Zapobieganie awarii w akumulatorowych magazynach energii

Mimo, że akumulatory litowo-jonowe w magazynach energii cieszą się dobrą sławą, to jednak nie jest to rozwiązanie zupełnie pozbawione wad. Ich użytkowanie może czasem budzić obawy, dlatego firmy na całym świecie pracują nad ich niezawodnością a kwestie związane z zapobieganiem awarii traktują jako priorytet. Bezpieczne działanie branży magazynowania energii jest możliwe dzięki integracji kilku systemów.

Czy akumulatory litowo-jonowe są bezpieczne? Nad odpowiedzią na to pytanie zastanawialiśmy się w poprzednim artykule. Z przeprowadzonych analiz wynika, że akumulatory litowo-jonowe uchodzą za bezpieczne. Rzadko się zapalają lub eksplodują. Mimo to zdarzają się wyjątki a one nie pozostają bez wpływu na branżę i powszechną opinię.

Przypadki awarii akumulatorowych magazynów energii

Oto niektóre głośne przypadki pożarów akumulatorów litowo-jonowych z ostatnich lat:

  • Belgia, listopad 2017: pożar w magazynie energii podłączonym do sieci w pobliżu Brukseli, skutkował powstaniem chmury toksycznych oparów,
  • USA, kwiecień 2019: eksplozja systemu w zakładzie usług publicznych w Arizonie, stwierdzono poważne obrażenia u 8 strażaków,
  • Korea, 2017-2019: 28 pożarów akumulatorowych magazynów energii, zawieszono 522 obiekty magazynujące energię w akumulatorach litowo-jonowych.

Sytuacje te były niebezpieczne i wynikały z awarii związanych z akumulatorami. Dlatego po tych wypadkach zakłady energetyczne przykładają większą wagę do bezpieczeństwa w akumulatorowych magazynach energii. Duży nacisk kładziony jest też na należyte zarządzanie akumulatorami, co może zmniejszać ryzyko ucieczki termicznej i pożaru. Takie incydenty, jeśli już wystąpią, są trudne do zatrzymania, więc zapobieganie im stało się kluczowe.

Systemy wczesnego wykrywania zagrożenia

Ucieczka termiczna i pożary są trudne do zatrzymania, dlatego zapobieganie im nabiera znaczenia. Dzięki wspólnym wysiłkom wielu podmiotów udało się opracować systemy wykrywania awarii. Wcześniejsze rozpoznanie znaków ostrzegawczych pozwala na zmniejszenie skali szkody, uruchomienie zabezpieczeń lub wyłączenie systemu przed utratą nad nim kontroli. Dodatkowo zrozumienie etapów awarii umożliwia opracowanie bardziej skutecznego systemu obrony. To pozwala zapobiec podobnym zdarzeniom w przyszłości.

Cztery etapy awarii akumulatorów litowo-jonowych

  1. Nadużycia akumulatorów, uszkodzenie ogniwa, wzrost temperatury i ciśnienia ogniwa.
  2. Wytwarzanie gazów odlotowych, ulatnianie się gazów palnych.
  3. Ucieczka termiczna, gwałtowny wzrost temperatury, dym.
  4. Generowanie ognia, niekontrolowane przejście ognia do sąsiadujących modułów i materiałów budowlanych
działanie systemu bezpieczeństwa akumulatorów litowo-jonowych
źródło: Energy Storage News

Jak uniknąć awarii akumulatorowych magazynów energii?

Cały proces dobrze został rozrysowany na załączonej grafice. Dokładne przeanalizowanie etapów awarii pozwala wyznaczyć moment, w którym wczesna interwencja może zapobiec ucieczce ciepła. Skuteczne rozwiązanie zapobiegania ryzyku związanemu z akumulatorami litowo-jonowymi wykorzystuje czujniki monitorujące i referencyjne. Czujniki sprawdzają szafy akumulatorów pod kątem obecności gazów odlotowych.

Zagrożenia pożarowego można uniknąć wyłączając akumulatory przed wystąpieniem niekontrolowanej wysokiej temperatury. Jednak aby tego dokonać, niezbędne są wczesne środki wykrywania awarii w pierwszym lub drugim etapie. Uwolnienie gazów odlotowych jest jednym z najlepszych wczesnych sygnałów ostrzegawczych. Drugi etap to też ostatni moment, aby wdrożyć działania zapobiegające utracie kontroli temperatury i w konsekwencji pożaru. Po zapaleniu się ognia nie ma mowy już o zapobieganiu a przeciwdziałanie jest trudne. Zwłaszcza, że konstrukcja szafy akumulatorów litowo-jonowych sprzyja rozprzestrzenianiu się ognia.

Jednak bezpieczne działanie branży magazynowania energii jest możliwe, dzięki integracji kilku elementów. To jest priorytetowe. Takie podejście zapewnia optymalną ochronę przeciwpożarową i chroni aktywa. Przede wszystkim chodzi o integrację systemu wczesnego wykrywania gazów odlotowych i systemu wykrywana i gaszenia pożaru. Ich połączenie tworzy rozwiązanie pełniejsze, które powinno zapewnić wczesną reakcję i możliwość rozwiązania problemu.

Źródła:

https://www.energy-storage.news/blogs/preventing-thermal-runaway-in-lithium-ion-energy-storage-systems

https://www.power-eng.com/energy-storage/energy-storage-preventing-thermal-runaway-before-it-begins/#gref

https://www.diabatix.com/blog/prevent-thermal-runaway

https://www.cell.com/cell-reports-physical-science/pdfExtended/S2666-3864(21)00045-X

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Proszę wpisać swój komentarz!
Proszę podać swoje imię tutaj

Najnowsze

PARTNER STRATEGICZNY PORTALU

Kategorie

BĄDŹMY W KONTAKCIE