Bezpieczeństwo magazynów energii

Magazyny energii są kluczowym elementem transformacji w kierunku odnawialnych źródeł energii. Pomagają niwelować rozbieżności między produkcją a zużyciem energii, gromadząc nadwyżki w okresach niskiego zużycia i oddając je w szczycie. Jak każda technologia, również magazyny energii niosą jednak pewne wyzwania w zakresie bezpieczeństwa, którym trzeba sprostać.

Główne zagrożenia

Jednym z najpoważniejszych problemów bezpieczeństwa jest ryzyko pożaru. Baterie, zwłaszcza o dużej pojemności i mocy, mogą wytwarzać znaczne ilości ciepła. Jeśli nie są właściwie zarządzane, może dojść do reakcji termicznej, która może wywołać pożar, a nawet wybuch.

Kolejnym czynnikiem jest skażenie środowiska. Baterie zawierają różne substancje chemiczne, które w razie wycieku mogą być szkodliwe dla środowiska. Kluczowe jest zapewnienie, aby magazyny energii były zaprojektowane i zlokalizowane w sposób minimalizujący ryzyko wycieku tych materiałów.

Strategie bezpieczeństwa

Aby zapewnić bezpieczeństwo magazynów energii, konieczne jest wdrożenie kilku strategii. Pierwszą z nich jest zaawansowane zarządzanie temperaturą i monitorowanie stanu baterii. Obejmuje to stosowanie czujników i systemów chłodzenia, które utrzymują baterie w bezpiecznym zakresie temperatur.

Ważne jest również bezpieczeństwo fizyczne. Magazyny powinny być chronione przed nieuprawnionym dostępem i wyposażone w systemy detekcji i gaszenia na wypadek pożaru.

Z czego składa się kontener BESS?

• Kontener
• Baterie
• BMS (system zarządzania baterią)
• PMS (system zarządzania energią)
• PCS (system konwersji energii)
• Chłodzenie
• Ochrona przeciwpożarowa

Zastosowania 

BESS

BESS mają wiele przydatnych zastosowań, które przyczyniają się do ich popularności i powszechnego wykorzystania. Należą do nich:
Uzupełnianie odnawialnych źródeł energii

Panele fotowoltaiczne i turbiny wiatrowe mają to ograniczenie, że wytwarzają energię elektryczną tylko wtedy, gdy świeci słońce lub wieje wiatr. Uzupełnienie tych odnawialnych źródeł energii o BESS pozwala użytkownikom korzystać z energii elektrycznej dostarczanej przez BESS również wtedy, gdy OZE nie produkują energii.

PEAK SHAVING

BESS umożliwia oszczędności w godzinach szczytu, gdy energia jest droższa . W tych godzinach użytkownicy mogą pobierać energię z baterii, a następnie ładować je w tańszych godzinach nocnych.

Wyrównywanie obciążenia

W ciągu dnia moce wytwórcze elektrowni są zwiększane i zmniejszane, aby sprostać zmieniającemu się zapotrzebowaniu na energię elektryczną. Obciąża to system. ESS może pomóc wypłaszczać krzywą zapotrzebowania, ładując się przy niskim zapotrzebowaniu na energię elektryczną i rozładowując przy wysokim.

Nieprzerwane zasilanie

Awarie i przerwy w dostawach energii elektrycznej mogą należeć do najbardziej uciążliwych i najpoważniejszych problemów, z jakimi borykają się zakłady. ESS potrafi natychmiast zareagować na przerwę w zasilaniu i jest w stanie utrzymać zasilanie szpitali, centrów danych i gospodarstw domowych podłączonych do sieci.

Zagrożenia związane z BESS

Stosowanie baterii litowo-jonowych może stwarzać szereg zagrożeń pożarowych. Choć ryzyka związane z bateriami istnieją, warto pamiętać, że technologie magazynowania energii są solidne i niezawodne. Ograniczanie ryzyka jest kluczowe dla bezpiecznej eksploatacji tych systemów, a podstawą jest właściwe zrozumienie każdego zagrożenia. Na przykład thermal runaway, częste zagrożenie w BESS, to pożar klasy B. Nie jest to to samo co pożar elektryczny, czyli pożar klasy C. Jeśli Państwa rozwiązanie przeciwpożarowe zaprojektowano dla pożarów klasy C, mogą Państwo nie być przygotowani na to katastrofalne zagrożenie. Stężenia środka gaśniczego dla pożaru klasy B różnią się od tych dla pożaru klasy C, a samo stłumienie ognia nie zatrzyma thermal runaway. Omówmy więc poszczególne zagrożenia po kolei.

Thermal runaway

Thermal runaway (niekontrolowany wzrost temperatury) oznacza szybkie, niekontrolowane uwalnianie ciepła z ogniwa baterii – bateria wytwarza więcej ciepła, niż jest w stanie skutecznie odprowadzić. Propagacja następuje, gdy jedno ogniwo wywołuje reakcję łańcuchową, która nagrzewa sąsiednie ogniwa. Ciągłe nagrzewanie kolejnych ogniw często prowadzi do pożaru lub wybuchu baterii, który może stać się źródłem zapłonu dla rozleglejszych pożarów baterii.

Energia resztkowa

Nawet po pożarze ESS mogą nadal stanowić zagrożenie. Jak w przypadku większości urządzeń elektrycznych istnieje ryzyko porażenia prądem. Specyficzne dla ESS jest jednak to, że w systemie nadal pozostaje energia, która może stanowić zagrożenie. Uszkodzone zaciski trudno rozładować, co może narazić osoby biorące udział w pracach naprawczych. Energia resztkowa może również spowodować ponowne zapalenie się ognia nawet po kilku godzinach, a nawet dniach.

Gazy toksyczne i palne

Podczas thermal runaway baterie najczęściej uwalniają gazy toksyczne i palne. Jeśli gazy nie zapalą się, zanim osiągną dolną granicę wybuchowości, może to doprowadzić do powstania atmosfery wybuchowej wewnątrz pomieszczenia lub kontenera ESS.

Głęboko ukryte pożary

Większość ESS składa się zazwyczaj z baterii umieszczonych w ochronnej obudowie metalowej lub plastikowej wewnątrz większych szaf. Choć te warstwy ochrony pomagają zapobiegać uszkodzeniom systemu, mogą też utrudniać dotarcie wody do źródła ognia. Dlatego do skutecznego zwalczania ciepła generowanego przez pożary ESS potrzebne są duże ilości wody, a schłodzenie najgorętszej części ognia jest często trudne.

Przypadkowe uruchomienie

Do głównych zagrożeń związanych z ESS należy przypadkowe uruchomienie systemu gaśniczego. W zależności od środka gaśniczego zastosowanego w systemie dochodzi do poważnego przestoju jednostki. Wiąże się to z kosztownym czyszczeniem i potencjalnym uszkodzeniem urządzeń.