Akumuliatoriaus energijos kaupimo sistemos (BESS)tapo šiuolaikinės atsinaujinančios energijos infrastruktūros pagrindu, plačiai naudojama elektros energijos tiekimui, pramoninei atsarginei energijai, komerciniam energijos kaupimui ir mikrotinklo stabilizavimui. Tačiau akumuliatoriaus šilumos nutekėjimas tebėra didžiausias saugos pavojus, ribojantis didelio masto ličio-jonų BESS naudojimą. Terminis nutekėjimas įvyksta, kai nekontroliuojamai pakyla vidinė akumuliatoriaus temperatūra, sukeldama savaime-tęsiančias egzotermines chemines reakcijas, elektrolitų irimą, degių dujų išsiskyrimą ir galiausiai akumuliatoriaus gaisrą ar sprogimą.
BESS operatoriams, EPC rangovams ir energijos saugyklų savininkams labai svarbu išmokti sustabdyti šilumos nutekėjimą akumuliatoriaus energijos kaupimo sistemose, kad būtų išvengta katastrofiškų įrangos praradimų, veikimo prastovų ir saugos nelaimingų atsitikimų. Vieno elemento šiluminis pabėgimas gali greitai išplisti į gretimus modulius ir stelažus, sukeldamas viso -masto BESS gaisro nelaimes. Šiame straipsnyje išskaidomos pagrindinės BESS šiluminio pabėgimo priežastys ir pateikiamas visas daugiasluoksnių prevencijos, išankstinio įspėjimo, izoliavimo ir slopinimo sprendimų rinkinys, padedantis įrenginiams pasiekti nulinės šiluminės pertrūkio rizikos naudojant standartines -atitinkamas saugos konstrukcijas.
Kas yra terminis BESS pabėgimas ir jo pagrindinės priežastys
Akumuliatoriaus šiluminis nutekėjimas yra grandininė reakcija, kai ličio{0}}jonų elementų viduje generuojama šiluma gerokai viršija šilumos išsklaidymo pajėgumą. Kai ląstelės temperatūra viršija 120–150 laipsnių, įvyksta negrįžtamas cheminis skilimas, išsiskiriantis didžiulė šiluma, vandenilis, metanas ir kitos degiosios dujos. Laiku neįsikišus, temperatūra per kelias sekundes gali pakilti virš 800 laipsnių, todėl ugnis išplis ir per -modulio šiluminę plitimą.
Pagrindiniai BESS terminio pabėgimo veiksniai skirstomi į keturias kategorijas. Pirma, piktnaudžiavimas elektra, įskaitant perkrovimą, per-išsikrovimą ir trumpuosius jungimus, atsiradusius dėl srovės perkrovos arba laidų gedimų. Antra, mechaniniai gedimai, tokie kaip ląstelių išspaudimas, pradūrimas ir konstrukcinė deformacija transportavimo, montavimo ar eksploatacijos metu. Trečia, piktnaudžiavimas šiluma dėl prasto aušinimo, aukštos aplinkos temperatūros ir ilgalaikio -šilumos taškų kaupimosi baterijų spintelėse. Ketvirta, būdingi akumuliatoriaus defektai, įskaitant gamybos priemaišas, mikro-trumpuosius jungimus ir nenuoseklų elementų susilpnėjimą po ilgo{7}}ciklo veikimo.
Skirtingai nuo vieno akumuliatoriaus bloko gedimo, BESS pasižymi tankiu elementų išdėstymu ir uždara korpuso aplinka, todėl šilumos sklidimas greičiau ir sunkiau valdomas. Todėl norint sustabdyti BESS terminį nutekėjimą, reikia sistemingų sprendimų, apimančių stebėjimą, šilumos valdymą, fizinę izoliaciją ir gaisro gesinimą švariomis priemonėmis, o ne vieno taško apsauga.
1 sluoksnis: ankstyva prevencija – pašalinkite terminius pabėgimo veiksnius
Veiksmingiausias būdas sustabdyti BESS terminį pabėgimą yra užkirsti kelią jo atsiradimui iš esmės naudojant standartizuotą veikimą ir intelektualų stebėjimą. Itin-tiksli akumuliatoriaus valdymo sistema (BMS) yra pirmoji gynybos linija. Išplėstinė BESS BMS palaiko vieno-elemento įtampos, srovės, temperatūros ir vidinės varžos duomenų stebėjimą realiuoju laiku. Jis gali automatiškai suaktyvinti apsaugą nuo perkrovimo, per didelės srovės išjungimą ir aukštos{6}}temperatūros aliarmą, kad būtų išvengta piktnaudžiavimo elektra ir šiluminiu režimu.
Optimizuotas šilumos valdymo dizainas yra dar viena pagrindinė prevencijos priemonė. Dauguma didelių -mastų BESS naudoja aušinimo skysčiu arba patobulintą oro aušinimo sistemas, kad išlaikytų pastovią kameros temperatūrą nuo 20 iki 35 laipsnių ir kontroliuoja temperatūros skirtumą 5 laipsnių ribose. Dėl tolygaus šilumos išsklaidymo pašalinami vietiniai karštieji taškai, išvengiama ilgalaikio -terminio akumuliatoriaus įtempimo ir labai sumažinama savaiminio terminio pabėgimo tikimybė.
Be to, standartizuotas BESS veikimas ir priežiūra yra būtini. Reguliarus elementų konsistencijos aptikimas, korpuso dulkių valymas, linijos tikrinimas ir sugedusių elementų pakeitimas gali pašalinti paslėptus pavojus, kylančius dėl baterijos senėjimo ir įrangos gedimo. Griežtai laikantis darbinės temperatūros ir įkrovimo -iškrovos greičio specifikacijų veiksmingai išvengiama žmogaus-sukurtų šiluminių paleidimų.
2 sluoksnis: izoliacija ir perėmimas – blokuoti terminį plitimą
Net ir esant tobulai ankstyvai prevencijai, atsitiktinis akumuliatoriaus sugadinimas arba ekstremalios veikimo sąlygos vis tiek gali sukelti atskirų elementų terminį pabėgimą. Taigi fizinės izoliacijos dizainas yra labai svarbus siekiant užkirsti kelią grandinės plitimui BESS. Šiuolaikinėse saugiose energijos kaupimo spintose naudojamos modulinės izoliacinės konstrukcijos, įskaitant ugniai -atsparias termoizoliacines pertvaras, aukštai -temperatūrai atsparias sandarinimo medžiagas ir tarpų šilumos izoliacinius užpildus, kad būtų nutrauktas šilumos laidumas tarp gretimų modulių.
Stogo{0}}lygio gedimų izoliavimo technologija dar labiau padidina saugumą. Sistema, aprūpinta nepriklausomais saugikliais, grandinės pertraukikliais ir šiluminiais saugikliais kiekvienam moduliui, gali greitai nutraukti sugedusią grandinę ir izoliuoti sugedusį akumuliatoriaus bloką, kai aptinkama neįprasta temperatūra arba srovė. Tai apsaugo nuo vieno elemento gedimo išplitimo į visą stovą ar grupę ir iš esmės slopina didelio-masto šiluminio bėgimo plitimą.
Protingas spintelių vėdinimas ir slėgio mažinimo konstrukcija taip pat atlieka pagrindinį vaidmenį. Savalaikis aukštos temperatūros degiųjų dujų, susidarančių dėl sugedusių baterijų, išmetimo sumažina vidinį korpuso slėgį ir išvengia defliacijos nelaimingų atsitikimų, atsirandančių dėl dujų kaupimosi, sukurdamos buferines sąlygas vėlesnėms gaisro gesinimo operacijoms.
3 sluoksnis: aktyvus slopinimas – avarinis gaisro valdymas šiluminiam pabėgimui
BESS terminio pabėgimo, kuris perėjo į egzoterminį ir užsidegimo etapą, greito -reagavimo gaisro gesinimo sistemos yra patikimiausia gnybtų apsaugos priemonė. Tradiciniai vandens purkštuvai netinka BESS, nes vanduo gali sukelti antrinius trumpuosius jungimus ir negali greitai atvėsti aukštos -temperatūros akumuliatorių šerdies. Sausieji milteliai lengvai užkemša ventiliacijos angas ir užteršia įrangą, o tai lemia dideles priežiūros išlaidas.
Šiuolaikiniai pagrindiniai BESS saugos sprendimai apima FK5112 švarių medžiagų slopinimo sistemas, kurios puikiai prisitaiko prie uždaros energijos kaupimo spintos aplinkos. Aplinkai nekenksminga valymo priemonė išgaruoja akimirksniu po išsikrovimo, greitai sugeria didžiulę šilumą, kad atvėsintų akumuliatoriaus elementus, ir nutraukia chemines grandinines terminio pabėgimo reakcijas. Jis veiksmingai slopina atvirą liepsną ir pašalina paslėptą pakartotinio užsiliepsnojimo{3}} riziką, todėl greitai baigiasi šiluminis bėgimas.
Be to, agentas FK5112 yra ne-laidus, be likučių-, saugus ozonui- ir žemas-GWP, nesukelia korozijos ar žalos BESS elektros įrangai. Jis visiškai atitinka NFPA 2001 švarių agentų standartus ir pasaulines energijos kaupimo priešgaisrinės saugos specifikacijas, todėl jis tapo pirmenybė teikiamu gaisro gesinimo sprendimu tinklo, pramonės ir komerciniams BESS projektams visame pasaulyje.
4 sluoksnis: išmanusis susiejimas – visas -ciklo saugos veikimas
Norint sustabdyti BESS terminį pabėgimą, reikia koordinuoto stebėjimo, išankstinio įspėjimo ir slopinimo sistemų veikimo. Integruota BESS saugos platforma susieja BMS duomenis, šiluminio vaizdo temperatūros stebėjimą realiuoju laiku, dūmų ir dujų aptikimo jutiklius ir švariųjų medžiagų gaisro gesinimo įrenginius. Užfiksavus neįprastą temperatūros kilimą, dujų nuotėkį ar dūmų signalus, sistema pirmą kartą suaktyvina kelių-pakopų pavojaus signalus, pradeda stiprinti aušinimą, atjungia maitinimą ir suaktyvina automatinį agento išleidimą, kad slopintų šiluminį bėgimą pradėjimo etape.
Reguliarus sistemos tikrinimas ir priežiūra užtikrina ilgalaikį visų saugos įtaisų{0}}veiksmingumą. Kas ketvirtį atliekami aptikimo jutiklių ir slopinimo sistemų funkciniai bandymai, kasmetinis BMS parametrų kalibravimas ir savalaikis pasibaigusio galiojimo švarių priemonių pakeitimas gali išvengti saugos sistemos gedimų avarinių situacijų metu.
Išvada
Terminis bėgimas yra didžiausia ličio{0}}jonų baterijų energijos kaupimo sistemų saugos kliūtis, tačiau ją galima visiškai kontroliuoti ir išvengti taikant sistemingus kelių{1}}dimensijų sprendimus. Mokslinis išankstinis perspėjimas naudojant BMS, optimizuotas šilumos valdymo dizainas, modulinė fizinė izoliacija ir didelio-efektyvumo švarios medžiagos gaisro gesinimas kartu sudaro visą BESS šiluminio bėgimo prevencijos sistemą.
Energijos kaupimo investuotojams, EPC įmonėms ir įrenginių operatoriams standartizuotų šiluminio nuotėkio prevencijos konstrukcijų ir didelio{0}}našumo švariųjų medžiagų slopinimo įrangos taikymas yra ne tik privalomas projekto saugos reikalavimas, bet ir pagrindinė ilgalaikio stabilaus -BESS veikimo garantija.
Kaip profesionalus švarių medžiagų tiekėjas, daugiausia dėmesio skiriantis BESS priešgaisrinei saugai, teikiame NFPA-suderinamas FK5112 gesinimo medžiagas ir vieno -šilumos nutekėjimo slopinimo sprendimus pasauliniams energijos saugojimo projektams, padedančius klientams pašalinti BESS gaisro riziką ir užtikrinti saugią, patikimą ir tvarią energijos kaupimo veiklą.
