BESS-тің қауіпсіздік қорғаныс шаралары қандай?

BESS-тің қауіпсіздік қорғаныс шаралары қандай?

Аккумуляторлық энергия сақтау жүйесі (АЭСЖ) мегаватт-сағаттардағы энергияны шектеулі аумаққа орналастырады. Жобалау параметрлерінде жұмыс істеген кезде ол жылдар бойы сенімді түрде зарядталады және разрядталады. Жүздеген элементтен тұратын стеллаждың бір элементі жылулық шамадан тыс өсу режиміне кірген кезде, тізбектік реакция минуттар ішінде барлық контейнерді жояды. Дұрыс жобаланған АЭСЖ-нің қауіпсіздік архитектурасы осы қаупті төрт тәуелсіз қорғану қабаты арқылы шешеді.

Бірінші қабат: Аккумуляторлық басқару жүйесі арқылы элемент деңгейіндегі қорғану

BEES-tегі әрбір литий-иондық элементтің қауіпсіз жұмыс аймағы кернеу, температура және ток арқылы анықталады. Аккумуляторды басқару жүйесі (BMS) әрбір элементті секундтан кем уақыт аралығында бақылайды. Зарядтау кезінде элементтің кернеуі 4,25 В-тан асып кеткенде — бұл шек, оның артында литийдің пластиналануы мен ішкі қысқа тұйықталу қаупі тез өседі — BMS қуатты түрлендіру жүйесіне сол жолаққа зарядтау тогын азайтуға немесе тоқтатуға команда береді. Разрядтау кезінде элементтің температурасы 60°C-тан асып кеткенде BMS жолақтың қуатын төмендетеді немесе оны мүлдем ажыратады.

BMS қуаттың нақты көлемін паспортындағы қуат көлемімен салыстыру арқылы денсаулық күйін бақылайды. Ішкі кедергісі артқандықтан, тұрақты қуатының 70%-ына дейін төмендеген элемент бір заряд-разряд циклында денсаулығы жақсы элементке қарағанда көбірек жылу шығарады. BMS элементтерді жылу қаупіне айналмас бұрын алмастыруға ұсынатын кандидаттарды белгілейді. Тәжірибелі интеграторлардан алынған заманауи жүйелерде екі тәуелсіз сенсор — кернеу мен температураны бақылау үшін — әрбір элемент модуліне орнатылады, сондықтан бір сенсордың істен шығуы бақылау аймағында «қара тесік» тудырмайды.

Екінші деңгей: Жылу басқару мен қорғау

Жылу — бұл қате жұмыс істеудің белгісі де, себебі де. 40°C ауа температурасында жұмыс істейтін BESS контейнерінде белсенді салқындату жоқ кезде зарядтау-разрядтау циклы ғана ішкі стеллаждың температурасын ауа температурасынан 8–12°C-қа көтереді. 35°C-тан жоғары температурада ұзақ мерзімді жұмыс істеу элементтердің тозуын экспоненциалды түрде жеделдетеді — номиналды температурадан әрбір 10°C көтерілу элементтердің тозу жылдамдығын шамамен екі есе арттырады. Сұйықтықпен салқындату жүйелері — әрбір модульмен тікелей контактте орналасқан салқындату пластиналары арқылы сұйықтықты айналдыратын жүйелер — бүкіл стеллаждың ішінде элементтен элементке дейінгі температураның айырымын ±2°C шегінде ұстайды. Ерікті конвекциямен жұмыс істейтін ауамен салқындату жүйелері төмен тығыздықтағы орнатулар үшін жеткілікті, бірақ температураның кеңірек градиенттеріне рұқсат етеді.

Рактің ішіндегі физикалық ұстау бір элементтің ақауының таралуын болдырмаған. Модульдердің арасындағы болат бөлгіш тақталар жергілікті жылуын сіңіреді және шашады. IEC 62485-5 стандартына сәйкес кемінде 60 минуттық отқа төзімділік деңгейіне ие болатын отқа төзімді кедергілер аккумуляторлық рактарды контейнер ішіндегі қуат электроникасы, трансформаторлар мен қосқыш құрылғыларынан бөледі.

Үшінші қабат: От анықтау және жою

Жылулық тұрақсыздық электролит буы, көміртегі монооксиды және сутегі сияқты сипатты аэрозольдық белгілерді бөледі — бұл белгілер элементтің газ шығаруы немесе от пайда болғанға дейін 3–5 минут ішінде арнайы газ шығару сенсорлары арқылы анықталады. Ерте анықтау үш қатарлы іс-әрекетті бастайды: ақауы бар тізбектің электрлік қосылуын тоқтату, жанғыш газдарды шығару үшін контейнер желдету жүйесін іске қосу және жою жүйесін бастау.

Аэрозольдық өрттің тежеуші заттары электрондық құрылғыларды зақымдамайтын, қалдық қалдырмайтын калий негізіндегі бөлшектермен ыдыстың ішкі бетін толтырады және отынның молекулалық деңгейде тізбегін үзеді. Су негізіндегі шашыратқыштардан айырмашылығы — аэрозольдық жүйелер класс B (сұйық электролит) өрттерінде тиімді және су жиналатын аймақтарда қысқа тұйықталу жолдарын құрмайды. NFPA 855 стандарты 50 кВт·сағ-тан асатын АЖБ орнатылуында аккумулятор химиясына сәйкес автоматты өрттің тежеуші жүйесін қолдануды талап етеді.

Төртінші қабат: Электрлік изоляция және желіден ажырату

BESS бақылаушысы жылулық, электрлік немесе құрылымдық ақаулықты анықтаған кезде бірінші қорғаныс шарасы әрқашан электрлік изоляция болып табылады. Тұрақты ток жағындағы контактормен аккумуляторлық стеллаждар мен қуат түрлендіру жүйесі арасындағы қосылу үзіледі. Желімен ортақ қосылу нүктесіндегі айнымалы ток автоматтық өшіргіш бір уақытта ашылып, BESS-тің бүкіл жүйесі энергия көзінен (желіден зарядталу) және жүктемеден бөлінеді. Бұл гальваникалық изоляция ақаулық тогының таратылуын болдырмауға мүмкіндік береді және ыдысқа жақындайтын алғашқы көмек көрсетушілерге тек азаятын сақталған энергия ғана әсер етеді, ал белсенді электрлік ақаулық әсер етпейді.

Жағдай: Өнеркәсіптік BESS орнату желідегі кернеу секірісін төтеп береді

Oңтүстік-Шығыс Азиядағы өндірістік орын қуаттың шығуын тежеу және резервті қуат үшін 2 МВт·сағ BESS орнатты; ол Ляонин провинциясындағы (Қытай) интеграцияланған электр жабдықтарын өндірушісінен сатып алынды. Жоспарланбаған желілік қайта қосылу оқиғасы кезінде номинал кернеудің 2,7 есе артуы байқалды; BMS бұл артық кернеуді 4 миллисекунд ішінде анықтап, импульс аккумуляторлық элементтерге жетпес бұрын тұрақты ток қосқыштарын ажыратты. Орындағы өндірістік жол желі стабилденгенге дейін BESS қуатымен 22 минут бойы жұмыс істеді. Оқиғадан кейінгі тексеру нәтижесінде аккумуляторлық элементтерде ешқандай зақымдану болмағаны, BMS-тің «саламаттық күйі» журналдары арқылы расталды.

Жиі қойылатын сұрақтар

BESS жұмысы үшін қауіпсіз температура ауқымы қандай?

Литий-темір-фосфат (LFP) элементтері разрядтау кезінде -20°C пен 60°C арасында, ал зарядтау кезінде 0°C пен 45°C арасында қауіпсіз жұмыс істейді. Бұл ауқымнан тыс жұмыс істеу деградацияны тездетеді. Белсенді жылу басқару жүйесі элементтерді максималды циклдық өмір үшін 15–35°C оптималды ауқымда ұстайды.

BMS қандай жолмен жақындаған аккумуляторлық элементтің ақауын анықтайды?

BMS жүйесі жүктеме кезінде кернеу төмендеуін, ішкі кедергінің өзгеріс бағытын және элементтердегі кернеу айырымын бақылайды. Ішкі кедергісі бастапқы деңгейден 30%-дан астам артқан немесе жолдағы орташа кернеуден 100 мВ-дан астам айырылатын элемент ескерту сигналын береді.

Аэрозольды өрт сөндіру жүйелері BESS үшін қауіпсіз бе?

Иә. Калий негізіндегі агенттерді қолданатын аэрозольды жүйелер UL 9540A сынақ талаптарына сәйкес литий-ионды аккумуляторлардағы өрттер үшін расталған. Олар өткізгіш қалдық қалдырмайды және су негізіндегі жүйелердің туғызатын электрлік қауптарын туғырмайды.

BESS контейнерлері арасындағы ең аз арақашықтық қандай?

NFPA 855 стандарты BESS контейнерлері бір-бірінен немесе BESS контейнері мен мекендейтін ғимараттан кемінде 3 фут (0,9 метр) қашықтықта орналасуын талап етеді. 250 кВт·сағ-тан асатын ірі орнатпалар үшін жергілікті өрт қауіпсіздігі кодексінің өзгерістеріне сәйкес кеңірек арақашықтық қажет болуы мүмкін.

BESS қауіпсіздік жүйелерін қанша сайын тексеру керек?

BMS кернеуі мен температурасын калибрлеу жылына бір рет тексерілуі керек. Өрт сөндіру жүйесінің қызмет етуін өндірушінің нұсқаулығы бойынша екі рет жылына тексеру керек. Рэк деңгейінде толық разряд қуатын тексеру әр екі жылда бір рет ұсынылады.

БЭЖ-ді мекендеу үшін пайдаланылатын ғимаратқа қауіпсіз орнатуға бола ма?

Иә, IFC 1206 және NFPA 855 стандарттарына сәйкес қажетті қорғаныс пен желдету қамтамасыз етілген жағдайда. LFP химиясы NMC-ге қарағанда жоғары термиялық апат басталу температурасына ие болғандықтан, ішкі орнатулар үшін ұсынылады. Sinotech Group сияқты тұтынушылар БЭЖ конфигурацияларын ішкі орнатуларға арнап әзірлейді.