বিইএসএস-এর নিরাপত্তা সুরক্ষা ব্যবস্থা কী কী?

বিইএসএস-এর নিরাপত্তা সুরক্ষা ব্যবস্থা কী কী?

একটি ব্যাটারি এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেম (বিইএসএস) একটি সীমিত স্থানে মেগাওয়াট-ঘণ্টা শক্তি সংরক্ষণ করে। ডিজাইন প্যারামিটারের মধ্যে কাজ করার সময়, এটি বছরের পর বছর ধরে নির্ভরযোগ্যভাবে চার্জ ও ডিসচার্জ করে। যখন শতাধিক সেলের একটি র‍্যাকের মধ্যে একটি মাত্র সেল তাপীয় অস্থিতিতে প্রবেশ করে, তখন সেই ঘটনার ধারাবাহিক প্রভাব মিনিটের মধ্যে সমগ্র কন্টেইনারটিকে ধ্বংস করে দিতে পারে। সঠিকভাবে ডিজাইন করা বিইএসএস-এর নিরাপত্তা আর্কিটেকচার এই ঝুঁকিকে চারটি স্বাধীন সুরক্ষা স্তরের মাধ্যমে মোকাবেলা করে।

প্রথম স্তর: ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেমের মাধ্যমে সেল-স্তরে সুরক্ষা

বিইএসএস-এর প্রতিটি লিথিয়াম-আয়ন সেলের একটি নিরাপদ অপারেটিং উইন্ডো রয়েছে, যা ভোল্টেজ, তাপমাত্রা এবং কারেন্ট দ্বারা সংজ্ঞায়িত। ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম (বিএমএস) প্রতিটি সেলকে সেকেন্ডের চেয়ে কম সময়ের ব্যবধানে মনিটর করে। যখন চার্জিংয়ের সময় কোনো সেলের ভোল্টেজ ৪.২৫ ভোল্ট অতিক্রম করে—যা লিথিয়াম প্লেটিং এবং আন্তরিক শর্ট-সার্কিটের ঝুঁকি দ্রুত বৃদ্ধি পাওয়ার থ্রেশহোল্ড—তখন বিএমএস পাওয়ার কনভার্সন সিস্টেমকে সেই স্ট্রিং-এর চার্জিং কারেন্ট হ্রাস করতে বা বন্ধ করতে নির্দেশ দেয়। যখন ডিসচার্জিংয়ের সময় কোনো সেলের তাপমাত্রা ৬০° সেলসিয়াস অতিক্রম করে, তখন বিএমএস সেই স্ট্রিং-এর ক্ষমতা হ্রাস করে বা সম্পূর্ণরূপে বিচ্ছিন্ন করে।

বিএমএস প্রকৃত ক্ষমতাকে নামপ্লেট ক্ষমতার সঙ্গে তুলনা করে স্বাস্থ্য অবস্থা ট্র্যাক করে। যখন কোনো সেলের ক্ষমতা মূল ক্ষমতার ৭০% এ নেমে আসে, তখন সেটি একটি সুস্থ সেলের চেয়ে প্রতি চার্জ-ডিসচার্জ চক্রে বেশি তাপ উৎপন্ন করে, কারণ এর অভ্যন্তরীণ রোধ বৃদ্ধি পেয়েছে। বিএমএস সেগুলোকে তাপীয় ঝুঁকি হয়ে ওঠার আগেই প্রতিস্থাপনের জন্য চিহ্নিত করে। অভিজ্ঞ ইন্টিগ্রেটরদের আধুনিক সিস্টেমগুলোতে ভোল্টেজ ও তাপমাত্রা পরিমাপের জন্য ডুপ্লিকেট সেন্সর ব্যবহার করা হয়—প্রতিটি সেল মডিউলে দুটি স্বতন্ত্র সেন্সর—যাতে একটি সেন্সর ব্যর্থ হলেও কোনো অদৃশ্য বিন্দু তৈরি হয় না।

স্তর দুই: তাপীয় ব্যবস্থাপনা ও ধারণ

তাপ ব্যর্থতার একটি লক্ষণ এবং কারণ উভয়ই। ৪০°সেলসিয়াস পরিবেশে সক্রিয় শীতলীকরণ ছাড়া একটি বিইএসএস কন্টেইনার চার্জ-ডিসচার্জ চক্রের কারণে শুধুমাত্র অভ্যন্তরীণ র‍্যাক তাপমাত্রা পরিবেশের চেয়ে ৮–১২°সেলসিয়াস বেশি হয়ে যায়। ৩৫°সেলসিয়াসের উপরে চলমান অব্যাহত অপারেশন কোষের ক্ষয়কে ঘাতকভাবে ত্বরান্বিত করে—নমুনা তাপমাত্রার উপরে প্রতি ১০°সেলসিয়াস বৃদ্ধিতে ক্ষয় হার প্রায় দ্বিগুণ হয়। তরল শীতলীকরণ ব্যবস্থা, যা প্রতিটি মডিউলের সঙ্গে সরাসরি যোগাযোগে থাকা শীতল প্লেটের মধ্য দিয়ে শীতলকারী তরল সঞ্চালিত করে, সমগ্র র‍্যাকের মধ্যে কোষ-থেকে-কোষ তাপমাত্রা পার্থক্যকে ±২°সেলসিয়াস-এর মধ্যে রাখে। বাধ্যতামূলক সঞ্চালনসহ বাতাস-শীতলীকরণ ব্যবস্থা নিম্ন-ঘনত্বের ইনস্টলেশনের জন্য যথেষ্ট, কিন্তু এটি বৃহত্তর তাপমাত্রা পার্থক্য সহ্য করে।

র‍্যাকের মধ্যে শারীরিক ধরে রাখা একটি একক সেলের ব্যর্থতা ছড়িয়ে পড়া রোধ করে। মডিউলগুলির মধ্যে ইস্পাত বিভাজক প্লেটগুলি স্থানীয়ভাবে উৎপন্ন তাপ শোষণ ও বিলীন করে। আইইসি ৬২৪৮৫-৫ অনুযায়ী ন্যূনতম ৬০ মিনিটের অগ্নি-প্রতিরোধী বাধা কন্টেইনারের মধ্যে ব্যাটারি র‍্যাকগুলিকে পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স, ট্রান্সফরমার এবং সুইচগিয়ার থেকে পৃথক করে।

স্তর তিন: অগ্নিসনাক্তকরণ ও অগ্নিনিবারণ

তাপীয় চলন একটি বৈশিষ্ট্যপূর্ণ এয়ারোসল সংকেত নির্গত করে—ইলেকট্রোলাইট বাষ্প, কার্বন মনোক্সাইড এবং হাইড্রোজেন—যা সেলটি গ্যাস নির্গত করা বা শিখা দেখা দেওয়ার ৩–৫ মিনিট আগে নির্দিষ্ট অফ-গ্যাস সেন্সরগুলি দ্বারা সনাক্ত করা যায়। প্রাথমিক সনাক্তকরণ তিনটি একসাথে কাজ শুরু করে: প্রভাবিত স্ট্রিংটির বৈদ্যুতিক সংযোগ বিচ্ছিন্ন করা, দহনযোগ্য গ্যাস অপসারণের জন্য কন্টেইনারের ভেন্টিলেশন সিস্টেম সক্রিয় করা এবং অগ্নিনিবারণ সিস্টেম চালু করা।

অ্যারোসল-ভিত্তিক অগ্নিনিবারণ এজেন্টগুলি পটাশিয়াম-ভিত্তিক কণিকা দিয়ে ধারকের অভ্যন্তর ভরে দেয়, যা ইলেকট্রনিক্সকে ক্ষতিগ্রস্ত না করে অণুস্তরে দহন শৃঙ্খল প্রতিক্রিয়াকে বাধাগুলি দেয় এবং কোনো অবশিষ্টাংশ রাখে না। জল-ভিত্তিক স্প্রিংকলারের বিপরীতে, অ্যারোসল সিস্টেমগুলি ক্লাস বি (তরল ইলেকট্রোলাইট) আগুনের বিরুদ্ধে কার্যকর এবং জমা হওয়া জলের মাধ্যমে শর্ট-সার্কিট পথ তৈরি করে না। NFPA 855 এর নির্দেশ অনুযায়ী, ৫০ কিলোওয়াট-ঘণ্টার বেশি ক্ষমতার BESS ইনস্টলেশনগুলিকে ব্যাটারির রাসায়নিক গঠনের উপযুক্ত স্বয়ংক্রিয় অগ্নিনিবারণ সিস্টেম দ্বারা রক্ষা করতে হবে।

চতুর্থ স্তর: বৈদ্যুতিক বিচ্ছিন্নতা এবং গ্রিড ডিকাপ্লিং

যখন বিইএসএস কন্ট্রোলার একটি ত্রুটির অবস্থা—তাপীয়, বৈদ্যুতিক বা গঠনগত—শনাক্ত করে, প্রথম সুরক্ষামূলক পদক্ষেপ সবসময় বৈদ্যুতিক বিচ্ছিন্নতা। ব্যাটারি র‍্যাক এবং পাওয়ার কনভার্সন সিস্টেমের মধ্যে ডিসি-সাইড কন্টাক্টরগুলি খোলে। গ্রিডের সাথে সাধারণ সংযোগ বিন্দুতে এসি ব্রেকারটি একই সময়ে খোলে, যার ফলে সম্পূর্ণ বিইএসএস শক্তির উৎস (গ্রিড চার্জিং) এবং লোড উভয় থেকে বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়। এই গ্যালভানিক বিচ্ছিন্নতা ত্রুটি কারেন্টের প্রসারণ রোধ করে এবং নিশ্চিত করে যে প্রথম প্রতিক্রিয়াশীল ব্যক্তিরা কন্টেইনারের দিকে এগিয়ে আসার সময় শুধুমাত্র ক্রমশ হ্রাসপ্রাপ্ত সঞ্চিত শক্তির মুখোমুখি হবেন, না একটি সক্রিয়ভাবে সরবরাহকৃত বৈদ্যুতিক ত্রুটির।

কেস: শিল্প বিইএসএস ইনস্টলেশন গ্রিড সার্জ সহ্য করে

দক্ষিণ-পূর্ব এশিয়ায় অবস্থিত একটি উৎপাদন সুবিধায় শীর্ষ লোড কমানো এবং ব্যাকআপ পাওয়ারের জন্য ২ মেগাওয়াট-ঘণ্টা ব্যাটারি শক্তি সঞ্চয় সিস্টেম (বিইএসএস) স্থাপন করা হয়েছিল, যা চীনের লিয়াওনিং প্রদেশের একটি সমন্বিত বৈদ্যুতিক সরঞ্জাম সরবরাহকারী থেকে সরবরাহ করা হয়েছিল। একটি অপ্রত্যাশিত গ্রিড পুনরায় সংযোগ ঘটনার সময় যখন ২.৭× নমিনাল ভোল্টেজ ট্রানজিয়েন্ট তৈরি হয়েছিল, ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম (বিএমএস) ওভারভোল্টেজ সনাক্ত করে ৪ মিলিসেকেন্ডের মধ্যে ডিসি কন্টাক্টরগুলি বিচ্ছিন্ন করে দেয়, যার ফলে সার্জ ব্যাটারি সেলগুলিতে পৌঁছানোর আগেই বাধা দেওয়া হয়। গ্রিড স্থিতিশীল হওয়া পর্যন্ত সুবিধাটির উৎপাদন লাইনটি ২২ মিনিট ধরে বিইএসএস পাওয়ারে চালিত হয়েছিল। ঘটনার পরে পরীক্ষা করে দেখা যায় যে কোনো সেল ক্ষতিগ্রস্ত হয়নি, যা বিএমএস-এর স্টেট-অফ-হেলথ লগ দ্বারা যাচাই করা হয়েছিল।

প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী

বিইএসএস পরিচালনার জন্য নিরাপদ তাপমাত্রা পরিসর কত?

লিথিয়াম আয়রন ফসফেট (এলএফপি) সেলগুলি ডিসচার্জের জন্য -২০°সে থেকে ৬০°সে এবং চার্জিংয়ের জন্য ০°সে থেকে ৪৫°সে পরিসরে নিরাপদে কাজ করে। এই পরিসরের বাইরে কাজ করলে ক্ষয় ত্বরান্বিত হয়। সক্রিয় তাপীয় ব্যবস্থাপনা সেলগুলিকে সর্বোচ্চ চক্র আয়ু অর্জনের জন্য ১৫–৩৫°সে অপ্টিমাল পরিসরে রাখে।

বিএমএস কীভাবে একটি আসন্ন সেল ব্যর্থতা সনাক্ত করে?

ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম (BMS) লোডের অধীনে ভোল্টেজ ড্রপ, আন্তরিক রেজিস্ট্যান্সের প্রবণতা এবং সেল থেকে সেলে ভোল্টেজ বিচ্যুতি নজরে রাখে। যদি কোনো সেলের আন্তরিক রেজিস্ট্যান্স প্রাথমিক মানের চেয়ে ৩০% বেশি বৃদ্ধি পায়, অথবা যদি তার ভোল্টেজ স্ট্রিং-এর গড় ভোল্টেজ থেকে ১০০ মিলিভোল্টের বেশি বিচ্যুত হয়, তবে সেটি একটি সতর্কতা সক্রিয় করে।

অ্যারোসল ফায়ার সাপ্রেশন সিস্টেমগুলি BESS-এর জন্য নিরাপদ কি?

হ্যাঁ। পটাশিয়াম-ভিত্তিক এজেন্ট ব্যবহার করে তৈরি অ্যারোসল সিস্টেমগুলি UL ৯৫৪০এ পরীক্ষার প্রয়োজনীয়তা অনুযায়ী লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির আগুনের জন্য বিশেষভাবে যাচাই করা হয়েছে। এগুলি কোনো পরিবাহী অবশিষ্টাংশ রেখে যায় না এবং জল-ভিত্তিক সিস্টেমগুলির মতো বৈদ্যুতিক ঝুঁকি সৃষ্টি করে না।

BESS কন্টেইনারগুলির মধ্যে ন্যূনতম পৃথকীকরণ দূরত্ব কত?

NFPA ৮৫৫ অনুযায়ী BESS কন্টেইনারগুলির মধ্যে বা BESS কন্টেইনার ও বসবাসযোগ্য গাঠনিক কাঠামোর মধ্যে ন্যূনতম ৩ ফুট (০.৯ মিটার) দূরত্ব আবশ্যক। ২৫০ কিলোওয়াট-ঘণ্টার চেয়ে বড় ইনস্টলেশনগুলির জন্য স্থানীয় ফায়ার কোড সংশোধনী অনুযায়ী আরও বেশি পৃথকীকরণ দূরত্ব প্রয়োজন হতে পারে।

BESS নিরাপত্তা সিস্টেমগুলি কত ঘন ঘন পরীক্ষা করা উচিত?

বিএমএস ভোল্টেজ এবং তাপমাত্রা ক্যালিব্রেশন বছরে একবার যাচাই করা উচিত। আগুন নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার কার্যকারিতা নির্মাতার প্রোটোকল অনুযায়ী ছয় মাস পরপর পরীক্ষা করা উচিত। র‍্যাক স্তরে সম্পূর্ণ ডিসচার্জ ক্ষমতা পরীক্ষা প্রতি দুই বছর পরপর সুপারিশ করা হয়।

বিইএসএস কি বসবাসযোগ্য ভবনে নিরাপদে ইনস্টল করা যায়?

হ্যাঁ, আইএফসি ১২০৬ এবং এনএফপিএ ৮৫৫ অনুযায়ী উপযুক্ত ধারণ ও ভেন্টিলেশন সহ। এলএফপি রাসায়নিক গঠন ঘরের ভিতরে ইনস্টল করার জন্য পছন্দনীয়, কারণ এটি এনএমসি-এর তুলনায় উচ্চতর তাপীয় রানঅ্যাওয়ে শুরুর তাপমাত্রা প্রদর্শন করে। সাইনোটেক গ্রুপ সহ সরবরাহকারীরা ঘরের ভিতরে বসানোর জন্য বিশেষভাবে প্রকৌশলীকৃত বিইএসএস কনফিগারেশন প্রদান করে।