बीईएसएसका सुरक्षा संरक्षण उपायहरू के हुन्?

बीईएसएसका सुरक्षा संरक्षण उपायहरू के हुन्?

ब्याट्री एनर्जी स्टोरेज सिस्टम (बीईएसएस) मेगावाट-घण्टा को ऊर्जा एक सीमित स्थानमा सङ्कल्पित गर्छ। डिजाइन प्यारामिटरभित्र सञ्चालन हुँदा, यो वर्षौंसम्म विश्वसनीय रूपमा आवेशित र डिस्चार्ज गर्छ। सयौं कोषहरूको रैकमा एकै कोष थर्मल रनअवे अवस्थामा प्रवेश गर्दा, यो क्रम घटनाको कारणले पूरै कन्टेनरलाई केही मिनेटमै ध्वस्त पार्न सक्छ। उचित रूपमा डिजाइन गरिएको बीईएसएसको सुरक्षा संरचनाले यो जोखिमलाई चार विभिन्न स्वतन्त्र सुरक्षा स्तरहरू मार्फत समाधान गर्छ।

पहिलो स्तर: ब्याट्री म्यानेजमेन्ट सिस्टम मार्फत कोष-स्तरीय सुरक्षा

बीईएसएसमा प्रत्येक लिथियम-आयन सेलको सुरक्षित संचालन सीमा भोल्टेज, तापमान र करेन्टद्वारा परिभाषित हुन्छ। ब्याट्री म्यानेजमेन्ट सिस्टम (बीएमएस) प्रत्येक सेलको निगरानी सेकेण्डभन्दा कम समयमा गर्छ। जब कुनै सेलको भोल्टेज चार्जिङको समयमा ४.२५भी भन्दा बढ्छ—जुन सीमा भित्र लिथियम प्लेटिङ र आन्तरिक शॉर्ट-सर्किटको जोखिम बढ्छ—बीएमएसले पावर कन्भर्सन सिस्टमलाई त्यो स्ट्रिङमा चार्जिङ करेन्ट घटाउन वा रोक्न आदेश दिन्छ। जब कुनै सेलको तापमान डिस्चार्जिङको समयमा ६०°सी भन्दा बढ्छ, बीएमएसले त्यो स्ट्रिङको क्षमता घटाउँछ वा सम्पूर्ण रूपमा अलग गर्छ।

बीएमएसले वास्तविक क्षमतालाई नामप्लेट क्षमतासँग तुलना गरेर स्वास्थ्यको अवस्था ट्र्याक गर्छ। मूल क्षमताको ७०% मा कमजोर भएको सेलले स्वस्थ सेलभन्दा प्रति चार्ज-डिस्चार्ज चक्रमा बढी तापन उत्पादन गर्छ, किनकि यसको आन्तरिक प्रतिरोध बढेको हुन्छ। बीएमएसले तापीय जोखिम बन्नुभन्दा अघि प्रतिस्थापनका लागि उम्मेदवारहरूलाई चिन्हित गर्छ। अनुभवी इन्टिग्रेटरहरूबाट निर्मित आधुनिक प्रणालीहरूमा दोहोरो भोल्टेज र तापमान सेन्सिङ प्रयोग गरिन्छ—प्रत्येक सेल मोड्युलमा दुई स्वतन्त्र सेन्सरहरू—जसले एकल सेन्सर विफलताले अन्धो क्षेत्र सिर्जना गर्न नसकोस्।

दोस्रो स्तर: तापीय प्रबन्धन र समावेशन

उष्णता असफलताको एक साथै लक्षण पनि हो र कारण पनि हो। ४०°सी वातावरणमा सक्रिय शीतलन बिना संचालन गर्दा BESS कन्टेनरमा चार्ज-डिस्चार्ज साइकलिङ मात्रैबाट आन्तरिक रैक तापमान वातावरणभन्दा ८–१२°सी सम्म बढ्छ। ३५°सी भन्दा माथि निरन्तर संचालनले कोशिका अपघटनलाई घातांकीय रूपमा बढाउँछ—नाममात्रको तापमानभन्दा १०°सी ले वृद्धि गर्दा अपघटन दर लगभग दोब्बर हुन्छ। तरल शीतलन प्रणालीहरू, जुन प्रत्येक मोड्युलसँग सिधै सम्पर्कमा रहेका ठण्डा प्लेटहरूमार्फत शीतलन तरल परिचालन गर्छन्, सम्पूर्ण रैकमा कोशिका-देखि-कोशिका तापमान विचरणलाई ±२°सी भित्र राख्छन्। बलपूर्वक संवहनसँगको वायु-शीतलन प्रणालीहरू निम्न-घनत्वका स्थापनाहरूका लागि पर्याप्त छन् तर यी प्रणालीहरूले व्यापक तापमान प्रवणता सहन गर्छन्।

र्याक भित्रको भौतिक समावेशनले एउटा कोष्टिकाको असफलताले अरू कोष्टिकामा प्रसारित हुनबाट रोक्छ। मोड्युलहरू बीचका स्टील विभाजक प्लेटहरूले स्थानीय तापको अवशोषण र विसरण गर्छन्। आईईसी ६२४८५-५ अनुसार न्यूनतम ६० मिनेटको अग्नि प्रतिरोधी बाधाहरूले कन्टेनर भित्रका ब्याट्री र्याकहरूलाई पावर इलेक्ट्रोनिक्स, ट्रान्सफर्मरहरू र स्विचगियरबाट अलग गर्छन्।

तेस्रो स्तर: आगोको पत्ता लगाउने र नियन्त्रण गर्ने प्रणाली

थर्मल रनअवे ले विशिष्ट एरोसोल संकेत—इलेक्ट्रोलाइट भाप, कार्बन मोनोक्साइड र हाइड्रोजन—उत्पन्न गर्छ, जुन कोष्टिकाको वेन्ट वा ज्वाला देखिनुभन्दा ३–५ मिनेट अघि समर्पित अफ-ग्यास सेन्सरहरूद्वारा पत्ता लगाउन सकिन्छ। प्रारम्भिक पत्ता लगाउनुले तीनवटा एकै साथका कार्यहरू सक्रिय गर्छ: प्रभावित स्ट्रिङ्को विद्युत् कनेक्सन विच्छेदन, ज्वलनशील ग्याँसहरू बाहिर निकाल्न कन्टेनरको वेन्टिलेसन प्रणाली सक्रिय गर्ने, र नियन्त्रण प्रणाली सुरु गर्ने।

एरोसोल-आधारित अग्नि नियन्त्रण एजेन्टहरू कन्टेनरको भित्री भागमा पोटासियम-आधारित कणहरूले भर्दछन् जुन इलेक्ट्रोनिक्सलाई क्षति नपुर्याउने अवशेष छोड्दैनन् र अणु स्तरमा दहन श्रृंखला प्रतिक्रियालाई बाधा पुर्याउँदछन्। पानी-आधारित स्प्रिङ्कलरहरूसँग तुलना गर्दा, एरोसोल प्रणालीहरू कक्ष बी (तरल इलेक्ट्रोलाइट) को आगोमा प्रभावकारी हुन्छन् र जम्मा भएको पानीबाट छोटो-सर्किट पथहरू सिर्जना गर्दैनन्। एनएफपीए ८५५ ले ५० किलोवाट-घण्टा भन्दा बढीको बीईएसएस स्थापनाहरूलाई ब्याट्री रसायनशास्त्रको अनुकूल स्वचालित अग्नि नियन्त्रण प्रणालीद्वारा सुरक्षित गर्न आवश्यकता राख्छ।

स्तर चार: विद्युतीय विच्छेदन र ग्रिड डिकपलिङ

जब ब्याट्री एनर्जी स्टोरेज सिस्टम (बेस) को नियन्त्रकले थर्मल, विद्युतीय वा संरचनात्मक दोषको अवस्था पत्ता लगाउँछ, प्रथम सुरक्षा कार्य सधैं विद्युतीय अलगाव हुन्छ। ब्याट्री र्याकहरू र शक्ति रूपान्तरण प्रणालीबीचको डिसी-साइड कन्ट्याक्टरहरू खुल्छन्। ग्रिडसँगको सामान्य संयोजन बिन्दुमा एसी ब्रेकर पनि एकै साथ खुल्छ, जसले पूरै बेसलाई ऊर्जा स्रोत (ग्रिडबाट आवेशन) र लोड दुवैबाट अलग गर्छ। यो गैल्वेनिक अलगावले दोष विद्युत प्रवाहको फैलावट रोक्छ र प्रथम प्रतिक्रिया गर्ने कर्मचारीहरूलाई कन्टेनरमा पुग्दा केवल घट्दो संग्रहित ऊर्जासँगै विद्युतीय दोषको सक्रिय आपूर्तिसँग नभएको सुनिश्चित गर्छ।

केस: औद्योगिक बेस स्थापना ग्रिड आघातलाई सहन गर्छ

दक्षिणपूर्व एसियामा एउटा उत्पादन सुविधाले चोटी काट्ने र ब्याकअप बिजुलीको लागि २ एमडब्ल्यूएचको ब्याट्री एनर्जी स्टोरेज सिस्टम (बीईएसएस) स्थापना गरेको थियो, जुन चीनको लियाओनिङ प्रान्तमा अवस्थित एकीकृत विद्युत उपकरण आपूर्तिकर्ताबाट आयात गरिएको थियो। जब अप्रत्याशित रूपमा ग्रिड पुन: संयोजन भएर २.७ गुणा सामान्य भोल्टेज अस्थायी उत्पन्न भयो, ब्याट्री म्यानेजमेन्ट सिस्टम (बीएमएस) ले ४ मिलिसेकेन्डभित्र अतिरिक्त भोल्टेजको पत्ता लगायो र सर्ज ब्याट्री कोषहरूसम्म पुग्नु अघि डिसी कन्ट्याक्टरहरू अलग गर्यो। ग्रिड स्थिर हुने बेलामा सुविधाको उत्पादन लाइन २२ मिनेटसम्म बीईएसएस बिजुलीमा नै सञ्चालनमा रह्यो। घटनापछि गरिएको निरीक्षणले कुनै पनि कोषको क्षति भएको थिएन, जुन बीएमएसको स्वास्थ्य अवस्था (स्टेट-अफ-हेल्थ) लगहरूद्वारा पुष्टि गरिएको थियो।

बारम्बार सोधिने प्रश्नहरू

बीईएसएस सञ्चालनको लागि कुन तापक्रम सीमा सुरक्षित छ?

लिथियम आयरन फोस्फेट (एलएफपी) कोषहरू -२०°सी देखि ६०°सी सम्म डिस्चार्जको लागि र ०°सी देखि ४५°सी सम्म चार्जिङको लागि सुरक्षित रूपमा सञ्चालन हुन्छन्। यी सीमाभन्दा बाहिर सञ्चालन गर्दा क्षय तीव्र गतिमा बढ्छ। सक्रिय तापीय प्रबन्धनले कोषहरूलाई अधिकतम चक्र आयुको लागि १५–३५°सी को अनुकूल सीमामा राख्छ।

बीएमएस कसरी आगामी कोष विफलताको पत्ता लगाउँछ?

बीएमएसले लोड अन्तर्गत भोल्टेज स्याग, आन्तरिक प्रतिरोधको प्रवृत्ति, र सेल-देखि-सेल सम्मको भोल्टेज विचलन मानिटर गर्छ। यदि कुनै सेलको आन्तरिक प्रतिरोध मूल मानभन्दा ३०% भन्दा बढी बढ्यो हुन्छ, वा उक्त सेलको भोल्टेज स्ट्रिङको औसतभन्दा १०० मिलीभोल्ट भन्दा बढी विचलित हुन्छ भने चेतावनी सक्रिय हुन्छ।

एरोसोल आगो नियन्त्रण प्रणालीहरू बीईएसएसका लागि सुरक्षित छन्?

हो। पोटासियम-आधारित एजेन्टहरू प्रयोग गर्ने एरोसोल प्रणालीहरू यूएल ९५४०ए परीक्षण आवश्यकताहरू अनुसार लिथियम-आयन ब्याट्रीका आगोका लागि विशेष रूपमा मान्यता प्राप्त छन्। यी प्रणालीहरूले कुनै चालक अवशेष छोड्दैनन् र पानी-आधारित प्रणालीहरूले सिर्जना गर्ने विद्युतीय जोखिमहरू पनि सिर्जना गर्दैनन्।

बीईएसएस कन्टेनरहरू बीचको न्यूनतम पृथक्करण दूरी कति हो?

एनएफपीए ८५५ ले बीईएसएस कन्टेनरहरू बीच वा बीईएसएस कन्टेनर र बसाइसँगै भएको संरचना बीच ३ फिट (०.९ मिटर) को न्यूनतम दूरी आवश्यक गर्छ। २५० किलोवाटघण्टा भन्दा ठूलो स्थापनाहरूका लागि स्थानीय आगो नियमहरूको संशोधन अनुसार अधिक पृथक्करण आवश्यक हुन सक्छ।

बीईएसएस सुरक्षा प्रणालीहरूको परीक्षण कति पटक गर्नुपर्छ?

बीएमएस भोल्टेज र तापक्रम क्यालिब्रेसन प्रत्येक वर्ष सत्यापन गर्नुपर्छ। आगो नियन्त्रण प्रणालीको कार्यक्षमता प्रस्तुतकर्ताको प्रोटोकल अनुसार प्रत्येक छमाहीमा परीक्षण गर्नुपर्छ। र्याक स्तरमा पूर्ण डिस्चार्ज क्षमता परीक्षण प्रत्येक २ वर्षमा सिफारिस गरिन्छ।

के बीईएसएसलाई बासिन्दा भवनमा सुरक्षित रूपमा स्थापना गर्न सकिन्छ?

हो, आईएफसी १२०६ र एनएफपीए ८५५ अनुसार उचित समावेशन र भेन्टिलेसनसँगै। एलएफपी रासायनिक संरचना भित्री स्थापनाका लागि प्राथमिकता दिइन्छ किनभने यसको थर्मल रनअवे सुरु हुने तापक्रम एनएमसी भन्दा बढी हुन्छ। सिनोटेक समूह जस्ता आपूर्तिकर्ताहरूले भित्री स्थापनाका लागि विशेष रूपमा डिजाइन गरिएका बीईएसएस विन्यासहरू प्रदान गर्छन्।