Које сигурносне карактеристике би требале имати батерије за складиштење соларне енергије?

Превенција топлотних излаза и пројектовање које је сигурно од пожара

Како се јавља топлотна бегња у литијум-јонској соларној батерији за складиштење енергије

Када се у литијум-јонским соларним батеријама деси топлотна пролаз, то обично почиње од проблема унутар самих ћелија, оштећења из спољашњих извора или само од редовне хабање током рада. Када се све загреје више од 80 степени Целзијуса, електролит се распада и ослобађа запаљиве гасове заједно са још више топлоте, стварајући у суштини ланцугну реакцију која се наставља сама. На местима где су многе ове батерије спаковане заједно, топлота се брзо шири на суседне ћелије, понекад повећавајући температуру преко 400 степени Целзијуса (или око 752 Фаренхајта) за само неколико секунди. Најчешће су зад овим инцидентима унутрашњи кратки колац. Ове шорте обично долазе од дендрита који расту унутар батерије или недостатака уведених током производње. Према записима, такви проблеми представљају око седам од десет случајева топлотне безизлатности. Да би зауставили овај опасан процес, произвођачи морају да уграде одређене мере безбедности као што су сепаратори који неће ухватити ватру, специјални адитиви у електролиту који су отпорни на пламен и баријере направљене од епоксидне смоле које помажу да се блокира ширење топлоте

UL 9540A испитивање и ублажавање ширења пожара за инсталације за складиштење соларне енергије

Добивање UL 9540A сертификације значи да се прође кроз опсежне тестове пожара који гледају како се топлотна протокница шири у комерцијалним системима складиштења соларних батерија. Процес тестирања ствара сценарије који представљају најгоре могуће неуспехе као што је када нешто оштро прободе батерије или се пренаплате. Ови тестови проверују ствари као што су брзина наплаве, који гасови се ослобађају и да ли пожари могу прећи са једног модула на други. Батеријски системи који пролазе овај стандард долазе са уграђеним безбедносним карактеристикама укључујући посебне огањотворне кућа око сваког модула, прозорце које омогућавају сигурно излазак притиска и баријере које спречавају кретање топлоте између модула. Независно тестирање показује да већина сертификованих система задржава опасне топлотне догађаје у само једном модулу око 99 пута од 100. Када инсталирате ове батерије у затвореном простору или у тесним просторима где нема много простора између јединица, ићи са опремом сертификованом UL 9540A има смисла и зато што то захтевају прописи и зато што заправо смањује ризике у пракси. Многи менаџери објеката пријавили су мање инцидента након што су прешли на ове сигурније системе.

Интелигентна електрична заштита путем система за управљање батеријама (БМС)

Критичне функције БМС-а: Преоптерећење, преоптерећење, краткозавод и мониторинг изолације

Системи за управљање батеријама (БМС) делују као мозак за литијум-јонске соларне батерије, управљајући четири кључне безбедносне функције које одржавају непрекидно функционисање ствари. Када се батерија преоптерети, БМС зауставља процес на око 3,65 волта по ћелији, јер прелазак преко ове тачке може изазвати опасно литијумско обложење које може довести до проблема прегревања. С друге стране, ако се батерија испусти испод око 2,5 волта по ћелији, систем поново почиње да зауставља даље исцрпљање јер то може оштетити унутрашње компоненте и трајно смањити трајање батерије. За кратке кола, одговор се дешава скоро одмах када струја пређе три пута нормални ниво, користећи посебне прекидаче да би се безбедно прекинуо ток. Такође, систем стално проверује отпор изолације између активних делова и металног корпуса, тражећи све падње испод 100 охма по волту које сигнализују ране знаке зноја. Пољски извештаји из великих и кућних инсталација у САД показују да су ови вишеструки слојеви заштите смањили електричне несреће за отприлике две трећине у последњих неколико година.

Слеђење SOC/SOH у реалном времену и прогнозни одговор на грешке за батерије за складиштење соларне енергије

Најбољи системи за управљање батеријама данас мешају технике бројања кулонова са Калман филтерима како би се прецизност SOC одржала око плюс или минус 3%. Истовремено прате СОХ гледајући колико капацитет нестаје током времена. Ова комбинација даје оператерима два слоја информација који помажу да се предвиде проблеми пре него што се случају. Када појединачне ћелије почну да показују разлике напона изнад 50 миливолта или када постоји разлика температуре између модула већа од 4 степени Целзијуса, систем ће успорити брзину пуњења и послати упозорења о потребном одржавању. Ове детаљне дијагностичке проверке спречавају да се мали проблеми временом сакупљају, што заправо може продужити трајање батерије за око 40% у поређењу са старијим системима који не прате активно. Нове верзије постају још паметније, користећи податке о прошлости како би проценили када ће батерије можда доћи до краја свог живота око три месеца раније. Оваква прогноза помаже инсталаторима да боље планирају замену, уместо да чекају да се нешто потпуно сломи.

Обовљачно регулаторно сертификовање за батерије за складиштење соларне енергије

У складу са међународним безбедносним сертификацијама није можно преговарати о инсталацијама за складиштење соларне енергије у стамбеним и комерцијалним објектима. Ови стандарди смањују ризике од пожара, осигурају поверење у рад и служе као предуслов за међусобно повезивање комуналних услуга, дозволе и осигурање.

Норми за безбедност на нивоу ћелија и паковања: UL 1642, IEC 62619, и UN 38.3

Сертификације на нивоу компоненти валидују основну безбедност пре интеграције система:

• УЛ 1642 подврже литијумске ћелије екстремним условима злоупотребе, укључујући и присилне краткоконе, преоптерећење и тестове смањења како би се проверио структурни и топлотни интегритет.
• ИЕЦ 62619 утврђује безбедносне захтеве за индустријске литијумске батерије, чиме се обавезује отпорност на механички напор, топлотну злоупотребу и абнормално пуњење.
• УН 38.3 потврђује сигуран превоз захтевајући симулацију висине, вибрације, ударе и тестове топлотних циклуса како би се спречили пропустови или топлотни догађаји током превоз.
  Произвођачи морају да докажу у складу са сва три пре него што напредују на процену на нивоу система.

У складу са системом: UL 9540, NFPA 855 и безбедност међусобног повезивања мреже (IEEE 1547, NFPA 585)

Потпуна интеграција система захтева придржавање међузависних безбедносних оквира:

• UL 9540 процењује интегрисану пропаганду пожара, електричну безбедност и топлотно управљање под симулираним условима топлотне несташице.
• НФПА 855 регулише захтеве физичке инсталације, укључујући минималне размаке, вентилацију, гашење пожара и провизије излаза како би се ограничило ширење пожара и олакшало реаговање у ванредним случајевима.
• Стандарди за међусобно повезивање мреже као што су ИЕЕЕ 1547 (за пролаз напона/фреквенције и против острвства) и НФПА 585 (за брзо искључивање и откривање грешака лука) осигуравају сигурно одвајање током грешака.
  Од 2024. године, 37 америчких држава је усвојило НФПА 855 у своје електричне коде, што га чини де факто захтевом за дозволу.

Побољшање избора материјала и проактивног праћења

Зашто је литијум-жељан фосфат (ЛФП) омиљена хемија за сигурније батерије за складиштење соларне енергије

ЛФП, скраћеница за литијум-жељан-фосфат, сада је избор за већину решења за складиштење соларне енергије због тога колико је топлотно стабилан. Оно што овај материјал чини посебним је његова јединствена кристална структура оливина која у основи спречава осјекина да избегне чак и када ствари постану супер вруће. То значи да су ЛФП батерије много сигурније у поређењу са оне направљеним од никла или кобальта, који имају тенденцију да лакше упале. Према извештајима из теренских истраживања, инсталације које користе ЛФП технологију имају око 60 посто мање инцидената који укључују пожаре. Има и много других предности. Ове батерије трају још много циклуса пуњења пре него што се избришу, одржавају напон прилично добро током времена и раде поуздано чак и у прилично топлим условима до око 55 степени Целзијуса. Таква толеранција на температуру је веома важна за соларне уређаје на крововима или на отвореном где топлота може бити проблем.

Даљинско топлотно снимање, детекција аномалија на основу вештачке интелигенције и аутоматско упозоравање

Проактивно праћење додаје критичан слој одбране изван хардверске и БМС контроле:

• Инфрацрвена топлотна слика пружа континуирано, неконтактно мапирање температуре површине, идентификујући гореће тачке пре него што се ескалирају.
• Аналитике које управљају вештачком интелигенцијом уколико је потребно, може се користити и за решење проблема са електричним напоном.
• Автоматска упозорење пружа обавештења техничарима са контекстуалном дијагностиком, омогућавајући интервенцију пре него што мање одступања постану грешке.
  Овај приступ смањује непланирано време простора за 34% у флотама соларних складишта и значајно смањује зависност од распореда реактивног одржавања, јачајући дугорочну безбедност и поузданост.

Често постављене питања

• Шта узрокује топлотну несташицу у литијум-јонским батеријама за складиштење соларне енергије?

  Трпелна прогута може се десити због унутрашњих проблема у батеријским ћелијама, спољних оштећења или редовне хабање. То укључује ланчану реакцију топлоте која погоршава проблем, често изазвану унутрашњим кратким колачима.

• Шта је UL 9540A сертификација и зашто је важна?

  UL 9540A сертификација подразумева обимна испитивања пожара како би се проценило како се топлотна протокница шири у системима соларних батерија. Системи са овим сертификатом укључују огањотворне кућа и друге безбедносне елементе за спречавање преноса топлоте између модула.

• Како систем за управљање батеријама (БМС) побољшава безбедност батерија?

  БМС управља прекорачавањем, прекорачавањем, краткоконеком и изолационим праћењем како би се одржала оптимална перформанса батерије и спречила опасна ситуација.

• Које су предности употребе литијум-жељено-фосфатних батерија (ЛФП) у соларном складиштењу?

  ЛФП батерије пружају топлотну стабилност због своје јединствене структуре, смањујући ризик од пожара и пружајући дужи животни циклус у поређењу са другим хемијским материјалима као што су никел или кобалт.