Aku energiasalvestussüsteemide ohutuse parimate tavade juhised
Energiaülemineku kiirenedes kogu maailmas mängib energiasalvestussüsteemide (BESS) hüppeline laienemine roheliste energiasüsteemide toetamisel olulist rolli. 2024. aastal ulatus ülemaailmne kumulatiivne paigaldatud võimsus 150 GW-ni: Hiina saavutas 62 GW, Euroopa 35 GW ja USA lisas umbes 10 GW.
Arvestades arvukalt turualternatiive, peavad osalejad, nagu arendajad, tootjad, teenusepakkujad ja kõik väärtusahela sidusrühmad, tegema teadlikke otsuseid ja tagama täiendavate ohutusmeetmete rakendamise.
Standardse aku valimine
Ohutuse seisukohast on oluline eristada esmast ohutust (õnnetuste vältimiseks võetud meetmed) ja teisest ohutust (kuidas ohte pärast intsidenti paremini kontrollida ja hallata). Põhiline ohutus on otseselt seotud aku või elemendi endaga.
Akusid on erinevat tüüpi ja igal neist on oma eelised. Kõige olulisem tegur on see, kas aku vastab standardile IEC62619. Kasutajad peaksid valima akud vastavalt jaotises pealkirjaga esitatud nõuetele. Leeliselisi või muid mittehappelisi elektrolüüte sisaldavad sekundaarelemendid ja -akud. Tööstuslikes rakendustes kasutatavate sekundaarsete liitiumelementide ja -akude ohutusnõuded.See jaotis käsitleb spetsiaalselt aku ohutust ja on oluliseks viiteks turvalise töö tagamiseks.
Aku moodulite, riiulite ja korpuste ohutu integreerimise tagamine
Moodulite ja riiulite puhul tuleb tagada, et akud vastavad standarditele UL1973 ja IEC62619. UL9540A sertifikaadi läbinud akud näitavad, et need on läbinud range testimise, mis simuleerib termilisi läbimurdeid, et kontrollida leegi leviku vältimist.
Kvalifitseeritud hoonehaldussüsteemi (BMS) ja energiahaldussüsteemi (EMS) valimine
Kõrgeima ohutustaseme tagamise esimene ja kohustuslik samm on ohutute ja nõuetele vastavate akude kasutamine, samas on sama oluline jälgida akude tööd. Seetõttu tuleks kasutusele võtta akuhaldussüsteem (BMS), et tagada aku töökindlus. BMS peab olema sertifitseeritud vastavalt standardile IEC61508 elektriliste, elektrooniliste ja programmeeritavate elektrooniliste ohutussüsteemide jaoks.
BMS genereerib märkimisväärse hulga andmeid, mida energiahaldustarkvara (EMS) loeb ja salvestab lokaalselt ning varundab regulaarselt turvalisse pilvepõhisesse süsteemi. Kõiki andmeid saab kasutada analüütilistel eesmärkidel, et tuvastada aku võimalikke ebakorrapärasusi või kõrvalekaldeid varajases staadiumis ja optimeerida süsteemi jõudlust.
Piloottehnoloogia teeb koostööd MIT uurimisrühmadega, koondades tehisintellekti, akutehnoloogia ja elektrisüsteemide vanemeksperte, et töötada välja tehisintellekti + aku + elektri integreeritud õpperaamistik. See algatus on saavutanud olulise läbimurde ootamatute termiliste rikete varajase hoiatamise võimekuses. Algoritme ajakohastatakse ja valideeritakse pidevalt, kasutades reaalseid tööandmeid enam kui 10 miljonilt akuelemendilt koos ekspertide diagnostikakogemusega. See võimaldab pakkuda terviklikke intelligentseid töö- ja hooldussoovitusi. Ajalooliste andmete põhjaliku analüüsi abil pakub süsteem kohandatud optimeerimisstrateegiaid, mis on kohandatud iga energiasalvestuskoha ainulaadsetele omadustele, rakendades tuhandete rajatiste jaoks „kohapõhist lähenemisviisi“.
Tulekahjujuhtumite parema kontrolli tagamiseks sektsioonideks jaotamine
Kasutajad peaksid BESS-i akud paigaldama vastupidavatesse ja üksteisest isoleeritud kappidesse. See aitab vältida tulekahjude levikut külgnevatesse akukappidesse.
Akude paigutamine eraldi tulekindlatesse korpustesse aitab potentsiaalseid tulekahjusid kontrolli all hoida. Äärmiselt tulekindlad kappide konstruktsioonid pakuvad olulist soojusisolatsiooni, mis minimeerib akude teatud temperatuurivahemikus (tavaliselt 20 °C kuni 23 °C) hoidmiseks vajalikku abienergia tarbimist, olenemata välistemperatuurist.
Kvalifitseeritud tulekahjuanduri ja kustutussüsteemi valimine
Akukappide sektsioonideks jagamine pakub passiivset meetodit ohutuse suurendamiseks, samas kui aktiivsed tulekustutussüsteemid pakuvad veel ühe kaitsekihi. Tulekustutussüsteemi eesmärk on takistada akupõlengu levikut külgnevatele seadmetele – potentsiaalselt peatades väikese, mõne elemendiga seotud intsidendi eskaleerumise ulatuslikuks tulekahjuks, mis võib kahjustada kogu energiasalvestussüsteemi või, mis veelgi hullem, kogu objekti. Standardne tulekahju avastamise ja kustutamise süsteem koosneb tavaliselt suitsu- ja kuumuseanduritest, mis on integreeritud aerosoolpõhisesse tulekustutussüsteemi, millel on automaatne aktiveerimine.
Piloodi BESSkasutab integreeritud juhtimis- ja kustutussüsteemi, mis ühendab kapi tasemel survestamata tulekustutusseadme (sh kontrolleri) survestamata perfluoroheksanooni kustutusseadmega. See integreeritud lähenemisviis pakub kahetasemelist aktiivset ja passiivset kaitset – nii paketi kui ka kapi tasandil.
Kapis asuva kustutusseadme väljund on ühendatud läbistusventiilidega kõrgsurvevoolikute ja kiirühenduste kaudu. Akupaki termilise läbimurde korral edastab mitme anduriga detektor kustutusseadmele häiresignaali, mis seejärel aktiveerib vastava läbistusventiili. Pärast käivitumist vabastab süsteem perfluoroheksanooni kustutusainet kiirühendustorustike ja akupaki tasemel düüside kaudu, sihtides otse kahjustatud akupakki.
Deflagratsioonipaneelide kasutamine personali ohutuse tagamiseks
Personali füüsiline ohutus on esmatähtis. Isegi kui koht on turvaline, võivad hooldustöötajad töötada süsteemi läheduses, et teostada hooldust ja rutiinseid kontrolle. Tulekahju või plahvatuse korral võivad need töötajad viibida akuenergia salvestussüsteemi lähedal. Nende ohutuse kaitsmiseks on paigaldatud deflagratsioonipaneelid, mis suunavad plahvatusjõu ülespoole. See tagab, et piirkonnas töötavad töötajad on kaitstud külgmiste plahvatusmõjude eest.
Tegevuskavade pakkumine hädaolukordadele reageerijatele
Õnnetuse ajal ei pruugi päästetöötajate tegevus olla alati üheselt mõistetav või universaalselt kohaldatav, kuna see võib energiasalvestussüsteemist ja kohalikest oludest olenevalt erineda. Seetõttu on oluline välja töötada kohapealne hädaolukorra lahendamise plaan ja teha tihedat koostööd kohalike hädaolukordadele reageerimise meeskondadega.
"Avariipeatuse" funktsiooni rakendamine
Kui EMS, BMS või mõni muu ohutusseade tuvastab turvaprobleemi või aku anomaalia, peab tulekahjusignalisatsioonisüsteem (BESS) viivitamatult välja lülituma või läbima kontrollitud väljalülituse. Samuti on oluline, et operaatorid või päästetöötajad saaksid aktiveerida käsitsi avariiseiskamisfunktsiooni.
Elektrilise isolatsiooni rikete tuvastamine
Enamik akusid on maandusest elektriliselt isoleeritud. Isolatsiooni terviklikkuse halvenemise või maandusega lühise tekkimise vältimiseks tuleb kasutada standardile IEC 61557 vastavaid täiustatud isolatsiooni jälgimise seadmeid.
Vastavuse tagamine olulistele ohutusstandarditele, nagu IEC ja UL
Ameerika Ühendriikides peavad akutoitel energiasalvestussüsteemid potentsiaalsete ohtude maandamiseks vastama standardile NFPA 855. IEC nõuete kohaselt peavad need süsteemid olema projekteeritud ka vastavalt standardile IEC 62933-2, mis määrab kindlaks võrku integreeritud energiasalvestussüsteemide ohutusnõuded.
Aku energiasalvestussüsteemi varustamine kaitselülitiga
Tööohutuse tagamiseks peab akutoitel töötav energiasalvestussüsteem olema varustatud kõigi vajalike elektriliste lahtiühendamisseadmetega, näiteks koormuslülititega, et garanteerida ohutu isolatsioon hooldustööde ajal.
Süsteemi vastavuse tagamine elektriohutusstandarditele
Vastavust kõigile asjakohastele IEC ja UL elektriohutuspaigaldise standarditele (nt IEC 60364 või NEC artikkel 706 Põhja-Ameerikas) tuleb kontrollida täiustatud kaitsmekaitsesüsteemi abil – eriti nende standardite puhul, mis kaitsevad seadmeid lühiste eest polaarsuste vahel.
Pilot Technology aktiivne ohutussüsteem ühendab ennetava disaini, mitmetasandilise varajase hoiatamise ja etapiviisilise tulekahjule reageerimise: kasutades LFP akusid optimeeritud vahelduvvoolusiinide arhitektuuri ja modulaarse hajutatud disainiga riskide minimeerimiseks; rakendades mitmetasandilist jälgimist. (pinge/vool/takistus sekunditaseme hoiatuste jaoks, temperatuur minutitetaseme kaitse jaoks ja gaasi tuvastamine 30-minutilise leegieelse hoiatuse jaoks); ja progresseeruva tulekahju summutamise kasutamine, sealhulgas aerosooli vabastamine, perfluoroheksanooni süstimine pakendi tasandil ja välised veeühendused jahutamiseks, hapniku isoleerimiseks ja uuesti süttimise vältimiseks.
Aku energiasalvestussüsteemide ohutu transport
Liitiumioonakud liigitatakse transpordiks 9. klassi ohtlikeks materjalideks. Aku energiasalvestussüsteeme tuleb transportida õhu, mere, raudtee või maantee kaudu vastavalt ÜRO standardile 38.3.
KKK
K1: Millistele standarditele peaks kommunaalteenuste ulatusega BESS vastama, et tagada ohutus?
V: Nõuetele vastav elektrisüsteem peaks vastama rahvusvahelistele ja piirkondlikele standarditele, näiteks IEC 62619 akude ohutuse, UL 9540A termilise leviku testimise, NFPA 855 tuleohutuse (USA-s) ja IEC 62933-2 võrku integreerimise ohutuse kohta.
K2: Kuidas saab termilise läbimurde levikut BESS-is vältida?
V: Levikut saab leevendada, kasutades sektsioonideks jaotatud tulekindlaid korpusi, kappide tasemel aerosool-tulekustutussüsteeme (nt perfluoroheksanoonipõhiseid) ja UL 9540A kohaselt sertifitseeritud akusid leegi leviku tõkestamiseks.
K3: Milline roll on hoonete juhtimissüsteemil (BMS) ja erakorralise meditsiinisüsteemil (EMS) hoonete juhtimissüsteemi (BESS) ohutuse suurendamisel?
V: Aku haldussüsteem (BMS) jälgib elementide tasemel parameetreid, et vältida ülekoormust, samas kui energiahaldussüsteem (EMS) analüüsib andmeid anomaaliate varajaseks tuvastamiseks. Mõlemad peaksid funktsionaalse ohutuse tagamiseks vastama standardile IEC 61508.
K4: Miks on hädaolukorra lahendamise plaan BESS-i paigaldiste jaoks kriitilise tähtsusega?
V: Hädaolukorra lahendamise plaanid tagavad, et tuletõrjujatele ja operaatoritele on olemas kohapealsed protokollid, sealhulgas käsitsi avariiseiskamisfunktsioonid ja deflagratsioonipaneelid plahvatusjõudude ohutuks ülespoole suunamiseks.
K5: Millised on akutoitel energiasalvestussüsteemide transportimisel peamised kaalutlused?
V: BESS-seadmeid tuleb transportida 9. klassi ohtlike materjalidena vastavalt ÜRO 38.3 standarditele, mis hõlmavad õhu-, mere-, raudtee- ja maanteetranspordi ohutusteste.
