Ի՞նչ են BESS-ի անվտանգության պաշտպանության միջոցները

Ի՞նչ են BESS-ի անվտանգության պաշտպանության միջոցները

Բատարեակի էներգիայի պահեստավորման համակարգը (BESS) մեգավատ-ժամերով էներգիա է տեղավորում սահմանափակ տարածքում: Նախագծի պարամետրերի շրջանակներում աշխատելիս այն տարիներ շարունակ հուսալիորեն լիցքավորվում է և ազատում է էներգիա: Երբ հարյուրավոր բատարեակներից բաղկացած ռեյկի մեկ բատարեակը մտնում է ջերմային անկայունության վիճակի, շղթայական ռեակցիան րոպեների ընթացքում կարող է ոչնչացնել ամբողջ արկղը: Ճիշտ նախագծված BESS-ի անվտանգության ճարտարապետությունը այս ռիսկը վերացնում է չորս անկախ պաշտպանության շերտերի միջոցով:

Առաջին շերտ՝ բատարեակի մակարդակում պաշտպանություն բատարեակի կառավարման համակարգի միջոցով

Բոլոր լիթիում-իոնային էլեմենտները բաղադրիչ էներգիայի պահեստավորման համակարգում (BESS) ունեն անվտանգ շահագործման սահմանային շրջան՝ սահմանված լարմամբ, ջերմաստիճանով և հոսանքով: Բատարեային կառավարման համակարգը (BMS) վերահսկում է յուրաքանչյուր էլեմենտ մեկ վայրկյանից պակաս ժամանակահատվածներով: Երբ լիցքավորման ընթացքում էլեմենտի լարումը գերազանցում է 4,25 Վ-ը՝ այն սահմանային արժեքը, որից վեր արագանում են լիթիումի պլատինավորման և ներքին կարճ միացման ռիսկերը, BMS-ը հրաման է տալիս հզորության փոխակերպման համակարգին նվազեցնել կամ դադարեցնել լիցքավորման հոսանքը այդ շարքում: Երբ արտանետման ընթացքում էլեմենտի ջերմաստիճանը գերազանցում է 60°C-ը, BMS-ը նվազեցնում է շարքի հզորությունը կամ ամբողջովին անջատում է այն:

ԲԱՍ-ը վերահսկում է առողջության վիճակը՝ համեմատելով իրական տարողությունը հայտարարված տարողության հետ: Երբ բջիջը վատթարվում է մին до 70%-ի սկզբնական տարողության, այն ավելի շատ ջերմություն է արտադրում յուրաքանչյուր լիցքավորման-բեռնաթափման ցիկլի ժամանակ, քան առողջ բջիջը, քանի որ նրա ներքին դիմադրությունը մեծացել է: ԲԱՍ-ը նշում է փոխարինման թեկնածուներին՝ նախքան դրանք դառնալուն ջերմային վտանգներ: Մեկնաբանված ինտեգրատորների ժամանակակից համակարգերը օգտագործում են կրկնակի լարում և ջերմաստիճանի մոնիտորինգ՝ յուրաքանչյուր բջիջի մոդուլի համար երկու անկախ սենսոր, որպեսզի մեկ սենսորի ավարիան չստեղծի անդրադարձի բացակայություն:

Երկրորդ շերտ՝ Ջերմային կառավարում և պարենկապում

Ջերմությունը միաժամանակ և՛ ախտանշան է, և՛ առաջացման պատճառ։ BESS արկղը, որը աշխատում է 40°C շրջակա միջավայրում՝ ակտիվ սառեցման բացակայությամբ, լիցքավորման և ավարտի ցիկլերի հետևանքով ներքին ռեյկի ջերմաստիճանը բարձրացնում է 8–12°C-ով շրջակա միջավայրից։ 35°C-ից բարձր ջերմաստիճանում երկարատև աշխատանքը բջիջների մաշվածությունը արագացնում է էքսպոնենցիալորեն՝ մոտավորապես կրկնապատկելով մաշվածության արագությունը յուրաքանչյուր 10°C բարձրացման դեպքում նոմինալ ջերմաստիճանից վեր։ Հեղուկային սառեցման համակարգերը, որոնք սառը հեղուկը շրջանառեցնում են յուրաքանչյուր մոդուլի հետ ուղղակի շփման մեջ գտնվող սառը սայլակներով, ամբողջ ռեյկում պահպանում են բջիջ-բջիջ ջերմաստիճանային տարբերությունը ±2°C սահմաններում։ Բարձրացված օդի շրջանառությամբ օդային սառեցման համակարգերը բավարար են ցածր խտությամբ տեղադրումների համար, սակայն թույլ են տալիս ավելի մեծ ջերմաստիճանային գրադիենտներ։

Ֆիզիկական պահպանումը դասավորության մեջ կանխում է մեկ բջիջի անհաջողության տարածումը: Մոդուլների միջև գտնվող պողպատե բաժանիչ սալիկները կլանում են և ց рассեիվում են տեղային ջերմությունը: Այրվելու դեմ դիմացող արգելափակիչները, որոնք համաձայն IEC 62485-5 ստանդարտի ունեն առնվազն 60 րոպե դիմացկունության ցուցանիշ, բաժանում են մեքենայական տարածքի մեջ գտնվող մետաղական մասերը էլեկտրական սարքավորումներից, փոխակերպիչներից և միացման սարքերից:

Երրորդ շերտ՝ հրդեհի հայտնաբերում և ճնշում

Ջերմային վթարումը արձաปลում է բնորոշ մասնիկային նշան՝ էլեկտրոլիտի գոլորշի, ածխածնի օքսիդ և ջրածնի գազ, որոնք հայտնաբերվում են հատուկ գազային զգայարաններով 3–5 րոպե առաջ, քան բջիջը սկսում է գազ արձակել կամ բոցավառվել: Վաղ հայտնաբերումը ակտիվացնում է երեք միաժամանակյա գործողություն՝ վնասված շղթայի էլեկտրական անջատումը, մեքենայական տարածքի օդափոխման համակարգի ակտիվացումը վտանգավոր գազերի հեռացման համար և ճնշման համակարգի աշխատանքի սկսումը:

Այս համակարգերը արտանետում են աերոզոլային հրդեհի ճնշման միջոցներ, որոնք լցնում են տարայի ներսը կալիումի վրա հիմնված մասնիկներով՝ մոլեկուլային մակարդակում ընդհատելով այրման շղթայական ռեակցիան՝ առանց էլեկտրոնային սարքերին վնասող մնացորդներ թողնելու: Ջրի վրա հիմնված սփրինկլերային համակարգերից տարբերվելով՝ աերոզոլային համակարգերը արդյունավետ են B դասի (հեղուկ էլեկտրոլիտ) հրդեհների դեմ և չեն ստեղծում կարճ միացման ճանապարհներ ջրի հավաքման շնորհիվ: NFPA 855 ստանդարտը պահանջում է, որ 50 կՎտ·ժ-ից ավելի մեծ հզորությամբ ԲԵՍՀ-ները պաշտպանվեն բատարեային քիմիական կազմին համապատասխան ավտոմատ հրդեհի ճնշման համակարգերով:

Չորսրդ շերտ՝ Էլեկտրական մեկուսացում և ցանցից անջատում

Երբ BESS կառավարիչը հայտնաբերում է սխալի դեպք՝ ջերմային, էլեկտրական կամ կառուցվածքային, առաջին պաշտպանական գործողությունը միշտ էլեկտրական իզոլյացիան է: DC-կողմի կոնտակտորները բացվում են բատարեային ռակերի և հզորության փոխարկման համակարգի միջև: Ցանցի հետ ընդհանուր կապման կետում գտնվող AC մետաղալարը միաժամանակ բացվում է, այսպես ամբողջ BESS-ը անջատելով ինչպես էներգիայի աղբյուրից (ցանցից լիցքավորում), այնպես էլ բեռնվածությունից: Այս գալվանական իզոլյացիան կանխում է սխալի հոսանքի տարածումը և ապահովում, որ առաջին օգնության աշխատակիցները, որոնք մոտենում են ամանին, դիմահարում են միայն նվազող պահեստավորված էներգիայի, այլ ոչ թե ակտիվ սնվող էլեկտրական սխալի:

Դեպք. Արդյունաբերական BESS-ի տեղադրումը դիմացել է ցանցի հարվածային ալիքին

Հարավարևելյան Ասիայում գտնվող արտադրական համալակարանը տեղադրել է 2 ՄՎտ·ժ ԲԷԿՀ-ը գագաթային բեռնվածության նվազեցման և արտակարգ սնման համար, որը մատակարարվել է Չինաստանի Լյաոնին նահանգի ինտեգրված էլեկտրական սարքավորումների մատակարարի կողմից: Երբ տեղի ունեցավ անսպասելի ցանցի վերամիացման իրադարձություն, որի արդյունքում առաջացավ 2,7-ապակի ավելի բարձր անվանական լարում, ԲԵԿՀ-ի կառավարման համակարգը 4 միլիվայրկյանում հայտնաբերեց լարման գերազանցումը և անջատեց միշտ հոսանքի կոնտակտորները՝ մինչև լարման ցատկը հասներ մարտկոցի բջիջներին: Համալակարանի արտադրական գիծը շարունակեց աշխատել ԲԷԿՀ-ի սնման վրա 22 րոպե մինչև ցանցի կայունացումը: Իրադարձությունից հետո կատարված ստուգումը ցույց տվեց, որ բջիջների վնասվածք չկա, ինչը հաստատվեց ԲԵԿՀ-ի առողջական վիճակի մասին մատյաններով:

Հաճախ տրվող հարցեր

Ի՞նչ ջերմաստիճանային միջակայքում է անվտանգ ԲԷԿՀ-ի շահագործումը:

Լիթիում-երկաթ-ֆոսֆատ (LFP) բջիջները անվտանգ են աշխատում -20°C–ից 60°C միջակայքում արտանետման ժամանակ և 0°C–ից 45°C միջակայքում՝ լիցքավորման ժամանակ: Այս միջակայքից դուրս աշխատելը արագացնում է մարտկոցի մաշվածությունը: Ակտիվ ջերմային կառավարումը պահպանում է բջիջները 15–35°C օպտիմալ միջակայքում՝ առավելագույն ցիկլերի քանակի համար:

Ինչպե՞ս է ԲԵԿՀ-ի կառավարման համակարգը հայտնաբերում մոտալուտ բջիջների ավարտը:

ԲՄՍ-ը վերահսկում է լարման իջեցումը բեռնվածության տակ, ներքին դիմադրության միտումները և բջիջների միջև լարման շեղումը: Եթե բջիջի ներքին դիմադրությունը բազիսային արժեքից ավելի քան 30 %-ով աճել է կամ նրա լարումը շղթայի միջին լարումից շեղվել է ավելի քան 100 մՎ-ով, ապա ակտիվացվում է նախազգուշացում:

Արդյո՞ք աերոզոլային հրդեհի մարման համակարգերը անվտանգ են ԲԷՍՍ-ի համար:

Այո: Կալիումի հիմքի վրա հիմնված աերոզոլային համակարգերը հատուկ վավերացված են լիթիում-իոնային բատարեային հրդեհների համար՝ համաձայն UL 9540A փորձարկման պահանջների: Դրանք չեն թողնում հաղորդական մնացորդ և չեն ստեղծում էլեկտրական վտանգներ, որոնք ջրային համակարգերը ներմուծում են:

Ի՞նչ է ԲԷՍՍ ամանների միջև նվազագույն բաժանման հեռավորությունը:

NFPA 855-ը պահանջում է ԲԷՍՍ ամանների միջև կամ ԲԷՍՍ ամանի և բնակեցված շենքի միջև նվազագույնը 3 ֆուտ (0,9 մետր) հեռավորություն: 250 կՎտ·ժ-ից մեծ տեղակայումները կարող են պահանջել ավելի մեծ բաժանում՝ կախված տեղական հրդեհային կանոնակարգերի փոփոխություններից:

Որքան հաճախ պետք է փորձարկել ԲԷՍՍ-ի անվտանգության համակարգերը:

ԲՄՍ-ի լարումն ու ջերմաստիճանի կալիբրումը պետք է ստուգվի տարեկան մեկ անգամ: Հրդեհի մարման համակարգի աշխատանքային կարողությունը պետք է փորձարկվի կիսատարեկան հաճախականությամբ՝ համաձայն արտադրողի պրոտոկոլի: Շարժասարքի մակարդակում լրիվ լիցքաթափման հզորության փորձարկումը առաջարկվում է յուրաքանչյուր 2 տարին մեկ:

Կարելի՞ է ԲԷՍՍ-ը անվտանգ տեղադրել բնակեցված շենքում:

Այո, ԻՖՍ 1206-ի և ՆՖՊԱ 855-ի համաձայն՝ համապատասխան պահպանման և օդափոխության դեպքում: ԼՖՊ քիմիական կազմը նախընտրելի է ներսում տեղադրման համար, քանի որ այն ունի ավելի բարձր ջերմային վթարման սկիզբ տվող ջերմաստիճան, քան ՆՄՍ-ը: Սինոթեք խումբ ընկերությունը ներկայացնում է ԲԷՍՍ-ի կոնֆիգուրացիաներ, որոնք մշակվել են հատուկ ներսում տեղադրման համար: