Günəş enerjisi saxlama akkumulyatoru hansı təhlükəsizlik xüsusiyyətlərinə malik olmalıdır?

İstilik Qeyri-Sabitliyinin Qarşısının Alınması və Yanğın Təhlükəsizliyi Üçün Dizayn

Lityum-ion günəş enerjisi saxlama akkumulyatorunda istilik qeyri-sabitliyi necə baş verir?

Lityum-ion günəş enerjisi saxlama akkumulyatorlarında istilik böhranı baş verdikdə, bu, adətən hüceyrələrin özündəki problemlərdən, xarici mənbələrdən gələn zərərlərdən və ya işləmə zamanı normal aşınmadan başlayır. Temperatur təxminən 80 dərəcə Selsiy (yaxud 176 dərəcə Farenheyt) səviyyəsindən yuxarı qalxanda elektrolit parçalanır və yanğın təhlükəli qazlarla birlikdə əlavə istilik çıxarır; nəticədə öz-özünə davam edən bir zəncirvari reaksiya yaranır. Bir çox belə akkumulyatorun sıx şəkildə yerləşdirildiyi yerlərdə istilik qonşu hüceyrələrə sürətlə yayılır və bəzən yalnız bir neçə saniyə ərzində temperatur 400 dərəcə Selsiy (yaxud təxminən 752 dərəcə Farenheyt) səviyyəsindən artıq olur. Bu hadisələrin ən çox rast gəlinən səbəbi daxili qısa qapanmalardır. Belə qısa qapanmalar adətən akkumulyatorun daxilində dendritlərin inkişaf etməsindən və ya istehsal zamanı yaranan defektlərdən qaynaqlanır. Statistikaya görə, belə hallar istilik böhranının onda yeddi halında müşahidə olunur. Bu təhlükəli prosesi dayandırmaq üçün istehsalçılar yanmayan ayırıcılar, alovdayanmaya qarşı xüsusi əlavələrlə təchiz edilmiş elektrolit və ayrı-ayrı hüceyrələr arasında istiliyin yayılmasını maneə törədən epoksi rezinlərdən hazırlanmış maneələr kimi müəyyən təhlükəsizlik tədbirlərini tətbiq etməlidirlər.

Güneş enerjisi saxlama akkumulyator qurağının UL 9540A sınağı və yanğın yayılmasının azaldılması

UL 9540A sertifikatı almaq, kommersiya məqsədləri üçün istifadə olunan günəş enerjisi batareyalarının enerji saxlama sistemlərində istilik qeyri-sabitliyinin yayılması ilə bağlı genişmiqyaslı yanğın testlərindən keçməyi nəzərdə tutur. Test prosesi batareyalara kəskin bir cismin daxil olması və ya onların aşırı yüklənməsi kimi ən pis mümkün pozuntuları təsvir edən ssenarilər yaradır. Bu testlər istiliyin sürətli artmasını, çıxan qazların tərkibini və yanğınların bir moduldan digərinə keçib-keçməməsini yoxlayır. Bu standarta uyğunluq təsdiq edilmiş batareya sistemləri hər bir modulu əhatə edən xüsusi yanğın dayanıqlı qablaşdırmalar, təzyiqi təhlükəsiz şəkildə azaltmağa imkan verən ventilyasiya açıqları və istiliyin modullar arasında yayılmasını maneə törədən maneələr kimi daxili təhlükəsizlik xüsusiyyətləri ilə təchiz olunurlar. Müstəqil testlər göstərir ki, sertifikatlı sistemlərin əksəriyyəti təhlükəli istilik hadisələrini yalnız bir modulda saxlaya bilir — bu, 100 hallıq 99 dəfə baş verir. Bu batareyaları iç mekanda və ya qurğular arasındakı məsafə çox az olan sıx yerlərdə quraşdırarkən UL 9540A sertifikatlı avadanlıq seçmək həm qanunvericilik tələblərinə uyğunluq baxımından, həm də praktikada risklərin azaldılması baxımından məqsədəuyğundur. Bir çox obyekt menecerləri bu daha təhlükəsiz sistemlərə keçid etdikdən sonra hadisələrin sayında azalma müşahidə etdiklərini bildirmişlər.

Batareya İdarəetmə Sistemi (BMS) vasitəsilə İntellektual Elektrik Müdafiəsi

Əsas BMS funksiyaları: Artıq doldurulma, artıq boşalma, qısa qapanma və izolyasiya monitorinqi

Batareya İdarəetmə Sistemi (BMS) litium-ion günəş enerjisi saxlama batareyaları üçün sanki beyn kimi işləyir və sistemlərin hamısının düzgün işləməsini təmin edən dörd əsas təhlükəsizlik funksiyasını idarə edir. Batareya çox yükləndikdə BMS prosesi hüceyrə başına təxminən 3,65 voltda dayandırır, çünki bu səviyyəni keçmək təhlükəli litium platinləşməsinə səbəb ola bilər və bu da istiləşmə problemlərinə gətirib çıxara bilər. Digər tərəfdən, batareya hüceyrə başına təxminən 2,5 voltdan aşağı boşaldıqda sistem yenidən aktivləşərək daha çox boşalmanı dayandırır, çünki bu daxili komponentlərə zərər verə bilər və batareyanın ömrünü qalıcı olaraq azalda bilər. Qısa qapanma hallarında cərəyan normal səviyyədən üç dəfə artıq olduqda reaksiya demək olar ki, dərhal baş verir və xüsusi açarlar vasitəsilə enerji axınını təhlükəsiz şəkildə kəsir. Sistem həmçinin aktiv hissələr ilə metal korpus arasındakı izolyasiya müqavimətini daim yoxlayır və əvvəlcədən aşınma və soyulmanın əlamətlərini göstərən volt başına 100 om-dan aşağı düşən müqaviməti aşkar etməyə çalışır. ABŞ-da böyük miqyaslı və ev tətbiqlərindən toplanan sahə hesabatları göstərir ki, bu çoxlu təhlükəsizlik təbəqələri son illərdə elektrik qəzalarını təxminən üçdə birinə qədər azaltmışdır.

Güneş enerjisi saxlama akkumulyatoru üçün real vaxt rejimində SOC/SOH izlənməsi və proqnozlaşdırıcı arıza cavabı

Bugünkü ən yaxşı batareya idarəetmə sistemləri, SOC dəqiqliyini təxminən ±3% səviyyəsində saxlamaq üçün kulon sayma üsullarını Kalman filtriləri ilə birləşdirir. Eyni zamanda, onlar kapasitenin vaxt keçdikcə necə azaldığını izləyərək SOH-ni izləyirlər. Bu birləşmə operatorlara problemlərin baş verməsindən əvvəl onları proqnozlaşdırmağa kömək edən iki qatlı məlumat təmin edir. Fərdi elementlərdə gərginlik fərqi 50 millivoltdan yuxarı olarsa və ya modullar arasında temperatur fərqi 4 °C-dən çox olarsa, sistem yüklənmə sürətini azaldır və texniki xidmət tələbi haqqında xəbərdarlıqlar göndərir. Bu ətraflı diaqnostik yoxlamalar kiçik problemlərin vaxt keçdikcə bir-birinə əlavə olmasının qarşısını alır və bu da aktiv monitorinq aparmayan köhnə sistemlərlə müqayisədə batareyanın ömrünü təxminən 40% artırmağa imkan verir. Yeni versiyalar həmçinin daha ağıllı olur: keçmiş performans məlumatlarından istifadə edərək batareyaların təxminən üç ay əvvəldən ömrünün sonuna çatması ehtimalını qiymətləndirir. Belə proqnozlaşdırma günəş enerjisi sistemlərinin quraşdırılması ilə məşğul olan firmalara tamamilə sıradan çıxana qədər gözləmək əvəzinə, dəyişdirilmələri daha yaxşı planlaşdırmağa kömək edir.

Günəş enerjisi saxlama akkumulyatoru üçün mütləq tənzimləyici sertifikatlar

Mənzil və kommersiya məqsədləri üçün günəş enerjisi saxlama akkumulyatorlarının quraşdırılması zamanı beynəlxalq təhlükəsizlik sertifikatlarına uyğunluq şərti deyil. Bu standartlar yanğın riskini azaldır, işləmə etibarlılığını təmin edir və enerji təchizatı şirkətləri ilə qoşulma, icazəvermə və sığorta örtüyü üçün əvvəlcədən tələb olunan şərtlərdir.

Element və paket səviyyəsində təhlükəsizlik standartları: UL 1642, IEC 62619 və UN 38.3

Komponent səviyyəsində sertifikatlar sistem inteqrasiyasından əvvəl əsas təhlükəsizliyi təsdiqləyir:

• UL 1642 litium elementlərini məcburi qısa qapanma, artıq yüklənmə və sıxılma testləri daxil olmaqla ekstremal sui-istifadə şəraitinə məruz qoyur və struktur və termik bütövlüyünü yoxlayır.
• IEC 62619 sənaye litium akkumulyatorları üçün təhlükəsizlik tələblərini müəyyən edir; mexaniki gərginliyə, termik sui-istifadəyə və qeyri-normal yüklənməyə davamlılığı tələb edir.
• UN 38.3 daşınma zamanı sızıntı və ya istilik hadisələrini qarşısını almaq üçün yüksəklik simulyasiyası, titrim, təsir və istilik dövrü testlərini tələb edərək təhlükəsiz daşınmanı təsdiqləyir.
  İstehsalçılar sistem səviyyəli qiymətləndirməyə keçməzdən əvvəl bu üç tələbə də uyğunluğunu göstərməlidirlər.

Sistem səviyyəli uyğunluq: UL 9540, NFPA 855 və şəbəkəyə qoşulma təhlükəsizliyi (IEEE 1547, NFPA 585)

Tam sistem inteqrasiyası bir-biri ilə əlaqəli təhlükəsizlik çərçivələrinə tabe olmağı tələb edir:

• UL 9540 i̇nteqrasiya olunmuş yanğın yayılması, elektrik təhlükəsizliyi və istilik idarəetməsini simulyasiya olunmuş istilik çıxışı şəraitində qiymətləndirir.
• NFPA 855 yanğın yayılmasını məhdudlaşdırmaq və fövqəladə hallarda reaksiya göstərməni asanlaşdırmaq üçün minimum məsafələr, havalandırma, yanğın söndürmə və çıxış tədbirləri daxil olmaqla fiziki quraşdırma tələblərini müəyyən edir.
• Şəbəkəyə qoşulma standartları kimi IEEE 1547 (gerginlik/tezlik dayanıqlılığı və anti-ada qorunması üçün) və NFPA 585 (sürətli söndürmə və yaylanma arızası aşkarlaması üçün) arızalar zamanı etibarlı ayırmanı təmin edir.
  2024-cü ilin vəziyyətinə görə, ABŞ-ın 37 ştatı elektrik qaydalarına NFPA 855-i daxil etmişdir; bu da onu icazə verilməsi üçün de-fakto tələb olunan standart halına gətirir.

Materialların Seçilməsi və Proaktiv Nəzarət Təkmilləşdirmələri

Niyə litium dəmir fosfat (LFP) daha təhlükəsiz günəş enerjisi saxlama akkumulyatorları üçün üstünlük verilən kimyəvi tərkibdir

LFP — litium dəmir fosfatının qısa adıdır və indi termiki sabitliyi ilə bağlı üstünlükləri səbəbilə əksər günəş enerjisi saxlama həlləri üçün əsas seçimdir. Bu materialı xüsusi edən şey, temperatur çox yüksəldikdə belə oksigenin çıxmasını əngəlləyən unikal olivin kristal strukturu durur. Bu o deməkdir ki, LFP akkumulyatorları nikel və ya kobalt əsaslı akkumulyatorlara nisbətən çox daha təhlükəsizdir, çünki sonuncular yanma ehtimalı daha yüksəkdir. Həqiqi sahə hesabatlarına görə, LFP texnologiyasından istifadə edən quraşdırmaların yanğınla əlaqədar hadisələri təqribən 60 faiz azdır. Bundan başqa bir çox üstünlüyü də var. Bu akkumulyatorlar aşınmaya qədər çox daha çox doldurma-saxlama dövrünü davam etdirirlər, gərginliklərini vaxt keçdikcə yaxşı saxlayırlar və 55 °C-yə qədər olan isti şəraitdə belə etibarlı şəkildə işləyirlər. Belə temperatur dayanıqlılığı, istiliyin problem yarada biləcəyi dam örtüklərində və açıq havada yerləşdirilən günəş enerjisi sistemləri üçün çox vacibdir.

Uzaqdan termal görüntü alma, süni intellekt əsaslı anomaliya aşkarlanması və avtomatlaşdırılmış xəbərdarlıq

Proaktiv izləmə, аппарат təminatı və BMS nəzarət sistemlərindən kənarda qorunmanın vacib bir təbəqəsini əlavə edir:

• Infrəqırmızı əhəri şəkil sıcak noktaların intensivləşməsindən əvvəl onları müəyyən edən davamlı, kontakt olmayan səth temperaturu xəritələşdirməsi təmin edir.
• İY-dən güclü Analitika anomalı halları, порог əsaslı siqnallarla aşkar edilə bilməyən voltaj sürüşmələrini, impedans dəyişikliklərini və modullar üzrə istilik tendensiyalarını korrelyasiya edir.
• Avtomatlaşdırılmış xəbərdarlıq texniklərə kontekstli diaqnostika ilə birlikdə bildirişlər göndərir və kiçik sapmaların arızalara çevriləcəsindən əvvəl müdaxilə imkanı yaradır.
  Bu yanaşma günəş enerjisi saxlama parklarında planlanmamış dayanmaları 34% azaldır və reaktiv texniki xidmət cədvəllərinə olan ehtiyacı əhəmiyyətli dərəcədə azaldaraq uzunmüddətli təhlükəsizlik və etibarlılığı gücləndirir.

SSS

• Lityum-ion günəş enerjisi saxlama akkumulyatorlarında istilik fırlanması nəyin səbəbi olur?

  İstilik fırlanması akkumulyator hüceyrələri daxilindəki daxili problemlər, xarici zədələnmə və ya normal aşınma nəticəsində baş verə bilər. Bu, çox vaxt daxili qısa qapanmalardan başlayaraq məsələni daha da pisləşdirən istilik zəncirvari reaksiyasıdır.

• UL 9540A sertifikatı nədir və niyə vacibdir?

  UL 9540A sertifikatı, günəş enerjisi akkumulyator sistemlərində istilik çıxışı (thermal runaway) necə yayıldığını qiymətləndirmək üçün geniş miqyaslı yanğın testlərini əhatə edir. Bu sertifikata malik sistemlər istilik ötürülməsini qarşılamaq üçün yanğınadavamlı qablaşdırmalar və digər təhlükəsizlik xüsusiyyətlərini daxil edir.

• Batteriya İdarəetmə Sistemi (BMS) batteriyanın təhlükəsizliyini necə artırır?

  BMS, optimallaşdırılmış batteriya performansını təmin etmək və təhlükəli vəziyyətləri qarşılamaq üçün artıq yüklənməni, artıq boşalmanı, qısa qapanmanı və izolyasiya monitorinqini idarə edir.

• Günəş enerjisi saxlama sistemlərində Litium Dəmir Fosfat (LFP) batteriyalarından istifadə etmənin üstünlükləri nələrdir?

  LFP batteriyaları özünəməxsus quruluşlarından dolayı istilik sabitliyi təmin edir ki, bu da nikel və ya kobalt kimi digər kimyəvi tərkiblərə nisbətən yanğın riskini azaldır və daha uzun işləmə müddəti təmin edir.