Mengurangkan bahaya Sistem Penyimpanan Tenaga Bateri Lithium-Ion (BESS)
Sistem Penyimpanan Tenaga Bateri (BESS) menggunakan susun atur bateri dan peranti elektrik lain untuk menyimpan tenaga elektrik. Pemasangan ini semakin digunakan dalam aplikasi kediaman, komersial, perindustrian, dan utiliti untuk sokongan puncak atau grid, dari tapak luar dan dalaman yang besar (misalnya, bangunan jenis gudang) ke sistem modular. Sistem kontena, satu bentuk reka bentuk modular, telah menjadi cara yang popular untuk mengintegrasikan projek BESS dengan cekap.
Oleh kerana masa tindak balas yang cepat, Li-ion Besses boleh digunakan untuk menstabilkan grid, mengawal kekerapan grid, menyediakan kuasa kecemasan atau perkhidmatan puncak industri, dan mengurangkan kos kuasa untuk pengguna akhir. Walau bagaimanapun, kuasa tinggi dan kitaran pengecasan cepat boleh menekankan bateri dan menyebabkan mereka merosot dari masa ke masa, yang tidak kondusif untuk keselamatan.
Sepanjang empat tahun yang lalu, lebih daripada tiga dozen sistem penyimpanan tenaga bateri berskala besar telah gagal di seluruh dunia, menyebabkan kebakaran dan, dalam beberapa kes, letupan. Dengan isu -isu ini, profesional dan pihak berkuasa perlu membangun dan melaksanakan strategi untuk mencegah dan mengurangkan bahaya kebakaran dan letupan Bess. Garis panduan yang disediakan di NFPA 855 (standard untuk pemasangan sistem penyimpanan tenaga) dan Kod Kebakaran Antarabangsa Bab 1207 (Sistem Penyimpanan Tenaga Elektrik) adalah langkah pertama.
Langkah -langkah pencegahan dan mitigasi harus menangani pelarian haba, yang merupakan mod kegagalan Bess yang paling serius. Sekiranya pelarian haba tidak dapat dihentikan, akibat yang paling serius adalah kebakaran dan letupan.
Pelarian haba dalam sel bateri Li-ion pada dasarnya merupakan punca utama kebakaran atau letupan di Li-ion Bess. Dalam pelbagai situasi yang membawa kepada litar pintas, bateri mungkin mengalami pelarian haba, di mana tenaga kimia yang disimpan ditukar kepada haba. Sekiranya proses tidak dapat disejukkan dengan cukup, suhu boleh meningkat, yang boleh memburukkan lagi tindak balas, yang membawa kepada pecah bateri dan pelepasan gas mudah terbakar dan toksik. Acara pencetus yang paling biasa untuk pelarian haba termasuk:
Kecacatan pembuatan bateri
Pengawasan berlebihan (misalnya kegagalan penyongsang)
Terlalu panas (contohnya kapasiti penyejukan yang lemah atau kegagalan sistem penyejukan)
Penyalahgunaan Mekanikal (misalnya, peristiwa seismik atau kesan)
Sistem Pengurusan Bateri sebagai penghalang kepada pelarian terma
Salah satu halangan yang paling penting dalam sistem penyimpanan tenaga bateri ialah Sistem Pengurusan Bateri (BMS), yang menyediakan perlindungan pelarian haba utama dengan memastikan sistem bateri beroperasi dalam parameter selamat (contohnya, keadaan caj, suhu). Dalam BESS yang disahkan UL 9540, BMS memantau, mengawal, dan mengoptimumkan prestasi modul bateri dan memutuskannya dari sistem sekiranya berlaku keadaan yang tidak normal. BMS juga menyediakan pengurusan caj dan pelepasan bateri.
BMS akan mengadakan dan mengehadkan pengisian dan pelepasan semasa atau kuasa sekiranya berlaku undervoltage, overvoltage, overtemperature, atau keadaan overcurrent. Sekiranya berlaku kecemasan, BMS akan menghentikan operasi dan melepaskan sambungan elektrik ke setiap kandang bateri. Ini mengandaikan bahawa BMS tidak rosak dan beroperasi secara normal. Walau bagaimanapun, jika kerosakan sel dalaman berlaku, BMS tidak akan dapat mencegah pelarian terma.
Kawalan letupan
Pelarian haba yang membawa kepada kebakaran atau letupan adalah bahaya yang paling serius untuk mencegah atau mengurangkan. Walaupun beberapa panduan mengenai kawalan kebakaran dan penindasan sudah wujud, banyak pengeluar Bess, integrator, dan pengguna akhir berjuang dengan keperluan kawalan letupan. Kawalan letupan dapat dicapai dengan menyediakan salah satu yang berikut:
Sistem perlindungan letupan yang direka, dipasang, dikendalikan, dikekalkan, dan diuji mengikut NFPA 69 (Standard mengenai Sistem Perlindungan Letupan)
Pemasangan dan penyelenggaraan ventilator deflagrasi mengikut NFPA 68 (standard perlindungan letupan untuk ventilator deflagasi)
Sekiranya sistem letupan-bukti dilaksanakan mengikut NFPA 69, kepekatan mudah terbakar harus dikekalkan pada atau di bawah 25% daripada LFL untuk semua perubahan yang dapat dijangka dalam keadaan operasi dan pemuatan bahan. Satu pilihan untuk mencapai keperluan ini ialah pengudaraan atau pencairan udara. Ini boleh dicapai dengan memasang sistem pengudaraan paksa yang boleh diaktifkan secara automatik oleh sistem pengesanan gas apabila tahap kepekatan gas melebihi titik set yang telah ditetapkan.
Di samping itu, pembuangan deflagration mewujudkan laluan untuk mengembangkan gas yang pesat untuk keluar dari kandang sekiranya berlaku deflagrasi. Melindungi kandang Bess boleh mencabar dalam situasi di mana terdapat sedikit udara percuma dan tahap halangan dalaman yang tinggi. Dalam kes ini, kaedah kejuruteraan berasaskan prestasi seperti dinamik cecair pengiraan (CFD) mungkin diperlukan.
