BESS-in təhlükəsizlik qoruma tədbirləri nələrdir?

BESS-in təhlükəsizlik qoruma tədbirləri nələrdir?

Batteriya Enerji Saxlama Sistemi (BESS) megavat-saatlik enerjini məhdud sahəyə yerləşdirir. Dizayn parametrləri daxilində işlədikdə, onun yüklənməsi və boşalması illər ərzində etibarlı şəkildə baş verir. Yüzlerlə elementdən ibarət rəfdə tək bir element istilik fəlakətinə uğraydıqda, bu hadisə zəncirvari reaksiya ilə bütün konteyneri dəqiqələr içində məhv edə bilər. Düzgün dizayn edilmiş BESS-in təhlükəsizlik arxitekturası bu riski dörd müstəqil qoruma təbəqəsi ilə həll edir.

Birinci təbəqə: Batteriya İdarəetmə Sistemi vasitəsilə element səviyyəsində qoruma

BESS-dəki hər bir litium-ion elementi gərginlik, temperatur və cərəyan əsasında müəyyən edilən təhlükəsiz işləmə pəncərəsinə malikdir. Akkumulyator İdarəetmə Sistemi (BMS) hər bir elementi saniyənin altındakı intervallarla izləyir. Elementin gərginliyi 4,25 V-dan yuxarı qalxarsa — bu, litiumun çöküntüsünün və daxili qısa qapanmanın riskinin artdığı həddir — BMS gücləndirmə sisteminə o sırada verilən yükləmə cərəyanını azaltmağı və ya dayandırmağı əmr edir. Elementin temperaturu boşalma zamanı 60 °C-dən yuxarı qalxarsa, BMS o sırada gücün azaldılmasını və ya tamamilə kəsilməsini təmin edir.

BMS, aktual tutumu nominal tutumla müqayisə edərək sağlamlıq vəziyyətini izləyir. Daxili müqaviməti artdığı üçün orijinal tutumunun 70%-nə qədər deqradasiya olunmuş bir element, sağlam bir elementə nisbətən hər bir yükləmə-boşalma dövründə daha çox istilik yaradır. BMS, bu elementlərin istilik təhlükəsi halına gəlməsindən əvvəl onların əvəz edilməsi üçün xəbərdarlıq verir. Təcrübəli inteqratordan gələn müasir sistemlərdə redundant gərginlik və temperatur hiss edilməsi istifadə olunur — hər bir element moduluna iki müstəqil sensor — belə ki, tək bir sensorun arızalanması heç bir müşahidə boşluğuna səbəb olmur.

İkinci təbəqə: İstilik idarəetməsi və saxlanma

İstilik həm arıza əlamətidir, həm də onun səbəbidir. Aktiv soyutma olmayan 40°C ətraf mühitində işləyən BESS konteynerində yüklənmə-boşalma dövrü nəticəsində yalnız rack-daxili temperatur ətraf temperaturdan 8–12°C qədər yüksələ bilər. 35°C-dən yuxarı davamlı işləmə elementlərin deqradasiyasını eksponent şəkildə sürətləndirir — nominal temperaturdan yuxarı hər 10°C temperatur artımı deqradasiya sürətini təxminən iki dəfə artırır. Maye soyutma sistemləri, hər bir modulla birbaşa təmasda olan soyuq lövhələr vasitəsilə maye soyuducunu dövriyyəyə salaraq, bütün rack üzrə elementlərarası temperatur fərqini ±2°C daxilində saxlayır. Məcburi konveksiyaya malik havayla soyutma sistemləri aşağı sıxlıqlı quraşdırmalar üçün kifayətdir, lakin daha geniş temperatur qradiyentlərinə imkan verir.

Fiziki saxlama sistemi (rack) daxilində bir elementin arızalanmasının digər elementlərə yayılmasını qarşısını alır. Modullar arasındakı polad bölücü lövhələr lokal istiliyi udur və daşıyır. IEC 62485-5 standartına uyğun olaraq ən azı 60 dəqiqəlik yanğın dayanıqlılığı təmin edən maneələr batareya rack-larını konteyner daxilində gücləndirici elektronika, transformatorlar və açar cihazlarından ayırır.

Üçüncü təbəqə: Yanğın aşkarlanması və söndürülmesi

İstilikdən artıq qızma zamanı elektrolit buxarı, karbon monoksid və hidrogen kimi xarakterik aerosol siqnalları ayrılır; bu siqnallar hüceyrənin qaz buraxması və ya alov çıxması üç dəqiqə əvvəl xüsusi off-gas sensorları tərəfindən aşkar edilir. Erkən aşkarlama üç eyni zamanda baş verən tədbiri aktivləşdirir: zədələnmiş zəncirin elektrik bağlantısının kəsilməsi, yanğın təhlükəli qazların çıxarılması üçün konteyner ventilyasiya sisteminin işə salınması və söndürmə sisteminin başlatılması.

Aerosol əsaslı yanğınsöndürmə agentləri konteynerin daxilini elektron cihazlara zərər verməyən, yanma zəncir reaksiyasını molekulyar səviyyədə pozan kalium əsaslı hissəciklərlə doldurur. Su əsaslı sprinkler sistemlərindən fərqli olaraq, aerosol sistemləri sinif B (maye elektrolit) yanğınlarında effektivdir və suyun birikməsi nəticəsində qısa qapanma yolları yaratmır. NFPA 855 standartı 50 kWh-dan çox olan BESS quraşdırmalarının avtomatik yanğınsöndürmə sistemi ilə təmin edilməsini tələb edir; bu sistem batareya kimyasına uyğun olmalıdır.

Dördüncü təbəqə: Elektrik izolyasiyası və şəbəkədən ayrılma

BESS idarəetmə qurğusu nasazlıq vəziyyətini — istilik, elektrik və ya struktur — aşkar etdikdə birinci qoruyucu tədbir həmişə elektrik izolyasiyasıdır. DC tərəfində kontaktorlar batareya rafı ilə enerji çevirmə sistemi arasındakı əlaqəni kəsir. Şəbəkə ilə ümumi birləşmə nöqtəsindəki AC avtomat eyni zamanda açılır və beləliklə, bütöv BESS şəbəkə (şəbəkədən doldurulma) və yük ilə tamamilə ayırılır. Bu galvanik izolyasiya nasazlıq cərəyanının yayılmasını qarşısını alır və konteynerə yaxınlaşan ilk yardımçıların yalnız azalan saxlanılan enerji ilə deyil, aktiv olaraq qidalanan elektrik nasazlığı ilə qarşılaşmamasını təmin edir.

Vəziyyət: Sənaye BESS quraşdırması şəbəkə zirvəsinə davam gətirir

Cənub-Şərqi Asiyada yerləşən istehsalat müəssisəsi, zirvə yükünün azaldılması və ehtiyat enerji təchizatı üçün 2 MWh tutumlu BESS quraşdırdı; bu sistem Çin, Liaoning provinsiyasında yerləşən inteqrasiya olunmuş elektrik avadanlıqları təchizatçısından alınmışdır. Planlaşdırılmamış şəbəkə yenidən qoşulması hadisəsi zamanı 2,7 dəfə nominal gərginlik keçidi yarandı; BMS bu artıq gərginliyi 4 millisaniyə ərzində aşkar etdi və dalğanın akku hüceyrələrinə çatmasından əvvəl DC kontaktorları söndürdü. Müəssisənin istehsal xətti şəbəkə stabiləşənə qədər BESS enerjisi ilə 22 dəqiqə ərzində fəaliyyətini davam etdirdi. Hadisədən sonra aparılan yoxlamada heç bir hüceyrə zədəsi müşahidə edilmədi; bu, BMS-in sağlamlıq vəziyyəti (state-of-health) qeydləri ilə təsdiqləndi.

TEZ TEZ VERİLƏN SORĞULAR

BESS-in işləməsi üçün təhlükəsiz temperatur aralığı nədir?

Lityum dəmir fosfat (LFP) hüceyrələri boşalma zamanı -20°C-dən 60°C-yə qədər, yüklənmə zamanı isə 0°C-dən 45°C-yə qədər təhlükəsiz şəkildə işləyir. Bu aralıqların xaricində işlətmə deqradasiyanı sürətləndirir. Aktiv istilik idarəetmə sistemi hüceyrələri maksimum sikl ömrü üçün optimal 15–35°C diapazonunda saxlayır.

BMS hüceyrənin yaxınlaşan sıradan çıxmasını necə aşkar edir?

BMS yük altında gərginlik düşüşünü, daxili müqavimət tendensiyalarını və elementlər arasındakı gərginlik sapmasını izləyir. Daxili müqaviməti başlanğıc dəyərdən 30% artıq olan və ya gərginliyi sırada orta dəyərdən 100 mV-dən çox sapmış element xəbərdarlıq siqnalları verir.

Aerozol yanğın söndürmə sistemləri BESS üçün təhlükəsizdir?

Bəli. Potasium əsaslı agentlərdən istifadə edən aerozol sistemləri UL 9540A test tələblərinə uyğun olaraq litium-ion akkumulyator yanğınları üçün xüsusi olaraq təsdiqlənib. Onlar keçirici qalıq buraxmır və su əsaslı sistemlərin yaratdığı elektrik təhlükələrini yaratmır.

BESS konteynerləri arasındakı minimum ayrılma məsafəsi nə qədərdir?

NFPA 855 BESS konteynerləri arasındakı və ya BESS konteyneri ilə yaşayış binası arasındakı minimum məsafəni 3 fut (0.9 metr) tələb edir. 250 kWh-dan çox olan böyük quraşdırmalar lokal yanğın kodu düzəlişlərinə görə daha böyük ayrılma məsafəsi tələb edə bilər.

BESS təhlükəsizlik sistemləri nə qədər tez-tez sınaqdan keçirilməlidir?

BMS gərginlik və temperatur kalibrasiyası illik olaraq yoxlanılmalıdır. Yanğın söndürmə sisteminin işləmə qabiliyyəti istehsalçının protokoluna uyğun olaraq yarımillik dövrlərdə sınaqdan keçirilməlidir. Rəfk səviyyəsində tam boşalma tutumunun sınağı hər 2 ildə bir tövsiyə olunur.

BESS-i məşğul binada təhlükəsiz şəkildə quraşdırmaq mümkündürmü?

Bəli, IFC 1206 və NFPA 855 standartlarına uyğun uyğun konteynerləşdirmə və ventilyasiya ilə. LFP kimyası NMC-yə nisbətən daha yüksək termal qaçış başlama temperaturuna malik olduğu üçün daxili quraşdırmalar üçün üstünlük verilir. Sinotech Group kimi təchizatçılar xüsusi olaraq daxili quraşdırma üçün hazırlanmış BESS konfiqurasiyaları təqdim edir.