Τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας με μπαταρίες ιόντων λιθίου (BESS) έχουν αναδειχθεί σε βασική τεχνολογία για την ενσωμάτωση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και τη σταθερότητα του δικτύου. Ωστόσο, η σημαντική ενεργειακή πυκνότητα σε περιορισμένο χώρο εγκυμονεί κινδύνους πυρκαγιάς. Πρόσφατα περιστατικά έχουν αναδείξει την ανάγκη για αποτελεσματικές παρεμβάσεις για την ανίχνευση και τον μετριασμό των βλαβών BESS πριν αυτές κλιμακωθούν σε καταστροφικά γεγονότα. Το παρόν άρθρο διερευνά τα αίτια των πυρκαγιών σε συστήματα αποθήκευσης (BESS) και τις βασικές παρεμβάσεις, συμπεριλαμβανομένης της εξειδικευμένης καταστολής πυρκαγιάς, για να διασφαλιστεί η ασφαλής λειτουργία των εγκαταστάσεων.
Αιτίες πυρκαγιών BESS:
Διάφοροι είναι οι παράγοντες που συμβάλλουν στην πρόκληση πυρκαγιάς σε συστήματα αποθήκευσης BESS. Μερικοί από αυτούς είναι:
- Σχεδιασμός και ποιότητα κυψελών μπαταρίας: Ο κακός σχεδιασμός των κυψελών μπαταρίας ή τα κατασκευαστικά ελαττώματα μπορεί να οδηγήσουν σε εσωτερικά βραχυκυκλώματα και θερμική διαφυγή.
- Υπερφόρτιση και υπερθέρμανση: Η φόρτιση των μπαταριών BESS πέραν των ασφαλών ορίων ή η έκθεσή τους σε υπερβολική θερμότητα μπορεί να προκαλέσει θερμικό συμβιβασμό.
- Εξωτερικές πηγές θερμότητας: Πυρκαγιές κοντά σε εγκαταστάσεις BESS μπορούν να οδηγήσουν σε θερμικό κίνδυνο και να κλιμακώσουν σε θερμική διαφυγή.
- Σχεδιασμός περιορισμού: Ο ανεπαρκής σχεδιασμός του περιβλήματος αποτυγχάνει να συγκρατήσει τα εύφλεκτα αέρια και να αντέξει τις εξωτερικές πηγές θερμότητας.
Για να διασφαλιστεί λοιπόν η ασφάλεια και η αξιοπιστία των εγκαταστάσεων αποθήκευσης BESS, θα πρέπει να εφαρμόζονται οι ακόλουθες βέλτιστες πρακτικές:
Σύστημα διαχείρισης μπαταριών (BMS):
Ένα καλά σχεδιασμένο και κατασκευασμένο σύστημα διαχείρισης μπαταρίας χρησιμεύει ως η κύρια άμυνα έναντι πιθανών αστοχιών του συστήματος. Το BMS παρακολουθεί συνεχώς τις λειτουργίες και τις συνθήκες λειτουργίας της μπαταρίας, διασφαλίζοντας ότι οι μπαταρίες παραμένουν εντός ασφαλών παραμέτρων. Σε περίπτωση ανωμαλιών, το BMS απενεργοποιεί αμέσως τις ελαττωματικές κυψέλες, αποτρέποντας τη θερμική διαφυγή και μετριάζοντας τους κινδύνους για την ασφάλεια.
Σύστημα ανίχνευσης αερίων:
Για την περαιτέρω ενίσχυση της έγκαιρης παρέμβασης, θα πρέπει να εγκατασταθεί σύστημα ανίχνευσης αερίων. Αυτό το σύστημα μπορεί να ανιχνεύσει γρήγορα την έκλυση εύφλεκτων ατμών, σηματοδοτώντας πιθανή βλάβη της μπαταρίας πριν από την παραγωγή καπνού. Εάν ανιχνευθεί αέριο, το σύστημα μπορεί να ενεργοποιήσει ενέργειες μετριασμού, όπως η διακοπή της παροχής ρεύματος στα επηρεαζόμενα κελιά, η ενεργοποίηση των συστημάτων εξαερισμού και ο ήχος συναγερμού για να ειδοποιηθούν οι χειριστές και οι υπεύθυνοι.
Σύστημα κατάσβεσης πυρκαγιάς:
Σύστημα πυρόσβεσης με συμπυκνωμένο αεροζόλ ολικής κατάκλυσης συνιστάται για εγκαταστάσεις BESS. Οι παραδοσιακοί παράγοντες πυρόσβεσης μπορεί να είναι αναποτελεσματικοί έναντι πυρκαγιών BESS, αλλά οι παράγοντες συμπυκνωμένου αερολύματος όπως το Stat-X έχουν αποδειχθεί αποτελεσματικοί στην ταχεία καταστολή πυρκαγιών, στον περιορισμό της διάδοσης της θερμικής διαφυγής και στην πρόληψη της αναζωπύρωσης. Αυτό το εξειδικευμένο μέσο καταστολής πυρκαγιάς έχει σχεδιαστεί για να αντιμετωπίζει τις μοναδικές προκλήσεις που θέτουν τα περιστατικά σε συστήματα αποθήκευσης μπαταριών.
Μέτρα ασφαλείας για τους υπεύθυνους:
Για να διασφαλιστεί η ασφάλεια των υπεύθυνων χειριστών του συστήματος, μπορούν να εφαρμοστούν πρόσθετα μέτρα, όπως:
- Πυροσβεστικό σύστημα καταιονισμού ξηρού σωλήνα ταχείας σύνδεσης ή σύστημα υδρονέφωσης: Αυτά τα συστήματα επιτρέπουν στα πυροσβεστικά συνεργεία να ψύχουν το εσωτερικό του περιβλήματος από το εξωτερικό, μειώνοντας τον κίνδυνο εκρήξεων ή περαιτέρω κλιμάκωσης.
- Κάμερες θερμικής απεικόνισης: Ο εξοπλισμός των αρμόδιων ατόμων με κάμερες θερμικής απεικόνισης τους επιτρέπει να ανιχνεύουν τα επίπεδα θερμότητας και τα θερμά σημεία εντός του περιβλήματος χωρίς άμεση επαφή, ενισχύοντας την επίγνωση της κατάστασης και την αποτελεσματικότητα της απόκρισης.
Η προστασία των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας με μπαταρίες ιόντων λιθίου (BESS) απαιτεί μια πολυεπίπεδη και συστηματική προσέγγιση. Η χρησιμοποίηση ενός καλά σχεδιασμένου συστήματος διαχείρισης μπαταριών για την εποπτεία, συστημάτων ανίχνευσης αερίων για έγκαιρη προειδοποίηση και ενός συστήματος πυρόσβεσης συμπυκνωμένου αερολύματος ολικής κατάκλυσης για γρήγορο έλεγχο της πυρκαγιάς αποτελούν βασικά στοιχεία ενός ολοκληρωμένου συστήματος προστασίας. Επιπλέον, η παροχή μέτρων ασφαλείας στους υπεύθυνους χειριστές, όπως οι καταιονιστήρες ταχείας σύνδεσης και οι κάμερες θερμικής απεικόνισης, ενισχύει την ικανότητά τους να ανταποκρίνονται με ασφάλεια και αποτελεσματικότητα σε πιθανά περιστατικά BESS. Τηρώντας αυτές τις βέλτιστες πρακτικές, οι ενδιαφερόμενοι μπορούν να ελαχιστοποιήσουν τους κινδύνους πυρκαγιάς και να προωθήσουν την ασφαλή και βιώσιμη ενσωμάτωση των μπαταριών στα σύγχρονα ενεργειακά συστήματα.
Πηγές:
Source: Fire guts batteries at energy storage system in solar power plant (ajudaily.com)
Source: Stages of a Lithium Ion Battery Failure – Li-ion Tamer (liiontamer.com)