A lítium-ion akkumulátor energiatároló rendszerek (BESS) veszélyeinek enyhítése
Az akkumulátor -energiaktároló rendszerek (BESS) elemek és más elektromos eszközök elrendezését használják az elektromos energia tárolására. Ezeket a létesítményeket egyre inkább lakossági, kereskedelmi, ipari és közüzemi alkalmazásokban használják csúcsok vagy hálózati támogatás céljából, kezdve a nagy kültéri és beltéri helyszíneken (pl. Warehouse-típusú épületek) a moduláris rendszerekig. A konténerizált rendszerek, a moduláris kialakítás egyik formája, népszerű eszközévé váltak a BESS projektek hatékony integrálására.
Gyors válaszidejük miatt a Li-ion BESS-ek felhasználhatók a hálózat stabilizálására, a hálózat gyakoriságának szabályozására, a sürgősségi vagy ipari méretű csúcspontok biztosítására és a végfelhasználók energiájának csökkentésére. A nagy teljesítményű és gyors töltési ciklusok azonban feszíthetik az akkumulátorokat, és idővel lebomlanak, ami nem elősegíti a biztonságot.
Az elmúlt négy évben több mint három tucat nagyméretű akkumulátor-energiatároló rendszer kudarcot vallott az egész világon, tüzet és bizonyos esetekben robbanásokat okozva. Ezeket a kérdéseket szem előtt tartva a szakembereknek és a hatóságoknak stratégiákat kell kidolgozniuk és végrehajtaniuk a Bess tűz- és robbanási veszélyeinek megelőzésére és enyhítésére.
A megelőzési és enyhítő intézkedéseknek a termikus kiszabadulást kell kezelniük, amely messze a legsúlyosabb BESS -meghibásodási mód. Ha a termikus menekülést nem lehet megállítani, akkor a legsúlyosabb következmények a tűz és a robbanás.
A Li-ion akkumulátorcellákban a termikus kiszabadulás alapvetően a tűz vagy a robbanás elsődleges oka a Li-ion BESS-ben. Különböző helyzetekben, amelyek rövid áramkörökhöz vezetnek, az akkumulátorok termikus kihatáson mennek keresztül, amelyekben a tárolt kémiai energiát hőre alakítják. Ha a folyamatot nem lehet eléggé lehűlni, akkor a hőmérsékletek emelkedhetnek, ami súlyosbíthatja a reakciót, ami az akkumulátor repedéséhez, valamint a gyúlékony és mérgező gázok felszabadulásához vezethet. A termikus kiszabadulás leggyakoribb kiváltó eseményei a következők:
Akkumulátorgyártási hibák
Túltöltés (pl. Inverter meghibásodása)
Túlmelegedés (pl. Rossz hűtési képesség vagy hűtőrendszer meghibásodása)
Mechanikai visszaélés (pl. Szeizmikus események vagy hatások)
Az akkumulátorkezelő rendszer a termikus kiszabadulás akadályaként
Az akkumulátor energiatároló rendszerének egyik legfontosabb akadálya az akkumulátorkezelő rendszer (BMS), amely az elsődleges termikus menekülési védelmet biztosítja az akkumulátor rendszerének biztonságos paramétereken belüli működésével (pl. A töltés állapota, hőmérséklet). Az UL 9540 tanúsítvánnyal rendelkező BESS -ben a BMS monitorokat, vezérlőket és optimalizálja az akkumulátor modul teljesítményét, és rendellenes állapot esetén leválasztja azt a rendszertől. A BMS az akkumulátor töltését és a kisüléskezelést is biztosítja.
A BMS riasztja és korlátozza a töltési és ürítő áramot vagy energiát az alulfeszültség, a túlfeszültség, a túlzott hőmérséklet vagy a túláram feltételek esetén. Vészhelyzet esetén a BMS leállítja a működést, és leválasztja az elektromos csatlakozásokat az egyes akkumulátorokhoz. Ez feltételezi, hogy a BMS nem sérült és normálisan működik. Ha azonban belső sejtbontás történik, a BMS nem lesz képes megakadályozni a termikus kiszabadulást.
Robbanásvezérlés
A tűzhez vagy robbanáshoz vezető termikus kiszabadulás a legsúlyosabb veszély a megelőzés vagy enyhítés szempontjából. Míg a tűzvezérlésről és az elnyomásról néhány útmutatás már létezik, sok BESS-gyártó, integrátor és végfelhasználók küzdenek a robbanásvezérlés követelményeivel. A robbanásvezérlés a következők egyikének biztosításával valósítható meg:
Az NFPA 69 szerint tervezett, telepített, üzemeltetett, karbantartott és tesztelt
Az NFPA 68 -nak megfelelően a deflagrációs szellőzőszentilátorok telepítése és karbantartása (a deflagrációs szellőzők robbanásának védelmére vonatkozó standard)
Ha robbanásálló rendszert hajtanak végre az NFPA 69 szerint, az éghető koncentrációkat az LFL 25% -ánál vagy az alatti állapotban kell tartani az működési körülmények és az anyagterhelés összes előre látható változása érdekében. Ezen követelmények végrehajtásának egyik lehetősége a szellőzés vagy a levegő hígítás. Ezt úgy lehet elérni, hogy olyan kényszerített szellőzési rendszert telepítünk, amelyet egy gázérzékelő rendszer automatikusan aktiválhat, ha a gázkoncentráció szintje meghaladja az előre meghatározott beállított pontot.
Ezenkívül a deflagráció szellőztetése útját hoz létre a gyorsan bővülő gázokhoz, hogy kilépjenek a házból egy deflagráció esetén. A BESS -ház védelme kihívást jelenthet olyan helyzetekben, amikor kevés a szabad levegő és a magas szintű belső obstrukció. Ebben az esetben olyan teljesítményalapú mérnöki módszerekre lehet szükség, mint például a számítási folyadékdinamika (CFD).
