Eftergrûn

De enerzjykrisis hat lithium-ion-batterij-enerzjy-opslachsystemen (ESS) de ôfrûne jierren mear brûkt makke, mar der binne ek in oantal gefaarlike ûngelokken west mei skea oan foarsjennings en miljeu, ekonomysk ferlies, en sels ferlies fan libben. Ûndersiken hawwe fûn dat ek al ESS hawwe foldien noarmen yn ferbân mei batterij systemen, lykas UL 9540 en UL 9540A, termyske misbrûk en brannen hawwe bard. Dêrom sil it learen fan lessen út eardere gefallen en it analysearjen fan 'e risiko's en har tsjinmaatregels de ûntwikkeling fan ESS-technology profitearje.

Cases resinsje

It folgjende gearfettet ûngelokgefallen fan grutskalige ESS rûn de wrâld fan 2019 oant no ta, dy't iepenbier binne rapporteare.

De oarsaken fan 'e boppesteande ûngemakken kinne wurde gearfette as de folgjende twa:

1) In falen fan ynterne sel trigger termyske misbrûk fan 'e batterij en module, en úteinlik feroarsaket de hiele ESS in fjoer of eksplodearje.

It mislearjen feroarsake troch termyske misbrûk fan sel wurdt yn prinsipe waarnommen dat in brân folge troch in eksploazje. Bygelyks, ûngelokken fan 'e McMicken-krêftsintrale yn Arizona, FS yn 2019 en de Fengtai-krêftsintrale yn Peking, Sina yn 2021, eksplodearren beide nei in brân. Sa'n ferskynsel wurdt feroarsake troch it mislearjen fan in inkele sel, dy't trigger in ynterne gemyske reaksje, it frijlitten fan waarmte (exothermic reaksje), en de temperatuer bliuwt te rizen en fersprieden nei tichtby lizzende sellen en modules, wêrtroch in brân of sels in eksploazje. De mislearringsmodus fan in sel wurdt oer it generaal feroarsake troch mislearring fan oerladen of kontrôlesysteem, termyske bleatstelling, eksterne koartsluting en ynterne koartsluting (wat kin wurde feroarsake troch ferskate betingsten lykas ynspringing of dent, materiaal ûnreinheden, penetraasje troch eksterne objekten, ensfh. ).

Nei it thermyske misbrûk fan 'e sel sil brânber gas produsearre wurde. Fan boppe kinne jo fernimme dat de earste trije gefallen fan eksploazje hawwe deselde oarsaak, dat is flammable gas kin net lossen op 'e tiid. Op dit punt binne de batterij, de module en it kontenerfentilaasjesysteem benammen wichtich. Algemien wurde gassen út 'e batterij ûntslein troch it útlaatklep, en de drukregeling fan' e útlaatklep kin de accumulation fan brânbere gassen ferminderje. Yn 'e modulstadium sil oer it algemien in eksterne fan as in koelûntwerp fan in shell wurde brûkt om de accumulation fan brânbere gassen te foarkommen. Uteinlik binne yn 'e kontenerfase ek fentilaasjefoarsjenningen en monitoaringssystemen ferplicht om brânbere gassen te evakuearjen.

2) ESS mislearring feroarsake troch eksterne helptiidwurd systeem falen

In algemiene ESS-flater feroarsake troch in helpsysteemfal komt typysk bûten it batterijsysteem foar en kin resultearje yn brân of reek fan eksterne komponinten. En doe't it systeem kontrolearre en reagearre op 'e tiid, it sil net liede ta sel syn falen of termyske misbrûk. By de ûngemakken fan Vistra Moss Landing Sintrale Fase 1 2021 en Fase 2 2022 binne reek en fjoer ûntstien om't de steuringskontrôle en de elektryske falfeilige apparaten op dat stuit yn 'e ynfalfaze útskeakele wiene en net op tiid reagearje koenen . Dit soarte fan flamme baarnende begjint meastentiids fan 'e bûtenkant fan' e batterij systeem foardat it úteinlik ferspriedt nei de binnenkant fan 'e sel, dus der is gjin gewelddiedich exothermic reaksje en brânbere gas accumulation, en sa meastal gjin eksploazje. As it sprinklersysteem op 'e tiid ynskeakele wurde kin, soarget it boppedat gjin grutte skea oan de foarsjenning.

It brânûngelok "Victorian Power Station" yn Geelong, Austraalje yn 2021 waard feroarsake troch in koartsluting yn 'e batterij feroarsake troch in koelmiddellekkage, wat ús herinnert om omtinken te jaan oan it fysike isolaasje fan it batterijsysteem. It is oan te rieden om in bepaalde romte te hâlden tusken eksterne foarsjenningen en it batterijsysteem om ûnderlinge ynterferinsje te foarkommen. It batterijsysteem moat ek wurde foarsjoen fan isolaasjefunksje om eksterne koartsluting te foarkommen.

Tsjinmaatregels

Ut 'e boppesteande analyze is it dúdlik dat de oarsaken fan ESS-ûngemakken it thermyske misbrûk fan' e sel binne en it mislearjen fan it helpsysteem. As it mislearjen net kin wurde foarkommen, dan kin it ferminderjen fan de fierdere efterútgong nei it blokkearjende mislearjen ek it ferlies ferminderje. De tsjinmaatregels kinne wurde beskôge út de folgjende aspekten:

It blokkearjen fan de termyske fersprieding nei termyske misbrûk fan 'e sel

Isolaasjebarriêre kin tafoege wurde om de fersprieding fan termyske misbrûk fan 'e sel te blokkearjen, dy't kin wurde ynstalleare tusken de sellen, tusken de modules of tusken de racks. Yn 'e taheakke fan NFPA 855 (Standert foar ynstallaasje fan Stationary Energy Storage Systems) kinne jo ek de relatearre easken fine. Spesifike maatregels om de barriêre te isolearjen omfetsje it ynfoegjen fan kâld wetterplaten, aerogel en likes tusken de sellen.

In fjoer ûnderdrukking apparaat kin wurde tafoege oan it batterij systeem, sadat it kin reagearje fluch te aktivearjen it fjoer ûnderdrukking apparaat as termyske misbrûk optreedt yn ien sel. De skiekunde efter lithium-ion-brângefaar liedt ta in oar fjoerûnderdrukkingûntwerp foar enerzjyopslachsystemen as konvinsjonele brânbestridingsoplossingen, dat is net allinich om it fjoer te blussen, mar ek om de temperatuer fan 'e batterij te ferminderjen. Oars sille de eksotermyske gemyske reaksjes fan 'e sellen trochgean te foarkommen en in opnij ûntstekking útlizze.

Ekstra soarch is ek nedich by it selektearjen fan brânblusmaterialen. As it wetter wurdt spuite direkt op de baarnende batterij casing kin produsearje in flammable gas mingsel. En as de batterij casing of frame is makke fan stiel, wetter sil net foarkomme termyske misbrûk. Guon gefallen litte sjen dat wetter of oare soarten flüssigens yn kontakt mei de batterijklemmen it fjoer ek fergrutsje kinne. Bygelyks, yn it brânûngelok fan Vistra Moss Landing-sintrale yn septimber 2021, melde rapporten dat de koelslangen en buiskoppelingen fan it stasjon mislearre, wêrtroch wetter op de batterijrekken spuite en úteinlik de batterijen koartsluten en boogen.

1.Timely útstjit fan brânbere gassen

Alle boppesteande saakrapporten wize op konsintraasjes fan brânbere gassen as de primêre oarsaak fan eksploazjes. Dêrom binne sideûntwerp en yndieling, gasmonitoring en fentilaasjesystemen wichtich foar it ferminderjen fan dit risiko. Yn NFPA 855-standert wurdt neamd dat in trochgeand gasdeteksjesysteem fereaske is. As in bepaald nivo fan brânber gas (dus 25% fan LFL) wurdt ûntdutsen, sil it systeem útlaatventilaasje begjinne. Derneist neamt de UL 9540A teststandert ek de eask om útlaat te sammeljen en de legere limyt fan gas LFL te detektearjen.

Njonken ventilaasje wurdt it gebrûk fan eksploazje-reliëfpanielen ek oanrikkemandearre. It wurdt neamd yn NFPA 855 dat ESS's moatte wurde ynstalleare en ûnderhâlden yn oerienstimming mei NFPA 68 (Standert op Explosion Protection by Deflagration Venting) en NFPA 69 (Standards on Explosion Protection Systems). As it systeem lykwols foldocht oan 'e Fire and Explosion Test (UL 9540A as lykweardich), kin it lykwols wurde frijsteld fan dizze eask. Om't de testbetingsten lykwols net folslein represintatyf binne foar de wiere situaasje, wurdt in ferbettering fan fentilaasje en eksploazjebeskerming oanrikkemandearre.

2.Failure previnsje fan auxiliary systemen

Unfoldwaande software / firmware programmearring en yn gebrûk nommen / pre-start prosedueres ek bydroegen oan de Victorian Power Station en Vistra Moss Landing Power Station brân ynsidinten. Yn de Victorian Power Station fjoer, in termyske misbrûk inisjearre troch ien fan de modules waard net identifisearre of blokkearre, en it fjoer folgjende waard ek net ûnderbrutsen. De reden wêrom't dizze situaasje barde is dat it yn gebrûk nimmen wie net nedich op 'e tiid, en it systeem waard mei de hân ôfsluten, ynklusyf telemetry systeem, fout tafersjoch en elektryske fail-safe apparaat. Derneist wie it systeem Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) ek noch net operasjoneel, om't it 24 oeren duorre om apparatuerferbining te fêstigjen.

Dêrom wurdt it oanrikkemandearre dat alle idle modules apparaten moatte hawwe lykas aktive telemetry, foutmonitoring en elektryske feiligensapparaten, yn stee fan manuell ôfsletten fia in lock-out switch. Alle elektryske feiligensbeskermingsapparaten moatte yn aktive modus hâlden wurde. Derneist moatte ekstra alarmsystemen tafoege wurde om ferskate needeveneminten te identifisearjen en te reagearjen.

In softwareprogrammearringsflater waard ek fûn yn 'e Vistra Moss Landing Power sintrale Fase 1 en 2, om't de opstartdrompel net oerhelle waard, waard de batterijkoeler aktivearre. Tagelyk, de wetter piip Connector mislearjen mei it lekken fan boppeste laach fan de batterij meitsje it wetter beskikber foar de batterij module en dan feroarsaakje koartsluting. Dizze twa foarbylden litte sjen hoe wichtich it is foar software / firmware-programmearring om te kontrolearjen en te debuggen foarôfgeand oan de opstartproseduere.

Gearfetting

Troch de analyze fan ferskate brânûngemakken yn enerzjyopslachstasjon moat hege prioriteit wurde jûn oan fentilaasje- en eksploazjekontrôle, juste ynstallaasje- en ynstjoeringsprosedueres, ynklusyf kontrôles foar softwareprogrammearring, dy't batterijûngemakken kinne foarkomme. Dêrnjonken moat in wiidweidich plan foar needbestriding ûntwikkele wurde om te gean mei de generaasje fan giftige gassen en stoffen.