Ochrona przeciwpożarowa systemów magazynowania energii z Sinorix
Od momentu wprowadzenia na rynek na początku lat 90. ubiegłego wieku akumulatory litowo-jonowe zdobyły popularność w wielu różnych zastosowaniach, w tym w magazynowaniu energii w inteligentnych sieciach energetycznych (smart grid), stacjach ładowania pojazdów elektrycznych czy jako zapasowe źródło zasilania dla szpitali i centrów przetwarzania danych. Systemy magazynowania energii (ESS - Energy Storage Systems) z akumulatorami litowo-jonowymi są również szeroko wykorzystywane i spełniają istotną rolę w całej infrastrukturze energetycznej. Pomagają zoptymalizować wydajność poprzez stabilizację częstotliwości i napięcia oraz równoważenie wahań między podażą a popytem w sieci. Przewiduje się, że jest to rynek, który gwałtownie będzie rosnąć, zwłaszcza ze względu na zwiększone zapotrzebowanie na wytwarzanie energii ze źródeł odnawialnych (OZE) i związane z tym wymagania.
Stosowane akumulatory litowo-jonowe zapewniają wysoką gęstość energii na małej przestrzeni, co sprawia, że doskonale nadają się do stacjonarnych systemów magazynowania energii elektrycznej. Jednak te pozytywne cechy niosą za sobą również wyjątkowe zagrożenie pożarowe. Akumulatory łączą materiały wysokoenergetyczne z wysoce łatwopalnymi elektrolitami. W konsekwencji jednym z głównych zagrożeń dla tego typu magazynów energii jest pożar, który może mieć znaczący wpływ na wiele aspektów działania systemu.
Niewielka konstrukcja, stale rosnąca gęstość energii i starzenie się akumulatorów są najczęstszymi źródłami niebezpieczeństwa. Jeśli jedno ogniwo akumulatora litowo-jonowego zostanie zwarte lub wystawione na działanie wysokich temperatur, może nastąpić egzotermiczna reakcja, powodująca gwałtowny i ekstremalny wzrost temperatury spowodowany spalaniem elektrolitu. Efekt ten, znany jako „ucieczka termiczna” (thermal runaway), może łatwo rozprzestrzeniać się na sąsiednie ogniwa, powodując pożar na dużą skalę.
Testy przeprowadzone w laboratorium Siemens Smart Infrastructure Fire Lab w Altenrhein w Szwajcarii na akumulatorach litowo-jonowych z różnymi typami ogniw wykazały, że istnieją sygnały, które można wykryć wcześniej, zanim nastąpi faktyczne zdarzenie „ucieczki termicznej”. Niezawodnym wskaźnikiem zagrożenia jest pojawienie się odgazowywanego elektrolitu. Gdy tylko pojawi się gaz elektrolityczny, nieuchronnie nastąpi niekontrolowany wzrost temperatury. Jednak wciąż jest wystarczająco dużo czasu, aby automatycznie uruchomić odpowiednie środki zaradcze lub gaśnicze.
Zdolność do wykrywania tych gazów tak wcześnie, jak to możliwe, ma kluczowe znaczenie dla możliwości interwencji, zanim dojdzie do szkód spowodowanych pożarem na dużą skalę. Odpowiednio zaprojektowany i zainstalowany system wczesnej detekcji ASD (Aspirating Smoke Detection) jest w stanie rozpoznać takie gazy na bardzo wczesnym etapie, pomimo dużych prędkości przepływu powietrza, typowych dla układów chłodzenia akumulatorów litowo-jonowych o dużej gęstości. Pierwszym priorytetem jest więc zapewnienie wczesnego i niezawodnego wykrycia pożaru, a następnie zatrzymanie jego rozwoju. W żadnym wypadku nie wolno dopuścić do rozprzestrzenienia się ciepła z jednego ogniwa do całego systemu.
Praktyczne badania wykazały, że system ASD Siemens FDA241 (z opatentowaną technologią podwójnej długości fali) zapewnia niezawodną, doskonałą wczesną detekcję. Czujka zasysająca Siemens FDA241 jest w stanie wykryć nawet najmniejsze stężenia gazów i aerozoli, dzięki czemu stanowi idealne rozwiązanie do wykrywania tego typu zdarzeń w magazynach energii z akumulatorami litowo-jonowymi.
Po wykryciu potencjalnej sytuacji niekontrolowanego wzrostu temperatury następnym krokiem jest zminimalizowanie szkód spowodowanych pożarem i zapobieżenie możliwości jego rozprzestrzenienia się.
Doświadczenia pokazały, że automatyczna aktywacja zintegrowanego systemu gaszenia Siemens Sinorix z azotem jako czynnikiem gaszącym zapewnia idealne rozwiązanie. Uwolnienie środka gaszącego o stężeniu wynoszącym 45,2% zapewnia ograniczenie ilości tlenu w gaszonej przestrzeni poniżej 11,3%. Dzięki temu wszelkie rozwijające się pożary w magazynach energii z akumulatorami litowo-jonowymi są szybko gaszone i skutecznie zapobiegają ich ponownemu zapłonowi. Ponadto sam środek gaśniczy nie powoduje uszkodzeń sprzętu ani nie stanowi zagrożenia dla ludzi. Gaszenie obiektowe z użyciem systemu Siemens Sinorix z gazem naturalnym zapewnia, że wszelkie uszkodzenia spowodowane pożarem są ograniczone do absolutnego minimum.
Dodatkowo centrala systemu sygnalizacji pożarowej Siemens Cerberus PRO stanowi jednostkę nadrzędną, która służy alarmowaniu, monitorowaniu i sterowaniu wspomnianymi systemami, stanowiąc idealne połączenie i uzupełnienie całej koncepcji zabezpieczenia tego typu obiektów.
Zrozumienie mechanizmów związanych z powstawaniem pożarów w systemach z akumulatorami litowo-jonowymi i ich rozwojem pozwoliło firmie Siemens stworzyć odpowiednią koncepcję ochrony przeciwpożarowej.
Przedstawione połączenie wczesnej detekcji, alarmowania i efektywnego gaszenia jest najbardziej skutecznym rozwiązaniem ochrony magazynów energii z akumulatorami litowo-jonowymi obecnie dostępnym na rynku.
System zapewnia optymalną ochronę przeciwpożarową, chroniąc cenne aktywa przed potencjalnie niszczycielskimi stratami pożarowymi. Siemens jest pierwszą i jedyną firmą (na czas publikacji tej informacji), która otrzymała certyfikat VdS (VdS Schadenverhuetung GmbH) dla koncepcji ochrony dla stacjonarnych magazynów energii z akumulatorami litowo-jonowymi.
Zapraszamy do zapoznania się z naszą aktualną ofertą systemu chrony przeciwpożarowej dedykowanej magazynom energii z Sinorix Unrestricted!
Pliki do pobrania:
WHITE PAPER:
CERTYFIKACJA:
MATERIAŁY MARKETINGOWE:
Żródło: https://www.siemens.com/pl/pl/o-firmie/aktualnosci/zabezpieczenie-magazynow-energii-z-akumulatorami-litowo-jonowymi.html
Dodaj komentarz