Fon

Energiya inqirozi so'nggi bir necha yil ichida litiy-ionli batareyalar energiya saqlash tizimlarini (ESS) yanada kengroq qo'llashga olib keldi, ammo ob'ektlar va atrof-muhitga zarar etkazadigan, iqtisodiy yo'qotishlarga va hatto yo'qotishlarga olib keladigan bir qator xavfli baxtsiz hodisalar ham bo'ldi. hayot. Tekshiruvlar shuni ko'rsatdiki, ESS UL 9540 va UL 9540A kabi akkumulyator tizimlari bilan bog'liq standartlarga javob bergan bo'lsa ham, termal suiiste'mol va yong'inlar sodir bo'lgan. Shu sababli, o'tmishdagi holatlardan saboq olish va xavflarni va ularga qarshi choralarni tahlil qilish ESS texnologiyasini rivojlantirishga yordam beradi.

Ishlarni ko'rib chiqish

Quyida 2019 yildan hozirgi kungacha butun dunyo bo'ylab keng ko'lamli ESS bilan bog'liq avariya holatlari jamlangan bo'lib, ular ommaga e'lon qilingan.

Yuqoridagi baxtsiz hodisalarning sabablarini ikkitasi sifatida umumlashtirish mumkin:

1) Ichki hujayraning ishlamay qolishi batareya va modulning termal suiiste'molini keltirib chiqaradi va nihoyat butun ESSning yonishi yoki portlashiga olib keladi.

Hujayrani termal suiiste'mol qilish natijasida yuzaga kelgan nosozlik, asosan, portlashdan keyin yong'in sodir bo'lishi kuzatiladi. Misol uchun, 2019-yilda AQShning Arizona shtatidagi Mak-Mikken elektr stansiyasi va 2021-yilda Xitoyning Pekin shahridagi Fengtay elektr stansiyasidagi avariyalar ikkalasi ham yong‘indan keyin portladi. Bunday hodisa ichki kimyoviy reaksiyani keltirib chiqaradigan, issiqlikni (ekzotermik reaktsiya) chiqaradigan bitta hujayraning ishdan chiqishi tufayli yuzaga keladi va harorat ko'tarilishda davom etadi va yaqin atrofdagi hujayralar va modullarga tarqalib, yong'in yoki hatto portlashni keltirib chiqaradi. Hujayraning ishlamay qolishi odatda haddan tashqari zaryadlash yoki boshqaruv tizimining ishlamay qolishi, issiqlik ta'siri, tashqi qisqa tutashuv va ichki qisqa tutashuv (bu turli xil sharoitlar, masalan, chuqurchaga tushish yoki tishlash, moddiy aralashmalar, tashqi ob'ektlarning kirib borishi va boshqalar) tufayli yuzaga keladi. ).

Hujayrani termal suiiste'mol qilgandan so'ng, yonuvchan gaz hosil bo'ladi. Yuqoridan siz portlashning dastlabki uchta holati bir xil sababga ega ekanligini ko'rishingiz mumkin, ya'ni yonuvchi gaz o'z vaqtida bo'shatilmaydi. Ushbu nuqtada batareya, modul va konteyner shamollatish tizimi ayniqsa muhimdir. Odatda gazlar batareyadan egzoz valfi orqali chiqariladi va egzoz klapanining bosimini tartibga solish yonuvchan gazlarning to'planishini kamaytirishi mumkin. Modul bosqichida, odatda, yonuvchi gazlar to'planishiga yo'l qo'ymaslik uchun tashqi fan yoki qobiqning sovutish dizayni ishlatiladi. Nihoyat, konteyner bosqichida yonuvchan gazlarni evakuatsiya qilish uchun shamollatish moslamalari va monitoring tizimlari ham talab qilinadi.

2) tashqi yordamchi tizimning ishlamay qolishi natijasida yuzaga kelgan ESS ishlamay qolishi

Yordamchi tizimning ishdan chiqishidan kelib chiqqan umumiy ESS xatosi odatda batareya tizimidan tashqarida sodir bo'ladi va tashqi komponentlardan yonish yoki tutunga olib kelishi mumkin. Tizim buni kuzatib, o'z vaqtida javob berganida, bu hujayraning ishdan chiqishiga yoki termal suiiste'mol qilishga olib kelmaydi. Vistra Moss Landing Elektr stantsiyasining Faza 1 2021 va Faza 2 2022 avariyalarida tutun va yong'in paydo bo'ldi, chunki nosozliklarni kuzatish va elektr nosozliklar xavfsizligi qurilmalari ishga tushirish bosqichida o'chirilgan va o'z vaqtida javob bera olmagan. . Olovning bunday yonishi odatda batareya tizimining tashqi qismidan boshlanadi, u oxir-oqibat hujayraning ichki qismiga tarqaladi, shuning uchun hech qanday zo'ravon ekzotermik reaktsiya va yonuvchi gaz to'planishi va odatda portlash sodir bo'lmaydi. Qolaversa, sprinkler tizimini o‘z vaqtida ishga tushirish mumkin bo‘lsa, bu ob’ektga katta zarar yetkazmaydi.

2021 yilda Avstraliyaning Gilong shahridagi "Viktoriya elektr stantsiyasi" yong'iniga sovutish suvi oqishi natijasida batareyaning qisqa tutashuvi sabab bo'lgan, bu bizga akkumulyator tizimining jismoniy izolyatsiyasiga e'tibor berishni eslatadi. O'zaro aralashuvga yo'l qo'ymaslik uchun tashqi ob'ektlar va batareya tizimi o'rtasida ma'lum bo'sh joyni saqlash tavsiya etiladi. Batareya tizimi tashqi qisqa tutashuvni oldini olish uchun izolyatsiya funktsiyasi bilan ham jihozlangan bo'lishi kerak.

Qarshi choralar

Yuqoridagi tahlildan ko'rinib turibdiki, ESS avariyalarining sabablari hujayraning termal suiiste'moli va yordamchi tizimning ishdan chiqishidir. Agar buzilishning oldini olishning iloji bo'lmasa, blokirovkadan keyingi buzilishlarni kamaytirish ham yo'qotishni kamaytirishi mumkin. Qarshi choralarni quyidagi jihatlardan ko'rib chiqish mumkin:

Hujayraning termal suiiste'molidan keyin termal tarqalishni blokirovka qilish

Izolyatsiya to'sig'i hujayraning termal suiiste'molining tarqalishini blokirovka qilish uchun qo'shilishi mumkin, bu hujayralar orasiga, modullar orasiga yoki raflar orasiga o'rnatilishi mumkin. NFPA 855 (statsionar energiya saqlash tizimlarini o'rnatish standarti) ilovasida siz tegishli talablarni ham topishingiz mumkin. To'siqni izolyatsiya qilish uchun maxsus chora-tadbirlar hujayralar orasiga sovuq suv plitalari, aerojel va yoqtirishlarni kiritishni o'z ichiga oladi.

Batareya tizimiga yong'inni o'chirish moslamasi qo'shilishi mumkin, shunda u bitta hujayrada termal suiiste'mol sodir bo'lganda yong'inni o'chirish moslamasini faollashtirish uchun tezda reaksiyaga kirishishi mumkin. Lityum-ionli yong'in xavfi orqasidagi kimyo an'anaviy yong'inga qarshi echimlarga qaraganda energiya saqlash tizimlari uchun boshqa yong'inni o'chirish dizayniga olib keladi, bu nafaqat yong'inni o'chirish, balki batareyaning haroratini pasaytirishdir. Aks holda, hujayralarning ekzotermik kimyoviy reaktsiyalari davom etadi va qayta olovni keltirib chiqaradi.

Yong'inga qarshi materiallarni tanlashda ham qo'shimcha ehtiyot bo'lish kerak. Agar suv to'g'ridan-to'g'ri yonayotgan akkumulyator korpusiga sepilsa, yonuvchi gaz aralashmasi paydo bo'lishi mumkin. Va agar batareya korpusi yoki ramkasi po'latdan yasalgan bo'lsa, suv termal suiiste'molni oldini olmaydi. Ba'zi holatlar batareya terminallari bilan aloqa qiladigan suv yoki boshqa turdagi suyuqliklar ham olovni kuchaytirishi mumkinligini ko'rsatadi. Masalan, 2021-yil sentabr oyida Vistra Moss Landing elektr stansiyasida sodir bo‘lgan yong‘inda, xabarlarga ko‘ra, stansiyaning sovutish shlanglari va quvur birikmalari ishlamay qolgan, natijada suv akkumulyator tokchalariga purkalgan va natijada batareyalar qisqa tutashuv va yoyga sabab bo‘lgan.

1.Yonuvchi gazlarni o'z vaqtida chiqarish

Yuqorida keltirilgan barcha holatlar portlashlarning asosiy sababi sifatida yonuvchi gazlar kontsentratsiyasiga ishora qiladi. Shu sababli, ushbu xavfni kamaytirish uchun saytni loyihalash va joylashtirish, gaz monitoringi va shamollatish tizimlari muhim ahamiyatga ega. NFPA 855 standartida doimiy gazni aniqlash tizimi zarurligi qayd etilgan. Yonuvchan gazning ma'lum bir darajasi (ya'ni LFL ning 25%) aniqlanganda, tizim egzoz ventilyatsiyasini boshlaydi. Bundan tashqari, UL 9540A sinov standartida egzozni yig'ish va LFL gazining pastki chegarasini aniqlash talabi ham qayd etilgan.

Shamollatishdan tashqari, portlashni bartaraf etish panellaridan foydalanish ham tavsiya etiladi. NFPA 855 da ESSlar NFPA 68 (Deflagratsiyani shamollatish orqali portlashdan himoya qilish bo'yicha standart) va NFPA 69 (portlashdan himoya qilish tizimlari bo'yicha standartlar) ga muvofiq o'rnatilishi va texnik xizmat ko'rsatishi kerakligi qayd etilgan. Biroq, tizim yong'in va portlash sinoviga (UL 9540A yoki ekvivalenti) mos kelsa, u ushbu talabdan ozod qilinishi mumkin. Biroq, sinov shartlari haqiqiy vaziyatni to'liq aks ettirmaganligi sababli, shamollatish va portlashdan himoya qilishni kuchaytirish tavsiya etiladi.

2.Yordamchi tizimlarning ishdan chiqishini oldini olish

Dasturiy ta'minot/proshivka dasturlarini dasturlash va ishga tushirish/boshlashdan oldingi tartib-qoidalar ham Viktoriya elektr stantsiyasi va Vistra Moss qo'nish elektr stantsiyasida yong'in sodir bo'lishiga yordam berdi. Viktoriya elektr stantsiyasidagi yong'inda modullardan biri tomonidan boshlangan issiqlik suiiste'moli aniqlanmadi yoki bloklanmadi va keyingi yong'in ham to'xtatilmadi. Bunday holat yuzaga kelishining sababi shundaki, o'sha paytda ishga tushirish talab etilmagan va tizim qo'lda o'chirilgan, jumladan telemetriya tizimi, nosozliklarni kuzatish va elektr nosozliklardan himoyalangan qurilma. Bundan tashqari, Nazoratni nazorat qilish va ma'lumotlarni yig'ish (SCADA) tizimi ham hali ishlamadi, chunki uskunalar ulanishini o'rnatish uchun 24 soat vaqt ketdi.

Shuning uchun, har qanday bo'sh modullarda blokirovka o'tkazgich orqali qo'lda o'chirilgandan ko'ra, faol telemetriya, nosozliklarni kuzatish va elektr xavfsizligi qurilmalari kabi qurilmalar bo'lishi tavsiya etiladi. Barcha elektr xavfsizligi himoya vositalari faol rejimda saqlanishi kerak. Bundan tashqari, turli favqulodda vaziyatlarni aniqlash va ularga javob berish uchun qo'shimcha signalizatsiya tizimlari qo'shilishi kerak.

Dasturiy ta'minotni dasturlash xatosi Vistra Moss Landing elektr stantsiyasining 1 va 2-bosqichlarida ham topildi, chunki ishga tushirish chegarasi oshib ketmagan, batareyaning issiqlik qabul qiluvchisi faollashtirilgan. Shu bilan birga, batareyaning yuqori qatlamining oqishi bilan suv trubkasi konnektorining ishdan chiqishi suvni batareya moduliga kirishga imkon beradi va keyin qisqa tutashuvga olib keladi. Ushbu ikkita misol dasturiy ta'minot/proshivka dasturlarini ishga tushirish jarayonidan oldin tekshirish va disk raskadrovka qilish qanchalik muhimligini ko'rsatadi.

Xulosa

Energiya saqlash stantsiyasida bir nechta yong'in sodir bo'lgan baxtsiz hodisalarni tahlil qilish orqali ventilyatsiya va portlashni nazorat qilish, to'g'ri o'rnatish va ishga tushirish tartib-qoidalariga, jumladan, akkumulyator avariyalarining oldini oladigan dasturiy ta'minotni tekshirishga katta e'tibor berilishi kerak. Bundan tashqari, zaharli gazlar va moddalarning paydo bo'lishiga qarshi kurashish uchun kompleks favqulodda choralar rejasi ishlab chiqilishi kerak.