Aurrekariak

Energia-krisiaren ondorioz, litio-ioizko baterien energia biltegiratzeko sistemak (ESS) gehiago erabili dira azken urteotan, baina istripu arriskutsu batzuk ere izan dira, instalazioetan eta ingurumenean kalteak, galera ekonomikoak eta are gehiago galtzea eragin dutenak. bizitza. Ikerketek aurkitu dute ESSek bateria-sistemekin lotutako estandarrak bete dituen arren, hala nola UL 9540 eta UL 9540A, abusu termikoak eta suteak gertatu direla. Hori dela eta, iraganeko kasuetatik ikasgaiak ikasteak eta arriskuak eta horien kontrako neurriak aztertzeak mesede egingo dio ESS teknologiaren garapenari.

Kasuen berrikuspena

Jarraian, 2019tik gaur arte mundu osoko ESS eskala handiko istripu kasuak laburbiltzen dira, publikoki jakinarazi direnak.

Aurreko istripuen kausak honako bi hauetan laburbil daitezke:

1) Barne-zelulen hutsegite batek bateriaren eta moduluaren abusu termikoa eragiten du eta, azkenik, ESS osoa su harrapatzea edo lehertzea eragiten du.

Zelula abusu termikoak eragindako porrota, funtsean, sute bat eta leherketa baten ondoren ikusten da. Esaterako, 2019an AEBetako Arizonako McMicken zentralaren eta 2021ean Txinako Fengtai zentralaren istripuek sute baten ostean lehertu ziren biak. Fenomeno hori zelula bakar baten hutsegitearen ondorioz sortzen da, eta horrek barne erreakzio kimiko bat abiarazten du, beroa askatuz (erreakzio exotermikoa), eta tenperaturak gora egiten jarraitzen du eta inguruko zelula eta moduluetara hedatzen jarraitzen du, sua edo baita eztanda bat eraginez. Zelula baten hutsegite modua, oro har, gainkargak edo kontrol sistemaren hutsegiteek, esposizio termikoak, kanpoko zirkuitu laburrak eta barneko zirkuitu laburrak eragiten dute (hainbat egoerak eragin ditzakete, hala nola koska edo koska, material ezpurutasunak, kanpoko objektuek sartzeak, etab. ).

Zelularen gehiegikeria termikoaren ondoren, gas sukoia sortuko da. Goitik ikusi ahal izango duzu lehen hiru leherketa kasuek kausa bera dutela, hau da, gas sukoiak ezin direla garaiz deskargatu. Une honetan, bateria, modulua eta edukiontzien aireztapen sistema bereziki garrantzitsuak dira. Orokorrean gasak ihes-balbularen bidez isurtzen dira bateriatik, eta ihes-balbularen presioa erregulatzeak gas erregaien metaketa murrizten du. Moduluaren fasean, oro har, kanpoko haizagailu bat edo maskor baten hozte-diseinua erabiliko da gas erregaiak pilatzea saihesteko. Azkenik, edukiontzien fasean, aireztapen instalazioak eta monitorizazio sistemak ere beharrezkoak dira gas erregaiak husteko.

2) Kanpoko sistema laguntzailearen akatsak eragindako ESS hutsegitea

Sistema osagarriaren hutsegite batek eragindako ESSren hutsegite orokorra bateria-sistematik kanpo gertatzen da normalean eta kanpoko osagaietatik erretzea edo kea izatea eragin dezake. Eta sistemak modu egokian kontrolatzen eta erantzuten duenean, ez du zelulen hutsegiterik edo abusu termikorik ekarriko. Vistra Moss Landing Zentralaren 1. Fasea 2021 eta 2. Fasea 2022ko istripuetan, kea eta sua sortu ziren, matxurak kontrolatzeko eta hutsegite elektrikoko gailuak une horretan itzali zirelako martxan jartzeko fasean eta ezin izan zutelako garaiz erantzun. . Su-erreketa mota hau normalean bateria-sistemaren kanpoaldetik hasten da zelula barrura hedatu baino lehen, beraz, ez dago erreakzio exotermiko bortitzarik eta gas erregai metaketarik, eta, beraz, normalean ez dago leherketarik. Are gehiago, ihinztagailuen sistema garaiz pizten bada, ez du kalte handirik egingo instalazioetan.

2021ean Australiako Geelong-eko "Victorian Power Station" sute-istripua hozgarri isuri batek eragindako bateriaren zirkuitu labur batek eragin zuen, eta horrek gogorarazten digu bateria-sistemaren isolamendu fisikoari arreta jarri behar diogula. Kanpoko instalazioen eta bateria-sistemaren artean tarte jakin bat gordetzea gomendatzen da, elkarren arteko interferentziak saihesteko. Bateriaren sistemak isolamendu-funtzioaz hornitu behar du kanpoko zirkuitu laburrak saihesteko.

Kontraneurriak

Aurreko azterketatik, argi dago ESS istripuen kausak zelularen abusu termikoa eta sistema laguntzailearen porrota direla. Hutsegitea saihestu ezin bada, blokeoaren hutsegitearen ondoren hondatzea gehiago murrizteak galera ere murriztu dezake. Kontraneurriak alderdi hauetatik har daitezke:

Hedapen termikoa blokeatzea zelularen abusu termikoaren ondoren

Isolamendu-hesia gehi daiteke zelularen abusu termikoaren hedapena blokeatzeko, zelulen artean, moduluen artean edo bastidoreen artean instala daitekeena. NFPA 855 (Energia Geldikoen Biltegiratze Sistemak Instalatzeko Araua) eranskinean, erlazionatutako baldintzak ere aurki ditzakezu. Hesia isolatzeko neurri zehatzak zelulen artean ur hotzeko plakak, aerogelak eta antzekoak sartzea dira.

Bateriaren sistemari sua itzaltzeko gailu bat gehi dakioke, zelula bakarrean abusu termikoa gertatzen denean suak itzaltzeko gailua aktibatzeko azkar erreakzionatu dezan. Litio-ioizko sute-arriskuen atzean dagoen kimikak energia biltegiratze-sistemetarako suteak itzaltzeko diseinu desberdina dakar suteak itzaltzeko ohiko soluzioen aldean, hau da, sua itzaltzeko ez ezik, bateriaren tenperatura murrizteko ere. Bestela, zelulen erreakzio kimiko exotermikoak gertatzen jarraituko dute eta berriro piztuko dute.

Suteak itzaltzeko materialak hautatzerakoan ere arreta berezia behar da. Erretako bateriaren karkasaren gainean ura zuzenean ihinztatuz gero, gas nahasketa sukoia sor daiteke. Eta bateriaren karkasa edo markoa altzairuzkoa bada, urak ez du abusu termikoa eragotziko. Zenbait kasutan, bateriaren terminalekin kontaktuan dauden urak edo beste likido mota batzuek ere sua areagotu dezakete. Esaterako, 2021eko irailean Vistra Moss Landing zentraleko sute-istripuan, txostenek adierazi zuten estazioaren hozte-mahukek eta hodi-junturek huts egin zutela, eta ura baterien bastidoretan ihinztatu zen eta, azkenean, bateriak zirkuitu laburra eta arkua eragin zuen.

1.Gas erregaiak garaiz isurtzea

Goiko kasu-txosten guztiek gas erregaien kontzentrazioa leherketen kausa nagusi gisa adierazten dute. Hori dela eta, arrisku hori murrizteko guneen diseinua eta diseinua, gasa kontrolatzeko eta aireztapen sistemak garrantzitsuak dira. NFPA 855 estandarrean gasak etengabe detektatzeko sistema behar dela aipatzen da. Gas erregai maila jakin bat (hau da, LFLren % 25) detektatzen denean, sistemak ihes-aireztapena hasiko du. Horrez gain, UL 9540A proba estandarrak ihesak biltzeko eta LFL gasaren beheko muga detektatzeko eskakizuna ere aipatzen du.

Aireztatzeaz gain, leherketak arintzeko panelak erabiltzea ere gomendatzen da. NFPA 855ean aipatzen da ESSak NFPA 68 (Deflagration Venting by Explosion Protection by Standard) eta NFPA 69 (Standards on Explosion Protection Systems) arabera instalatu eta mantendu behar direla. Dena den, sistemak Sute eta Leherketa Proba (UL 9540A edo baliokidea) betetzen duenean, baldintza horretatik salbuetsita egon daiteke. Hala ere, probaren baldintzak benetako egoeraren guztiz adierazgarriak ez direnez, aireztapena eta leherketen babesa hobetzea gomendatzen da.

2.Sistema laguntzaileen hutsegiteen prebentzioa

Software/firmware programazio desegokiak eta martxan jartzea/abiaraztearen aurretiko prozedurak Victorian Power Station eta Vistra Moss Landing Power Station suteen gertakarietan ere eragin zuen. Victorian Power Station sutean, moduluetako batek eragindako abusu termiko bat ez zen identifikatu edo blokeatu, eta ondorengo sua ere ez zen eten. Egoera hori gertatu izanaren arrazoia da une hartan martxan jartzea ez zela behar, eta sistema eskuz itzali zela, telemetria sistema, matxurak kontrolatzeko eta hutsegite elektrikoko gailua barne. Gainera, Gainbegiratze Kontrola eta Datuak eskuratzea (SCADA) sistema ere ez zegoen oraindik martxan, 24 ordu behar izan baitzituen ekipoen konektibitatea ezartzeko.

Hori dela eta, inaktibo dauden moduluek telemetria aktiboa, matxurak kontrolatzeko eta segurtasun elektrikoko gailuak bezalako gailuak izatea gomendatzen da, blokeo-etengailu baten bidez eskuz itzaltzea baino. Segurtasun elektrikoa babesteko gailu guztiak modu aktiboan mantendu behar dira. Horrez gain, alarma-sistema osagarriak gehitu behar dira hainbat larrialdi-gertaera identifikatu eta erantzuteko.

Vistra Moss Landing Zentralaren 1. eta 2. faseetan ere software-programazio-errore bat aurkitu zen, abiarazte-atalasea gainditzen ez zenez, bateriaren berogailua aktibatu zen. Aldi berean, ur-hodiaren konektorearen hutsegiteak bateriaren goiko geruzaren ihesarekin ura bateriaren modulurako eskuragarri jartzen du eta gero zirkuitu laburra eragiten du. Bi adibide hauek erakusten dute zein garrantzitsua den software/firmwarearen programazioa abiarazteko prozeduraren aurretik egiaztatu eta araztea.

Laburpena

Energia biltegiratzeko estazioko hainbat sute-istripuren analisiaren bidez, lehentasun handia eman behar zaie aireztapenari eta leherketen kontrolari, instalazio eta martxan jartzeko prozedura egokiak, software-programazioaren egiaztapenak barne, bateriaren istripuak saihestu ditzaketenak. Horrez gain, larrialdiei erantzuteko plan integral bat garatu behar da, gas eta substantzia toxikoen sorrerari aurre egiteko.