Koje sigurnosne značajke bi solarna akumulatorska baterija trebala imati?

U skladu s člankom 3. stavkom 2.

Kako se pojavljuje toplinski bijeg u litijum-jonskoj bateriji za skladištenje solarne energije

Kada se u litijum-jonskim solarnim akumulatorima dogodi toplinski nestanak, obično počinje od problema unutar samih stanica, oštećenja iz vanjskih izvora ili samo redovnog opadanja tijekom rada. Kad se stvari zagreju iznad 80 stupnjeva Celzijusa (oko 176 Fahrenheita), elektrolit se razgrađuje i oslobađa zapaljive pline zajedno s još više toplote, stvarajući ono što je u osnovi lančana reakcija koja se nastavlja sama. Na mjestima gdje su mnoge baterije skupljene, toplota se brzo širi do susjednih stanica, ponekad uzdignuvši temperaturu preko 400 stupnjeva Celzijusa (ili otprilike 752 Fahrenheita) u samo nekoliko sekundi. Najčešće su iza tih incidenata unutarnji kratki spojevi. Ove hlače obično dolaze od dendrita koji rastu unutar baterije ili nedostataka uvedenih tijekom proizvodnje. Prema podacima, takvi problemi čine oko sedam od deset slučajeva toplinske eksplozije. Da bi zaustavili ovaj opasan proces, proizvođači moraju uvesti određene sigurnosne mjere poput separatora koji neće zapaliti, posebnih aditiva u elektrolitu koji otporni na plamen, i barijera od epoksi smole koje pomažu blokirati širenje toplote između pojedinačnih stanica.

UL 9540A ispitivanje i ublažavanje širenja požara za instalacije akumulatornih akumulatornih sustava za skladištenje solarne energije

Dobivanje UL 9540A certifikata znači prolaziti kroz opsežne požarne testove koji gledaju kako se toplinski otpad širi u komercijalnim sustavima za skladištenje solarnih baterija. Proces testiranja stvara scenarije koji predstavljaju najgore moguće neuspjehe kao što je kada nešto oštro probodi baterije ili se preopterećuju. Ovi testovi provjeravaju stvari poput brzine nakupljanja toplote, koje se plinovi oslobađaju i mogu li požari preskočiti iz jednog modula u drugi. Baterijski sustavi koji prolaze ovaj standard dolaze s ugrađenim sigurnosnim značajkama uključujući posebne ognjenače oko svakog modula, ventilacije koje omogućuju sigurno izlazak pritiska i barijere koje sprečavaju toplinu da se kreće između modula. Nezavisna ispitivanja pokazuju da većina certificiranih sustava zadržava opasne toplotne događaje unutar samo jednog modula oko 99 puta od 100. Kada instalirate ove baterije u zatvorenom prostoru ili u uskim prostorima gdje nema puno prostora između jedinica, ići s UL 9540A certificiranom opremom ima smisla i zato što to propisi zahtijevaju i zato što zapravo smanjuje rizike u praksi. Mnogi upravitelji objekata prijavili su manje incidenata nakon što su prešli na ove sigurnije sustave.

U skladu s člankom 3. stavkom 1.

Kritske funkcije BMS-a: praćenje preopterećenja, preopterećenja, kratkog spoja i izolacije

Sistem upravljanja baterijama (BMS) djeluje kao mozak za litijum-jonske solarne akumulatore, upravljajući četiri ključne sigurnosne funkcije koje održavaju stvari glatkim. Kada se baterija prepuniti, BMS zaustavlja proces na oko 3,65 volti po ćeliji jer preko ove točke može uzrokovati opasnu litijum plating koji može dovesti do problema pregrijavanja. S druge strane, ako se baterija isprazni ispod oko 2,5 volta po ćeliji, sustav se ponovno uključuje kako bi zaustavio daljnje ispuštanje jer to može oštetiti unutarnje komponente i trajno smanjiti trajanje baterije. Za kratke spojeve, odgovor se događa gotovo odmah kada struja raste tri puta iznad normalne razine, koristeći posebne prekidače za bezbedno isključivanje struje. Sustav također stalno provjerava otpor izolacije između aktivnih dijelova i metalnog kućišta, tražeći bilo kakve padove ispod 100 ohm/v koji signaliziraju rane znakove habanja. Izvještaji iz terena iz velikih i kućnih instalacija u SAD-u pokazuju da su ti višestruki slojevi zaštite smanjili električne nesreće za otprilike dvije trećine u posljednjih nekoliko godina.

U slučaju da se radi o proizvodnji električne energije iz obnovljivih izvora, potrebno je utvrditi:

Najbolji sustavi upravljanja baterijama danas miješaju tehnike brojanja kulona s Kalmanovim filtrima kako bi održali točnost SOC oko plus ili minus 3%. Istodobno prate SOH tako što gledaju koliko kapacitet nestaje tijekom vremena. Ova kombinacija daje operateru dva sloja informacija koji pomažu u predviđanju problema prije nego se pojave. Kada pojedinačne ćelije počnu pokazivati razlike u naponu iznad 50 milivolti ili kada je razlika u temperaturi između modula veća od 4 stupnjeva Celzijusa, sustav će usporiti brzinu punjenja i poslati upozorenja o potrebnom održavanju. Ovi detaljni dijagnostički pregledi sprečavaju male probleme da se s vremenom gomilaju, što zapravo može produžiti trajanje baterije za otprilike 40% u usporedbi s starijim sustavima koji ne prate aktivno. Nove verzije postaju još pametnije, koristeći podatke o dosadašnjim performansama kako bi procijenili kada će baterije možda doći do kraja svog života oko tri mjeseca ranije. Takva prognoza pomaže solarnim instalatorima da bolje planiraju zamjenu umjesto da čekaju da se nešto potpuno pokvari.

U skladu s člankom 4. stavkom 1.

U skladu s člankom 11. stavkom 1. Ti standardi ublažavaju opasnost od požara, osiguravaju operativnu pouzdanost i služe kao preduvjeti za međusobnu povezanost, izdavanje dozvola i pokriće osiguranja.

U skladu s člankom 3. stavkom 2.

U skladu s člankom 4. stavkom 2.

• UL 1642 litij-ćelije podvrgnu ekstremnim uvjetima zloupotrebe, uključujući prisilne kratke struje, preopterećenje i testove slomljenja kako bi se provjerili strukturni i toplinski integritet.
• IEC 62619 u skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EZ) br. 765/2008 Europska komisija je odlučila o izmjeni Uredbe (EZ) br.
• UN 38.3 u skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EZ) br. 216/2008 Europska komisija je odlučila o izmjeni Uredbe (EZ) br. 765/2008 Europskog parlamenta i Vijeća.
  Proizvođači moraju dokazati usklađenost s sva tri predhodno prije nego što pređu na procjenu na razini sustava.

U skladu s člankom 6. stavkom 1.

U skladu s člankom 3. stavkom 2.

• UL 9540 u slučaju da se ne provede ispitivanje, sustav za ispitivanje mora biti u skladu s člankom 6. stavkom 2.
• NFPA 855 u skladu s člankom 6. stavkom 2. točkom (a) ovog Pravilnika, za sve proizvode koji su proizvedeni u skladu s ovom Uredbom, proizvođač mora imati pristup tehničkoj dokumentaciji koja se može koristiti za proizvodnju proizvoda koji su proizvedeni u skladu s ovom Uredbom.
• Standardi međusobne povezivanja mreža kao što su IEEE 1547 (za prebacivanje napona/frekvencije i protiv otokiranja) i NFPA 585 (za brzo isključivanje i otkrivanje kvarova lukova) osigurati sigurnu isključivanje tijekom kvarova.
  Od 2024. godine, 37 američkih država usvojilo je NFPA 855 u svoje električne kodove, što ga čini de facto zahtjevima za izdavanje dozvola.

Izbor materijala i poboljšanje proaktivnog praćenja

Zašto je litijum-gvozdeni fosfat (LFP) omiljena kemijska tvar za sigurnije baterije za skladištenje solarne energije

LFP, skraćenica za Lithium Iron Phosphate, sada je odabir za većinu solarnih rješenja za skladištenje energije zbog toga koliko je toplinski stabilan. Ono što ovaj materijal čini posebnim je njegova jedinstvena kristalna struktura olivina koja u osnovi sprečava da kisik pobjegne čak i kada stvari postanu super vruće. To znači da su LFP baterije mnogo sigurnije u usporedbi s onima napravljenim od nikla ili kobalta, koji imaju tendenciju lakše zapaliti. Prema izvješćima iz terena, instalacije koje koriste LFP tehnologiju imaju oko 60 posto manje požara. Ima još mnogo drugih prednosti. Ove baterije traju još mnogo ciklusa punjenja prije nego se istrošite, održavaju svoj napon prilično dobro tijekom vremena, i pouzdano rade čak i u prilično toplim uvjetima do oko 55 stupnjeva Celzijusa. Takva tolerancija na temperaturu je važna za solarne instalacije na krovovima ili na otvorenom gdje toplota može biti problem.

Daljinsko toplinsko snimanje, AI-podupirano otkrivanje anomalija i automatizirano upozorenje

Proaktivno praćenje dodaje kritičan sloj obrane izvan hardvera i BMS kontrole:

• Infracrveno termodinamičko snimljanje u skladu s člankom 3. stavkom 2.
• Analitike upravljane AI-jem u slučaju da se sustav za signalizaciju ne može koristiti za signalizaciju, sustav za signalizaciju mora imati:
• Automatsko upozorenje u skladu s člankom 3. stavkom 2.
  U skladu s člankom 21. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EU) br. 528/2012 Europska komisija je odlučila o uvođenju mjera za smanjenje troškova u skladu s člankom 21. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EU) br. 525/2012.

Česta pitanja

• Što uzrokuje toplinski bijeg u litijum-jonskim baterijama za skladištenje solarne energije?

  Termalni otpad može se dogoditi zbog unutarnjih problema unutar baterija, vanjske štete ili redovnog habanja. To uključuje lančanu reakciju topline koja pogoršava problem, često pokrenuta unutarnjim kratkim spojevima.

• Što je UL 9540A certifikat i zašto je važan?

  UL 9540A certifikat uključuje opsežna ispitivanja požara kako bi se procijenilo kako se toplinski otpad širi u solarnim baterijskim sustavima. U skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, sustav za zaštitu od požara može se upotrebljavati za:

• Kako sustav upravljanja baterijama (BMS) poboljšava sigurnost baterija?

  BMS upravlja prekoračenjem, prekoračenjem pražnjenja, kratkim spojem i praćenjem izolacije kako bi se održao optimalan učinak baterije i spriječile opasne situacije.

• Kako se može osigurati da se u sustavu za skladištenje energije iz sunca koriste baterije od litijum-gvozdren-fosfata (LFP)?

  U skladu s člankom 1. stavkom 2. stavkom 3. točkom (a) Uredbe (EU) br. 528/2012 Komisija je odlučila o uvođenju mjera za utvrđivanje zahtjeva za odobrenje.