Блог

Mar 20, 2023

Пожаротушение в аккумуляторных системах хранения энергии

Каждый раз, когда большое количество энергии втискивается в ограниченное пространство, происходит

Каждый раз, когда большое количество энергии оказывается в ограниченном пространстве, существует риск того, что она вытечет неконтролируемым образом. Когда это происходит, обычно возникает пожар и возможны взрывы.

Статья из | Stat-X® Конденсированное аэрозольное пожаротушение

Аккумуляторная система накопления энергии (BESS) четко определена своим названием. Это средство хранения электроэнергии в системе батарей для последующего использования. Как система BESS обычно представляет собой набор аккумуляторных модулей и оборудования для управления нагрузкой. Установки BESS могут варьироваться от систем размером с жилой дом до больших массивов контейнеров BESS, поддерживающих ветряные электростанции коммунального уровня или сетевые услуги.

BESS устанавливаются для различных целей. Одним из популярных приложений является хранение избыточной электроэнергии, вырабатываемой из возобновляемых источников энергии. В периоды низкого уровня производства возобновляемой энергии энергия, хранящаяся в BESS, может быть подключена к сети.

Двумя распространенными типами BESS являются свинцово-кислотные батареи и литий-ионные батареи. Оба, по сути, служат одной и той же цели. Однако сегодня около 90% систем BESS относятся к литий-ионным. Литий-ионные батареи получили такое широкое распространение, поскольку они обеспечивают высокую плотность энергии в небольшом, легком корпусе и не требуют особого обслуживания.

Литий-ионные аккумуляторы содержат положительный катод и отрицательный анод. Ионы лития перемещаются от отрицательного анода к положительному во время разряда и обратно при заряде. Этот механизм погружен в ионопроводящий электролит. Электролит представляет собой легковоспламеняющийся жидкий растворитель малой вязкости.

Собранные в корпусе или контейнере литий-ионные батареи называются «ячейками». BESS может содержать десятки, сотни и даже тысячи ячеек для хранения энергии. Элементы обычно упаковываются в модули, установленные на стеллажах, а стойки обычно хранятся в конструкциях типа транспортных контейнеров. Очевидно, что бытовые модели намного меньше и часто устанавливаются в домашнем гараже или подвале.

Каждый раз, когда большое количество энергии оказывается в ограниченном пространстве, существует риск того, что она вытечет неконтролируемым образом. Когда это происходит, обычно возникает пожар и возможны взрывы.

Несколько недавних инцидентов на крупных установках BESS демонстрируют, насколько масштабными могут быть пожары BESS, насколько трудно их тушить и насколько они могут быть опасны для служб экстренного реагирования.

Государственная служба Аризоны управляет крупномасштабной системой BESS на своей площадке солнечных батарей в Сюрпризе, штат Аризона. Был замечен дым, исходящий из литий-ионного контейнера BESS. На место происшествия была вызвана пожарная часть.

Примерно через три часа после прибытия пожарные открыли двери все еще дымящегося контейнера. Когда свежий воздух смешался с горючими парами внутри контейнера, произошел взрыв. Четверо пожарных получили ранения.

Проект «большой батареи» Tesla мощностью 300 МВт пострадал от катастрофического пожара, который горел четыре дня. По общему мнению, это самый крупный пожар BESS в мире на сегодняшний день. Местная пожарная служба столкнулась с серьезными трудностями при тушении. В конечном итоге они охладили окружающие конструкции и позволили огню догореть.

BESS, установленная на частной солнечной ферме, загорелась и горела несколько часов. Огонь уничтожил 140 батарей, нанес структурный ущерб станции и сжег семь энергоблоков. Пострадавших нет, но ущерб от пожара составил более 300 000 долларов.

Хотя все эти инциденты повлекли за собой большие потери от прямого огня, во многих случаях косвенные издержки могут быть намного выше. Время простоя, потеря производительности и ущерб имиджу компании могут быстро превысить потери поврежденного оборудования.

Чтобы понять проблему возгорания BESS, важно понять, почему они выходят из строя. Их характер отказа иллюстрирует, что пожар (и/или взрыв) является конечным результатом многоэтапного процесса. Понимание этого процесса позволяет определить возможности принятия мер для предотвращения катастрофы.