Fon

Enerji böhranı son bir neçə ildə litium-ion batareyanın enerji saxlama sistemlərini (ESS) daha geniş istifadə etdi, lakin obyektlərə və ətraf mühitə ziyan vuran, iqtisadi itkilərlə və hətta enerji itkisi ilə nəticələnən bir sıra təhlükəli qəzalar da baş verdi. həyat. Araşdırmalar müəyyən edib ki, ESS UL 9540 və UL 9540A kimi akkumulyator sistemləri ilə bağlı standartlara cavab versə də, istilikdən sui-istifadə və yanğınlar baş verib. Buna görə də, keçmiş hadisələrdən dərs almaq və riskləri və onlara qarşı tədbirləri təhlil etmək ESS texnologiyasının inkişafına fayda verəcəkdir.

İşlərin nəzərdən keçirilməsi

Aşağıda 2019-cu ildən bu günə qədər bütün dünyada geniş miqyaslı ESS ilə bağlı ictimaiyyətə bildirilmiş qəza halları ümumiləşdirilmişdir.

Yuxarıda göstərilən qəzaların səbəblərini aşağıdakı iki şəkildə ümumiləşdirmək olar:

1) Daxili hüceyrənin nasazlığı batareyanın və modulun termal sui-istifadəsini tetikler və nəhayət, bütün ESS-nin alışmasına və ya partlamasına səbəb olur.

Hüceyrənin termal sui-istifadəsi nəticəsində yaranan uğursuzluq əsasən yanğının ardından bir partlayış olduğu müşahidə edilir. Məsələn, 2019-cu ildə ABŞ-ın Arizona ştatındakı McMicken elektrik stansiyasında və 2021-ci ildə Çinin Pekin şəhərindəki Fengtai elektrik stansiyasında qəzalar hər ikisi yanğından sonra partladı. Belə bir hadisə daxili kimyəvi reaksiyaya səbəb olan, istilik buraxan (ekzotermik reaksiya) tək bir hüceyrənin sıradan çıxması nəticəsində yaranır və temperatur yüksəlməyə davam edir və yaxınlıqdakı hüceyrələrə və modullara yayılaraq yanğına və ya hətta partlayışa səbəb olur. Hüceyrənin nasazlıq rejimi ümumiyyətlə həddindən artıq yüklənmə və ya idarəetmə sisteminin nasazlığı, termal təsir, xarici qısaqapanma və daxili qısaqapanma (bunlara girinti və ya əyilmə, material çirkləri, xarici obyektlərin nüfuz etməsi və s. kimi müxtəlif şərtlər səbəb ola bilər. ).

Hüceyrənin termal sui-istifadəsindən sonra yanan qaz yaranacaq. Yuxarıda qeyd edə bilərsiniz ki, ilk üç partlayış hadisəsi eyni səbəbə malikdir, yəni yanar qaz vaxtında boşalda bilməz. Bu nöqtədə batareya, modul və konteyner havalandırma sistemi xüsusilə vacibdir. Ümumiyyətlə qazlar batareyadan egzoz klapan vasitəsilə boşaldılır və egzoz klapanının təzyiq tənzimlənməsi yanan qazların yığılmasını azalda bilər. Modul mərhələsində, ümumiyyətlə, yanan qazların yığılmasının qarşısını almaq üçün xarici fan və ya qabığın soyuducu dizaynı istifadə ediləcək. Nəhayət, konteyner mərhələsində yanan qazların boşaldılması üçün ventilyasiya qurğuları və monitorinq sistemləri də tələb olunur.

2) Xarici köməkçi sistemin nasazlığı nəticəsində yaranan ESS nasazlığı

Köməkçi sistemin nasazlığı nəticəsində yaranan ümumi ESS nasazlığı adətən batareya sistemindən kənarda baş verir və xarici komponentlərin yanması və ya tüstülənməsi ilə nəticələnə bilər. Sistem onu ​​izlədikdə və vaxtında reaksiya verdikdə, bu, hüceyrənin sıradan çıxmasına və ya termal sui-istifadəyə səbəb olmayacaqdır. Vistra Moss Eniş Elektrik Stansiyasının Faza 1 2021 və Faza 2 2022 qəzalarında nasazlığın monitorinqi və elektrik nasazlıqdan qorunma qurğuları istismara vermə mərhələsində söndürüldüyü və vaxtında cavab verə bilmədiyi üçün tüstü və yanğın əmələ gəlmişdir. . Bu cür alovun yanması adətən akkumulyator sisteminin kənarından başlayır, nəhayət hüceyrənin içərisinə yayılır, buna görə də şiddətli ekzotermik reaksiya və yanan qazın yığılması olmur və adətən partlayış baş vermir. Üstəlik, çiləyici sistemi vaxtında işə salmaq mümkün olsa, bu, obyektə böyük ziyan vurmayacaq.

2021-ci ildə Avstraliyanın Geelong şəhərində “Viktoriya Elektrik Stansiyası”nda baş vermiş yanğın qəzasına soyuducu sızması nəticəsində yaranan batareyada qısaqapanma səbəb olub ki, bu da akkumulyator sisteminin fiziki izolyasiyasına diqqət yetirməyimizi xatırladır. Qarşılıqlı müdaxilənin qarşısını almaq üçün xarici qurğular və batareya sistemi arasında müəyyən bir boşluq saxlamaq tövsiyə olunur. Xarici qısaqapanmanın qarşısını almaq üçün batareya sistemi də izolyasiya funksiyası ilə təchiz olunmalıdır.

Əks tədbirlər

Yuxarıdakı təhlildən aydın olur ki, ESS qəzalarının səbəbləri hüceyrənin istilikdən sui-istifadəsi və köməkçi sistemin sıradan çıxmasıdır. Arızanın qarşısını almaq mümkün deyilsə, bloklama uğursuzluğundan sonra daha da pisləşməni azaltmaq da itkini azalda bilər. Qarşılıqlı tədbirlər aşağıdakı aspektlərdən nəzərdən keçirilə bilər:

Hüceyrənin termal sui-istifadəsindən sonra termal yayılmasının qarşısının alınması

Hüceyrələr arasında, modullar arasında və ya raflar arasında quraşdırıla bilən hüceyrənin istilik sui-istifadəsinin yayılmasının qarşısını almaq üçün izolyasiya maneəsi əlavə edilə bilər. NFPA 855 (Stasionar Enerji Saxlama Sistemlərinin Quraşdırılması Standartı) əlavəsində siz həmçinin müvafiq tələbləri tapa bilərsiniz. Baryeri təcrid etmək üçün xüsusi tədbirlərə hüceyrələr arasında soyuq su plitələrinin, aerojel və laykların daxil edilməsi daxildir.

Batareya sisteminə yanğınsöndürmə cihazı əlavə oluna bilər ki, bir kamerada istilikdən sui-istifadə baş verdikdə yanğınsöndürmə cihazını aktivləşdirmək üçün tez reaksiya verə bilsin. Litium-ion yanğın təhlükələrinin arxasında duran kimya enerji saxlama sistemləri üçün adi yanğınsöndürmə həllərindən fərqli olaraq yanğın söndürmə dizaynına gətirib çıxarır ki, bu da təkcə yanğını söndürmək deyil, həm də batareyanın temperaturunu azaltmaqdır. Əks halda, hüceyrələrin ekzotermik kimyəvi reaksiyaları davam edəcək və yenidən alovlanmaya səbəb olacaq.

Yanğınsöndürmə materiallarını seçərkən də əlavə diqqət tələb olunur. Su birbaşa yanan batareyanın korpusuna püskürərsə, yanan qaz qarışığı əmələ gələ bilər. Batareyanın korpusu və ya çərçivəsi poladdan hazırlanırsa, su termal sui-istifadənin qarşısını almayacaq. Bəzi hallar göstərir ki, batareya terminalları ilə təmasda olan su və ya digər növ mayelər də yanğını gücləndirə bilər. Məsələn, 2021-ci ilin sentyabrında Vistra Moss Landing elektrik stansiyasında baş vermiş yanğın qəzasında hesabatlarda stansiyanın soyuducu şlanqlarının və boru birləşmələrinin sıradan çıxması, suyun akkumulyator raflarına sıçramasına və nəticədə batareyaların qısaqapanmasına və qövsə səbəb olduğu göstərilib.

1.Yanan qazların vaxtında emissiyası

Yuxarıda göstərilən bütün iş hesabatlarında partlayışların əsas səbəbi kimi yanan qazların konsentrasiyası göstərilir. Buna görə də, sahənin dizaynı və yerləşdirilməsi, qaz monitorinqi və ventilyasiya sistemləri bu riski azaltmaq üçün vacibdir. NFPA 855 standartında davamlı qaz aşkarlama sisteminin tələb olunduğu qeyd olunur. Müəyyən bir səviyyədə yanan qaz (yəni LFL-in 25% -i) aşkar edildikdə, sistem işlənmiş ventilyasiyaya başlayacaq. Bundan əlavə, UL 9540A test standartında işlənmiş qazların yığılması və LFL qazının aşağı həddinin aşkarlanması tələbi də qeyd olunur.

Havalandırma ilə yanaşı, partlama relyef panellərinin istifadəsi də tövsiyə olunur. NFPA 855-də qeyd olunur ki, ESS-lər NFPA 68 (Deflagration Venting ilə Partlayışdan Mühafizə Standartı) və NFPA 69 (Partlayışdan Mühafizə Sistemləri üzrə Standartlar) uyğun olaraq quraşdırılmalı və saxlanılmalıdır. Bununla belə, sistem Yanğın və Partlayış Testinə (UL 9540A və ya ekvivalenti) uyğun olduqda, o, bu tələbdən azad edilə bilər. Bununla belə, sınaq şərtləri həqiqi vəziyyəti tam əks etdirmədiyi üçün ventilyasiya və partlayışdan mühafizənin gücləndirilməsi tövsiyə olunur.

2. Köməkçi sistemlərin nasazlığının qarşısının alınması

Qeyri-adekvat proqram təminatı/firmware proqramlaşdırması və işə salma/başlamaqabağı prosedurlar da Viktoriya Elektrik Stansiyasında və Vistra Moss Eniş Elektrik Stansiyasında yanğın hadisələrinə səbəb olub. Viktoriya Elektrik Stansiyasında baş verən yanğında modullardan birinin başlatdığı istilik sui-istifadəsi müəyyən edilmədi və ya bloklanmadı və sonrakı yanğın da kəsilmədi. Bu vəziyyətin baş verməsinin səbəbi odur ki, o zaman istismara verilməsi tələb olunmur və sistemin telemetriya sistemi, nasazlıqların monitorinqi və elektrik xətlərindən qorunma qurğusu da daxil olmaqla əl ilə bağlanmasıdır. Bundan əlavə, Nəzarət Nəzarəti və Məlumatların Alınması (SCADA) sistemi də hələ fəaliyyət göstərməmişdi, çünki avadanlığın əlaqəsini qurmaq 24 saat çəkmişdir.

Buna görə də, hər hansı boş modulların kilidləmə açarı ilə əl ilə bağlanmaq əvəzinə, aktiv telemetriya, nasazlığın monitorinqi və elektrik təhlükəsizliyi cihazları kimi cihazlara sahib olması tövsiyə olunur. Bütün elektrik təhlükəsizliyi mühafizə vasitələri aktiv rejimdə saxlanmalıdır. Bundan əlavə, müxtəlif fövqəladə hadisələri müəyyən etmək və onlara cavab vermək üçün əlavə siqnalizasiya sistemləri əlavə edilməlidir.

Vistra Moss Landing Elektrik Stansiyasının Faza 1 və 2-də proqram təminatının proqramlaşdırılması xətası da aşkar edildi, çünki işəsalma həddi keçilməmişdir, batareyanın soyuducusu işə salınmışdır. Eyni zamanda, akkumulyatorun yuxarı təbəqəsinin sızması ilə su borusu konnektorunun nasazlığı suyu akkumulyator moduluna çatdırır və sonra qısaqapanmaya səbəb olur. Bu iki nümunə proqramın/firmware proqramlaşdırmasının işə başlama prosedurundan əvvəl yoxlanılmasının və sazlanmasının nə qədər vacib olduğunu göstərir.

Xülasə

Enerji anbarında baş verən bir neçə yanğın qəzasının təhlili vasitəsilə akkumulyator qəzalarının qarşısını ala biləcək ventilyasiya və partlayışa nəzarət, düzgün quraşdırma və istismara vermə prosedurlarına, o cümlədən proqram təminatının yoxlanılmasına yüksək üstünlük verilməlidir. Bundan əlavə, zəhərli qazların və maddələrin əmələ gəlməsi ilə mübarizə aparmaq üçün hərtərəfli fövqəladə hallar planı hazırlanmalıdır.