Које су мере за заштиту безбедности БЕСС-а?

Које су мере за заштиту безбедности БЕСС-а?

Системи за складиштење енергије у батеријама (BESS) спакују мегават-часове енергије у ограничену зону. Када ради у складу са дизајнерским параметрима, наплаћује и испусти на поуздано годинама. Када једна ћелија из стотине уђе у топлотну каскаду, каскада може да уништи цео контејнер за неколико минута. Безбедносна архитектура правилно дизајнираног БЕСС-а се бави овим ризиком кроз четири независна слоја заштите.

Први слој: Заштита на нивоу ћелије путем система за управљање батеријом

Свака литијум-јонска ћелија у БЕСС-у има сигурно радно окно дефинисано напоном, температуром и струјом. Систем за управљање батеријом (БМС) прати сваку ћелију у интервалима од мање од секунде. Када напон ћелије прелази 4,25В током пуњењапраг изнад којег литијумска платина и ризик од унутрашњег кратког прекида убрзавајуБМС командује систему за конверзију снаге да смањи или заустави пуњење струје на тај низа. Када температура ћелије прелази 60 °C током пуштања, БМС деритира низу или је потпуно прекине.

БМС прати стање здравља упоређујући стварну капацитету са капацитетом на табели. Клетка која је деградирала на 70% првобитне капацитете генерише више топлоте по циклусу пуњења-испуњења од здраве ћелије јер је њен унутрашњи отпор порастао. БМС означује кандидате за замену пре него што постану топлотне опасности. Модерни системи искусних интегратора користе редудантно сензорирање напона и температуредва независна сензора по модулу ћелије тако да ниједан неуспех сензора не може створити слепу тачку.

Други слој: топлотна управљања и сачување

Топла је и симптом и узрок неуспеха. У БЕСС контејнеру који ради у окружној средини од 40 °C без активног хлађења, температуре унутрашњег река ће се повећати на 812 °C изнад окружног само од циклуса пуњења-испуњења. Утврђено функционисање изнад 35 °C убрзава деградацију ћелија експоненцијално, приближно удвостручавајући стопу деградације за свако повећање 10 °C изнад номиналне. Системи за хлађење течности, циркулишући хладницу кроз хладне плоче у директном контакту са сваком модулом, одржавају варијацију температуре од ћелије до ћелије у оквиру ± 2 °C широм целог река. Системи са ваздушним хлађењем са присиљном конвекцијом су адекватни за инсталације са мањом густином, али омогућавају шире температурне градијенте.

Физичка ограничења у реку спречавају ширење једноклетовног оштећења. Челичне раздвајачке плоче између модула апсорбују и распршивају локализовану топлоту. Огањотпорне баријере са минималним временом трајања од 60 минута према ИЕЦ 62485-5 одвоје ракове за батерије од енергетске електронике, трансформатора и прекидача у контејнеру.

Трећи слој: откривање и гашење пожара

Термална отпадна енергија ослобађа карактеристичан аерозолски потпис електролитске паре, угљен моноксид и водоник који се могу открити од стране специјалних сензора гаса 35 минута пре него што се појаве прозорци или пламен ћелије. Ранње откривање изазива три истовремено дејства: електрично одвајање погођене жице, активирање система вентилације контејнера за чишћење запаљивих гасова и покретање система за сузбијање.

Аерозолски средства за гашење пожара заливају унутрашњост контејнера честицама на бази калијума које прекидају ланцуг реакције сагоревања на молекуларном нивоу, а да не остављају остатке који оштећују електрону. За разлику од поливача на бази воде, аерозолски системи су ефикасни на пожаре класе Б (течни електролит) и не стварају кратке кола кроз акумулирану воду. НФПА 855 захтева да се инсталације БЕСС-а веће од 50 кВтц заштите аутоматским системом за гашење пожара који је погодан за хемију батерије.

Четврти слој: Електричка изолација и одвајање мреже

Када контролер БЕСС открије неисправно стање (термичко, електрично или конструктивно), прва заштитна акција је увек електрична изолација. Контактори на истој струји се отварају између реков за батерије и система за конверзију енергије. Превлак за променљиву струју у тачки заједничког спајања са мрежом се одвара истовремено, одвајајући читав БЕСС од извора енергије (наплате мреже) и оптерећења. Ова галваничка изолација спречава ширење струје од грешке и осигурава да се први реаговати који се приближавају контејнеру суочавају само са исцрпљеном складиштеним енергијом, а не са активно напајеним електричним грешком.

Случај: Инсталација индустријске БЕСС-а Времена Појава мреже

Производња у југоисточној Азији инсталирала је 2 МВтц БЕС за пик брије и резервну снагу, коју је набавио интегрисани добављач електричне опреме у Лиаонинг, Кина. Током непланираног догађаја резаключења мреже који је генерисао транзитантину намениног напона 2,7 пута, БМС је открио пренапону у року од 4 милисекунде и искључио контакторе ЦЦ пре него што је талас стигао до батеријских ћелија. Производња на инсталацији наставила је да ради на БЕСС-у 22 минута док се мрежа стабилизовала. Инспекција након догађаја показала је нула оштећења ћелија, потврђена дневницима здравственог стања БМС-а.

Често постављана питања

Који је температурни опсег безбедан за рад БЕСС-а?

Литијум-жељено-фосфатне ћелије (ЛФП) безбедно раде између -20 °C и 60 °C за пуњење, и 0 °C до 45 °C за пуњење. Рађење изван ових опсега убрзава деградацију. Активно топлотно управљање одржава ћелије у оптималном опсегу од 1535 °C за максимални живот циклуса.

Како БМС открива предстојећи колапс ћелија?

БМС прати опадање напона под оптерећењем, трендове унутрашњег отпора и одступање напона од ћелије до ћелије. Клетка чији је унутрашњи отпор повећао за више од 30% од исходног броја или чији се напон одступа за више од 100 мВ од просека низа, покреће упозорење.

Да ли су системи за гашење пожара аерозолом безбедни за БЕСС?

Да, ја сам. Аерозолски системи који користе агенсе на бази калијума су посебно валидирани за пожаре литијум-јонских батерија према UL 9540A захтевима за испитивање. Они не остављају проводнике и не стварају електричне опасности које воде на бази воде.

Која је минимална удаљеност одвајања између БЕСС контејнера?

НФПА 855 захтева минимално 3 фута (0,9 метра) између БЕСС контејнера или између БЕСС контејнера и окупиране конструкције. У великом количини инсталација које прелазе 250 kWh може бити потребно веће раздвајање за промјене локалног пожарног кодекса.

Колико често треба тестирати безбедносне системе БЕСС-а?

Калибрација напона и температуре БМС-а треба да се провера годишње. Функционалност система за гашење пожара треба да се тестира пола године у складу са протоколом произвођача. Препоручује се испитивање потпуног капацитета за испуштање на нивоу река сваке две године.

Да ли се БЕСС може сигурно инсталирати у окупирано зграду?

Да, са одговарајућим ограничењем и вентилацијом према ИФЦ 1206 и НФПА 855. ЛФП хемија је пожељна за инсталације у затвореном простору због своје веће топлотне температуре почетка одласка у поређењу са НМЦ. Добавитељи као што је Синотек група пружају БЕСС конфигурације посебно дизајниране за индоор распоређивање.