Este artículo combina su propia experiencia de construcción y las normas y especificaciones pertinentes de la industria para discutir los aspectos de seguridad de los sistemas de almacenamiento de energía de baterías de litio, y promover conjuntamente el desarrollo seguro de la industria de almacenamiento de energía.
Los sistemas de protección contra incendios de almacenamiento de energía se utilizan principalmente en centrales eléctricas de almacenamiento de energía a gran escala y distribuidas, almacenamiento móvil de energía y estaciones de almacenamiento de energía de reserva. Abarca toda la cadena industrial de generación, transmisión y transformación de energía, venta y consumo de electricidad.
1. Composición del sistema de protección contra incendios del almacenamiento de energía
El sistema de protección contra incendios de almacenamiento de energía se compone principalmente de una parte de control de detección y una parte de extinción de incendios, que puede realizar funciones automáticas de detección, alarma y protección contra incendios para el área de protección o la caja de la batería.
La parte de control de detección incluye principalmente detectores, centrales de control de incendios, botones de arranque y parada de emergencia, alarmas sonoras y visuales e indicadores de desinflado. Entre ellos, el detector es un detector de incendios de batería de litio dedicado.
La parte de extinción de incendios incluye principalmente dispositivos de extinción de incendios por gas, tuberías, boquillas, etc. Los dispositivos de extinción de incendios suelen utilizar dispositivos de extinción de incendios de heptafluoropropano de tipo armario, dispositivos de extinción de incendios de heptafluoropropano colgantes, etc.
La central de control de incendios es un equipo automático inteligente de alarma contra incendios que combina la alarma contra incendios y la extinción de incendios por gas en uno solo. Utiliza una pantalla LCD china y está diseñado principalmente para proyectos de ingeniería de incendios medianos y pequeños. Por un lado, el host de control de incendios recibe los datos del sensor del detector, realiza juicios lógicos y emite automática y/o manualmente señales de control activas y/o pasivas para poner en marcha el dispositivo de ejecución;
Por otra parte, el ordenador central de control de incendios transmite datos de estado al armario de control del ordenador central, y acepta instrucciones de control del ordenador central para ejecutar los correspondientes arranques de extinción u otras acciones.
2. Análisis de las fuentes de peligro del sistema de almacenamiento de energía con baterías de litio
Riesgos de incendio en sistemas de almacenamiento de energía con baterías de litio se dividen a grandes rasgos en dos aspectos: las reacciones internas fuera de control de las baterías de litio y los riesgos de incendio en los equipos eléctricos. Según la normativa de protección contra incendios, la ubicación de la batería (en lo sucesivo, el compartimento de la batería) y la ubicación del equipo eléctrico de alta y baja tensión (en lo sucesivo, el compartimento del equipo) son diseños aislados.
3.1 La reacción interna de la batería de litio está fuera de control
- Batería de litio
Litio carga de la batería y descarga se completan principalmente mediante reacciones químicas. Durante el proceso de carga y descarga, inevitablemente se generará energía térmica. Si la energía térmica generada por la propia batería supera la capacidad de disipación de calor de la batería, la batería de litio no podrá disiparse a tiempo, y la acumulación de calor provocará el sobrecalentamiento de la batería.
Se producen reacciones químicas entre los materiales internos de la batería, como la descomposición de la película SEI, la descomposición del electrolito, la descomposición de los electrodos positivo y negativo, etc. Durante la descomposición, se generará una gran cantidad de calor y gas, haciendo que la batería se caliente y se abombe.
La temperatura aumenta rápidamente, provocando la combustión interna de los materiales de la batería, y la descomposición del líquido de la batería producirá gases inflamables. Cuando la concentración de gases inflamables alcance un determinado nivel, se producirá una explosión al encontrarse con una llama abierta.
Por lo tanto, los fenómenos superficiales de la reacción de la batería de iones de litio fuera de control incluyen principalmente el calentamiento de la batería, el abombamiento, el humo, la llama abierta, la combustión e incluso la explosión.
Los problemas anteriores se deben principalmente a que la reacción química interna de la batería es demasiado rápida e incontrolable, y a la sobrecarga externa, pinchazos, factores externos como fuentes de fuego, extrusión, cortocircuitos, etc.
Además, el módulo de baterías del sistema de almacenamiento de energía con baterías de litio está diseñado para conectar varios paquetes de baterías en serie, lo que sin duda aumenta los riesgos de seguridad de las baterías de litio.
Además, una vez que se produce un incendio debido al rendimiento inestable de una determinada batería, afectará inevitablemente a la seguridad de las baterías de litio circundantes y ampliará aún más el alcance del incendio.
- Material eléctrico
Hay un gran número de equipos eléctricos en el sistema de almacenamiento de energía de la batería de litio. La estabilidad y la seguridad de los equipos eléctricos también afectarán al rendimiento y la estabilidad de la batería, como el impacto de la alta tensión, la gran corriente y la sobretensión por rayos debido a un funcionamiento inesperado.
Dado que hay muchos sistemas de corriente débil y sistemas de comunicación en el sistema de almacenamiento de energía de la batería de litio, la alta tensión y la alta corriente en el sistema tendrán inevitablemente un gran impacto en el sistema de almacenamiento de energía.
Al mismo tiempo, también provocará daños en los componentes de protección del sistema de almacenamiento de energía, lo que imposibilitará su funcionamiento. Las acciones de protección pueden incluso provocar incendios.
4. 4. Medidas de seguridad contra incendios
La seguridad contra incendios de las baterías de litio es el contenido de prevención clave en el diseño de todo el sistema de almacenamiento de energía. A continuación se analizarán las medidas de seguridad contra incendios de los sistemas de almacenamiento de energía de baterías de litio desde múltiples aspectos.
- Sistema de alarma contra incendios
Todo el proceso de combustión espontánea de las baterías de litio debido a reacciones químicas internas fuera de control causadas por la propia batería de litio o estimuladas por condiciones externas tendrá como resultado la liberación de gas, energía y la generación de humo. En casos graves, se producirán llamas abiertas.
Es decir, el lugar donde se coloca la batería de litio se aísla de otros equipos y se instalan detectores especiales de humo, temperatura, luz y otros. Los correspondientes detectores de gas pueden añadirse de forma selectiva en función de las características de las distintas baterías de litio.
Asegúrese de que la alarma de cambio de gas en el compartimento de la batería se detecta a tiempo cuando la batería está fuera de control, el equipo eléctrico de la sala de equipos vinculados se desconecta de la fuente de alimentación y la información de la alarma se carga al personal de supervisión de fondo.
- Dispositivo automático de extinción de incendios
La propia batería de litio contiene sustancias químicas, y hay muchos equipos eléctricos conectados en el almacén. Una vez que se produce un incendio, si el fuego no puede extinguirse a tiempo, las pérdidas causadas serán cada vez mayores a medida que pase el tiempo.
Por lo tanto, la configuración del sistema de almacenamiento de energía El dispositivo de extinción debe ser un método físico que sofoque rápidamente el fuego aislando el oxígeno.
5. Gas extintor
El gas extintor más utilizado en la industria de los sistemas de almacenamiento de energía es el heptafluoropropano.
El heptafluoropropano es un gas incoloro, inodoro y no conductor. Su principio de extinción de incendios consiste en inhibir la reacción de la cadena de reacción química. Se almacena en un líquido y libera gas. Tras la pulverización, se puede utilizar el sistema de ventilación para descargar el gas fuera de la sala y extinguir el incendio.
No quedará ningún residuo después de terminar, y no causará pérdidas de trabajo ni contaminación a los equipos eléctricos del lugar. Al instalar un dispositivo de extinción de incendios de hexafluoropropano en un sistema de almacenamiento de energía, debe prestar atención a los siguientes puntos.
- Concentración de descarga
La concentración de pulverización de hexafluoropropano debe diseñarse en función de la zona de protección real. Si el agente extintor no se llena lo suficiente, la concentración de extinción en algunas áreas de protección pequeñas puede ser demasiado alta, mientras que la concentración de extinción en otras áreas de protección es menor, y no se logrará la situación ideal de extinción de incendios.
En el diseño del sistema, la cantidad de llenado de agente extintor debe ser 9% superior a la relación de concentración real para satisfacer los requisitos de extinción de incendios completa.
- Diseño de espacio totalmente cerrado
En general, la extinción de incendios por gas requiere un espacio cerrado para garantizar el efecto extintor del agente extintor. Durante el proceso de liberación del heptafluoropropano, es importante tener en cuenta que cuando el personal de operación y mantenimiento opera en el compartimento de la batería, pueden producirse incendios debido a accidentes inesperados o a una operación incorrecta. A veces, es necesario instalar una puerta cortafuegos para garantizar la seguridad del personal.
Dado que el estado líquido del heptafluoropropano pasa a estado gaseoso después de la inyección, la presión interior aumentará rápidamente, por lo que es necesario instalar un puerto de drenaje correspondiente en el compartimento de la batería. El dispositivo de alivio de presión debe diseñarse específicamente en función de la presión que pueda soportar la estructura del edificio o contenedor interior para evitar grietas en el edificio o contenedor cerrado.
- Determinación del tiempo de inyección
En circunstancias normales, si el tiempo de preignición de la superficie sólida de las baterías de litio u otros equipos es largo, se formará un fuego profundo en su interior, lo que es muy perjudicial para la seguridad contra incendios, aunque el dispositivo de extinción puede extinguir la llama abierta externa.
Pero sigue habiendo combustión en su interior, y cuando se alcancen las condiciones de reignición, volverá a encenderse. Si el tiempo de preignición es lo suficientemente largo, pueden producirse incluso accidentes peligrosos, como explosiones. Por esta razón, basándose en la normativa pertinente y en las condiciones reales de funcionamiento, es más razonable fijar el tiempo real de inyección de heptafluoropropano en 8 segundos.
- Unidad de aire acondicionado
Al cargar y descargar las baterías de litio, se produce un proceso de disipación continua de calor al exterior, y la temperatura ambiente producirá cambios evidentes en el rendimiento de las baterías de litio.
Las características de temperatura de las baterías de litio de -40°C a 60°C hacen que la capacidad de las baterías de litio disminuya a medida que baja la temperatura. La atenuación se acelera, y la alta temperatura no tiene un gran efecto en el cambio de capacidad de las pilas de litio.
Además, en entornos de alta temperatura, los equipos eléctricos y las baterías del compartimento de baterías aumentarán la probabilidad de riesgo de incendio. Por tanto, la temperatura óptima del compartimento de la batería de la central eléctrica de almacenamiento de energía es de 25℃, a esta temperatura, la capacidad y la seguridad de la batería son óptimas.
- Dispositivo de enganche
Los sistemas de almacenamiento de energía en baterías de litio suelen requerir inspecciones diarias por parte del personal de operación y mantenimiento. Para evitar víctimas debidas a un manejo incorrecto por parte del personal de operación y mantenimiento o a accidentes inesperados, deben instalarse puertas cortafuegos y sistemas de escape en el compartimento de las baterías, así como botones de parada de emergencia colocados en el exterior.
Y formar un dispositivo de enlace de seguridad de varios niveles con sistemas de alarma contra incendios, dispositivos automáticos de extinción de incendios, puertas cortafuegos, respiraderos y otros equipos contra incendios.
- Diseño eléctrico
Para problemas como la alta tensión y la gran corriente que pueden producirse en los equipos eléctricos, instale equipos de protección contra rayos y sobretensiones, equipos de protección contra rayos y sobretensiones de comunicación y los correspondientes pararrayos en el circuito del lado de alta tensión.
Durante el diseño de sistemas de almacenamiento de energía en bateríasEn general, se utilizaron razonablemente las instalaciones de protección contra el rayo y de toma de tierra del edificio original para reducir el riesgo de alta tensión y alta corriente en su conjunto.
A la hora de distribuir y diseñar el sistema de almacenamiento de energía, es necesario tener en cuenta la comodidad de las inspecciones diarias de funcionamiento y mantenimiento y la situación de las emergencias. Debe haber al menos 2 entradas y salidas en la zona del equipo móvil de almacenamiento de energía.
Alrededor del sistema de acumulación de energía colocado en el suelo deberá reservarse una vía de evacuación con una anchura mínima de 3,5 m. Debe reservarse un canal de evacuación con una anchura mínima de 1,5 m alrededor del sistema de almacenamiento de energía colocado en el sótano, y deben preverse las instalaciones de extinción de incendios correspondientes a su alrededor.
Para garantizar la estabilidad de la alimentación contra incendios del sistema de almacenamiento de energía de la batería de litio, la alimentación utilizada por el equipo de protección contra incendios debe estar conectada por separado de la red eléctrica, y los cables deben ser cables resistentes al fuego. El sistema eléctrico suministra energía.
6. Resumen
Como batería de litio tecnologías de almacenamiento de energía sigue mejorando, sus correspondientes sistemas de almacenamiento de energía con baterías de litio también se aplicarán a gran escala. Y la innovación del fábrica superior de BESS está impulsando este proceso. Cómo garantizar la seguridad de los sistemas de almacenamiento de energía con baterías de litio es el primer factor que afecta al desarrollo.
Como último sistema de defensa pasiva, el diseño razonable, la selección de materiales, la disposición y la construcción de la protección contra incendios afectan directamente al desarrollo saludable de la industria de almacenamiento de energía.
En la búsqueda de soluciones energéticas sostenibles, la Tesla Powerwall ha sido una innovación revolucionaria. Sin embargo, como la demanda de opciones de almacenamiento de energía sigue creciendo, también lo hace la necesidad de alternativas Tesla Powerwall.
Este artículo presenta los 10 principales fabricantes fotovoltaicos de China, que son TONGWEI GROUP, LONGIJinKO Solar, TBEA, Trinasolar, JA solar, TCL-ZHONGHUAN, SUNGROW, CHNT, Risen.
Los sistemas de generación de energía desde el balcón son cada vez más populares debido a las fuertes subidas de los precios de la electricidad. El número de pequeños sistemas de energía solar se ha duplicado en lo que va de año. A continuación le ofrecemos una lista de los 7 mejores productos solares para balcones del mundo.
+86 - 18925002618
