块包括:
系统处理器，所述系统处理器用于控制系统；
定温型感温电缆，所述定温型感温电缆铺设在屋顶光伏组件背板上；
感烟探测器，所述感烟探测器安装于充电站内部；
可燃气体探测器，所述可燃气体探测器安装于充电站内部；
本发明采用系统处理器，可以更快捷地对系统操作；本发明还采用了定温型感温电缆用于在火灾阴燃阶段发现火情，在火灾发生极早期对火势进行控制；本发明还采用了多种传感器对火灾源进行环境检测，可以有效地对大部分火灾起因迅速反应，保障了设备的安全。
作为优选，所述主体设施包括：
光伏组件，所述光伏组件安装于充电站屋顶，屋顶具有倾斜角度为20~30度；
储能装置，所述储能装置安装于充电站内与光伏组件相连接；
充电桩，所述充电桩安装于充电站内与储能装置相连接；
本发明通过一体化的布局，方便整个系统对其火灾预警与灭火。
作为优选，所述火灾自动预警与灭火系统还包括引导模块，所述引导模块包括导轨、配重引导车和电控卡件；所述导轨安装在充电站屋顶两侧用于引导配重引导车铺设灭火毯；所述配重引导车安装在屋顶导轨上，引导车通过电控卡件与灭火毯箱体连接，末端与灭火毯箱体内的灭火毯相连；所述电控卡件用于连接灭火毯箱体与配重引导车，由系统处理器控制；
本发明通过引导车连接灭火毯的方式让灭火毯铺下时能更加稳定，加强了设备的安全性。
作为优选，所述火灾自动预警与灭火系统还包括空间封闭模块，所述空间封闭模块包括灭火毯箱体、防火卷帘箱；所述灭火毯箱体设在充电站屋顶中轴线最高处，与两侧的配重动力车连接，内部设有灭火毯；所述防火卷帘箱安装在屋檐四周，内部设有无机布防火卷帘，当屋内发生火灾时所述电控卡件断开，配重引导车沿倾斜轨道滑行并铺设灭火毯以构筑封闭空间，起到隔绝空气的作用进行窒息灭火；
当充电站内部发生火灾时，防火卷帘箱释放无机布防火卷帘构筑封闭空间，阻碍火势蔓延，协助气溶胶灭火装置进行灭火操作，提高了灭火效率。
作为优选，所述防火卷帘箱内装有无机布防火卷帘，所述防火卷帘四周安装有弹性密封胶垫，在防火卷帘被释放和落地的过程中可以起到减震与提升密封性的作用。
作为优选，所述所述火灾自动预警与灭火系统还有自动灭火模块，所述自动灭火模块为包含气溶胶灭火装置，所述自动灭火模块安装于充电站内充电桩附近与储能装置内，气溶胶灭火装置针对电气火灾不仅具有较好的灭火效果，还可以减少导电风险。
本发明的有益效果是：
采用系统控制器对系统进行控制，对于主体设施的火灾预警与灭火更加快速有效。
采用气溶胶灭火装置，不仅能实施灭火，还能减少导电风险。
配备有灭火毯和防火卷帘，既能扑灭火种，又隔绝空气使火势无法漫延，大大增加了安全性。
本系统中的自动预警模块采用了多种传感器对火灾源进行环境检测，其中定温型感温电缆用于在火灾阴燃阶段发现火情，在火灾发生极早期对火势进行控制，增加了设备的安全性。
附图说明
图1为本发明的系统组成图。
图2为本发明的结构图。
图3为本发明的俯视图。
图4为本发明中无机布防火卷帘释放后的正视图。
附图中的标记包括：1-系统处理器、2-自动预警模块、21-定温型感温电缆、22-感烟探测器、23-可燃气体探测器、3-自动灭火模块、31-气溶胶灭火装置、4-引导模块、41-配重引导车、42-导轨、43-电控卡件、5-空间封闭模块、51-灭火毯箱体、52-防火卷帘箱、53-灭火毯、54-无机布防火卷帘、55-弹性密封胶垫、6-光伏组件、7-储能装置、8-充电桩。
具体实施方式
为了更清楚地表述本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明的一种光伏储能式充电桩的火灾自动处理系统，包括主体装置和火灾自动处理系统；所述主体装置包括6-光伏组件、7-储能装置和8-充电桩，所述火灾自动处理系统包括五个模块：1-系统处理器、2-自动预警模块、3-自动灭火模块、4-引导模块和5-空间封闭模块。其中2-自动预警模块包括：21-定温型感温电缆、22-感烟探测器和23-可燃气体探测器；3-自动灭火模块包括：31-气溶胶灭火装置；4-引导模块包括：41-配重引导车、42-导轨和43-电控卡键；5-空间封闭模块包括：51-灭火毯箱体和52-防火卷帘箱、53-灭火毯、54-无机布防火卷帘、55-弹性密封胶垫。1-系统处理器用于控制系统定温型感温电缆，可以更快捷地对系统操作；21-定温型感温电缆铺设在屋顶6-光伏组件背板上，22-感烟探测器安装于充电站内部，23-可燃气体探测器安装于充电站内部，对火灾源进行环境检测，保障了设备的安全。
6-光伏组件安装于充电站屋顶，屋顶具有倾斜角度为20~30度，7-储能装置安装于充电站内与6-光伏组件相连接，8-充电桩安装于充电站内与7-储能装置相连接。
4-引导模块包括42-导轨、41-配重引导车和43-电控卡件；42-导轨安装在充电站屋顶两侧用于引导41-配重引导车铺设53-灭火毯；41-配重引导车安装在屋顶42-导轨上，41-配重引导车通过43-电控卡件与51-灭火毯箱体连接，末端与51-灭火毯箱体内的53-灭火毯相连；所述43-电控卡件用于连接51-灭火毯箱体与41-配重引导车，由1-系统处理器控制；通过41-配重引导车连接53-灭火毯的方式让53-灭火毯铺下时能更加稳定，加强了设备的安全性。
如图2所示，充电站屋顶呈一定角度倾斜构建，6-光伏组件安装于充电站屋顶，为充电站提供部分电能，7-储能装置和8-充电桩安装于充电站内部。31-气溶胶灭火装置安装在充电站内充电桩附近和储能装置内，42-导轨安装于屋顶6-光伏组件两侧，51-灭火毯箱体安装于充电站屋顶中间最高处内部装有53-灭火毯。所述42-导轨上装配有41-配重动力车，41-配重动力车通过43-电控卡件与51-灭火毯箱体相连接，41-配重动力车末端连接53-灭火毯，当发生火灾41-电控卡件断开，41-配重动力车在重力作用下沿导轨下滑，41-配重动力车末端连接的53-灭火毯展开覆盖在6-光伏组件上，构筑封闭空间，进行窒息灭火。
如图2所示，52-防火卷帘箱体安装在充电站四周屋檐外，内装有54-无机布防火卷帘，54-无机布防火卷帘四周安装有55-弹性密封胶垫，31-气溶胶灭火装置安装在充电站内。52-防火卷帘箱内装有54-无机布防火卷帘，当充电站内火灾发生后，52-防火卷帘箱内释放54-无机布防火卷帘，充电站四周54-无机布防火卷帘下落构筑封闭空间，31-气溶胶灭火装置进行灭火操作。55-弹性密封胶垫在54-防火卷帘被释放和落地的过程中可以起到减震与提升密封性的作用。
3-自动灭火模块包含31-气溶胶灭火装置，3-自动灭火模块安装于充电站内8-充电桩附近与7-储能装置内，31-气溶胶灭火装置针对电气火灾不仅具有较好的灭火效果，还可以减少导电风险。
本发明的工作原理为：当光伏储能式充电站正常运行时，屋顶的6-光伏组件正常发电，电能运输到7-储能装置中，对8-充电桩所需要的电能进行补充，同时有效减少充电站高峰期的电网负荷。当位于充电站屋顶的6-光伏组件温度异常发生火灾后，位于6-光伏组件背板的21-定温型感温电缆将异常的电信号传输到1-系统处理器上，1-系统处理器经过简单的分析与辨别，断开43-电控卡件，启动41-配重引导车沿42-导轨滑行铺设53-灭火毯覆盖屋顶6-光伏组件，起到窒息灭火的作用。当充电站内8-充电桩、7-储能装置或正在充电的电动汽车起火时，22-感烟探测器和23-可燃气体探测器检测到烟雾和可燃气体浓度达到规定阈值将异常电信号发送到1-系统处理器中，1-系统处理器经过简单的分析与辨别后，控制位于充电站屋顶四周的52-防火卷帘箱释放54-无机布防火卷帘，将变电站内部变成封闭空间，同时启动31-气溶胶灭火剂进行快速、高效、安全的灭火操作。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种光伏储能式充电站的火灾自动预警与灭火系统，其特征在于，包括主体设施和火灾自动预警与灭火系统，所述火灾自动预警与灭火系统包括自动预警模块，所述自动预警模块包括:
系统处理器，所述系统处理器用于控制系统；
定温型感温电缆，所述定温型感温电缆铺设在屋顶光伏组件背板上，对光伏组件温度检测；
感烟探测器，所述感烟探测器安装于充电站内部，对主体设施安装环境检测；
可燃气体探测器，所述可燃气体探测器安装于充电站内部，对主体设施安装环境检测。
2.根据权利要求1所述的一种光伏储能式充电站的火灾自动预警与灭火系统，其特征在于，所述主体设施包括：
光伏组件，所述光伏组件安装于充电站屋顶，屋顶具有倾斜角度为20~30度；
储能装置，所述储能装置安装于充电站内与光伏组件相连接；
充电桩，所述充电桩安装于充电站内与储能装置相连接。
3.根据权利要求1所述的一种光伏储能式充电站的火灾自动预警与灭火系统，其特征在于：所述火灾自动预警与灭火系统还包括引导模块，所述引导模块包括导轨、配重引导车和电控卡件；所述导轨安装在充电站屋顶两侧用于引导配重引导车铺设灭火毯；所述配重引导车安装在屋顶导轨上，引导车通过电控卡件与灭火毯箱体连接，末端与灭火毯箱体内的灭火毯相连；所述电控卡件用于连接灭火毯箱体与配重引导车，由系统处理器控制。
4.根据权利要求1所述的一种光伏储能式充电站的火灾自动预警与灭火系统，其特征在于：所述火灾自动预警与灭火系统还包括空间封闭模块，所述空间封闭模块包括灭火毯箱体、防火卷帘箱；所述灭火毯箱体设在充电站屋顶中轴线最高处，与两侧的配重动力车连接，内部设有防火毯；所述防火卷帘箱安装在屋檐四周，内部设有防火卷帘。
5.根据权利要求4所述的一种光伏储能式充电站的火灾自动预警与灭火系统，其特征在于，所述防火卷帘箱内装有无机布防火卷帘，所述防火卷帘四周安装有弹性密封胶垫。
6.根据权利要求1所述的一种光伏储能式充电站的火灾自动预警与灭火系统，其特征在于：所述所述火灾自动预警与灭火系统还有自动灭火模块，所述自动灭火模块包含气溶胶灭火装置，所述自动灭火模块安装于充电站内充电桩附近与储能装置内。
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