Batterie-Energiespeichersystem (BESS)

Feuer- und Explosionsschutz für Lithium-Ionen-Batterien

Batterie-Energiespeichersysteme (BESS) können Hunderte von Lithium-Ionen-Batterien in einem Gehäuse (häufig Schiffscontainer) enthalten, die verwendet werden, um überschüssige Energie aufzunehmen, die in Solarparks, Windparks, Rechenzentren, Krankenhäusern und anderen Anlagen erzeugt wird.

Obwohl die meisten BESS über integrierte Batteriemanagementsysteme verfügen, schützen diese nur bedingt vor dem Worst-Case-Szenario

Im April 2019 wurden sieben Feuerwehrleute aus Arizona verletzt und einer bei einer Explosion in einem BESS-Schiffscontainer getötet. Als die Tür zum Container von den untersuchenden Feuerwehrleuten geöffnet wurde, wurde Sauerstoff in ein gefährliches Gemisch explosiver Gase eingeleitet, die Hitze von defekten Batterien entzündete die Gase und es kam zu einer Katastrophe.

Glücklicherweise stehen Sicherheitssysteme zur Verfügung, um sicherzustellen, dass ein solcher Vorfall nie wieder auftritt.

 

Haben Sie die Webinare von Fike zum Brand- und Explosionsschutz von Batteriespeichersystemen verpasst? Die Webinare wurden von den globalen Produktmanagern von Fike für Explosionsschutz und Brandschutz veranstaltet und behandelten die folgenden Themen:

  • Warum Lithium-Ionen-Batterien anfällig sind für thermisches Durchgehen (thermal runaway)
  • Wie bei thermischem Durchgehen (thermal runaway) eine explosive Atmosphäre entsteht
  • Die möglichen "Schutzschichten", um Brände und Explosionen zu verhindern oder einzudämmen
  • Informationen über Explosionsberstscheiben und deren Auslegung
  • Szenarien, in denen bestimmte Sicherheitslösungen bevorzugt werden können

 

  • Dieses Feld dient zur Validierung und sollte nicht verändert werden.

DAS PROBLEM - WARUM FANGEN LITHIUM-IONEN-BATTERIEN FEUER UND EXPLODIEREN?

Störungen der Batterie

Thermisches Durchgehen tritt auf

Beeinflusst Batterien in der Nähe

Verbraucht das gesamte Rack


Quelle: Arizona Public Storage

  • Ein fehlerhafter Lithium-Ionen-Akku kann „thermisch Durchgehen“, da seine Innentemperatur schnell seinen normalen Betriebsbereich überschreitet und zu brennen beginnt
  • Explosive Gase wie Wasserstoff werden dann als Nebenprodukt des thermischen Durchgehens freigesetzt
  • In der Nähe befindliche Batterien können mit hoher Wahrscheinlichkeit ebenfalls thermisch außer Kontrolle geraten und eine gefährliche Kettenreaktion auslösen
  • Je mehr Batterien Fehlfunktionen aufweisen, desto größer ist die Gefahr eines katastrophalen Brandes oder einer Explosion

FIKE-LÖSUNGEN

BESSs können auf verschiedene Arten geschützt werden, die letztendlich davon abhängen

  • Die Nähe von BESS zu bewohnten Gebieten, Arbeitern und kritischen Anlagen
  • Sorge um den Erhalt der beiliegenden Batterien
  • Verfügbares Budget
  • Präferenzen des Eigentümers (Beispiel: gasförmige Löschmittel statt Wassernebel-Brandbekämpfung)

Daher stehen mehrere „Schutzschichten“ zur Verfügung, die von der Minderung bis zu einer Verhinderung eines katastrophalen Brandes reichen.

  • Eindämmung
  • In allen BESSs empfohlen
  • Explosionsdruckentlastung
  • Grundschutz an Prävention
  • Wählen Sie eine Erkennung und eine Unterdrückung
  • Feuerdetektion
  • Traditioneller Wärme- / Rauchmelder
  • Wärmebildkamera
  • Feuerunterdrückung
  • Wassernebel - DuraQuench® (empfohlen)
  • Gasförmige Stoffe - 3M™ Novec™ 1230 Brandschutzflüssigkeit oder FM-200® (Klasse C Brände)
  • Premium-Prävention
  • Wählen Sie eine Erkennung und eine Unterdrückung
  • Feuerdetektion
  • Li-Ion Tamer Lokalisierte Gaserkennung
  • VESDA mit XCL-Gasdetektion
  • Honeywell Analytics Industriegasdetektion PHO IMG
  • Feuerunterdrückung
  • Wassernebel - DuraQuench® (empfohlen)
  • Gasförmige Stoffe - 3M™ Novec™ 1230 Brandschutzflüssigkeit oder FM-200® (Klasse C Brände)

LITHIUM-IONEN-BATTERIE-EXPLOSIONSSCHUTZ

Explosionsdruckentlastungs-​berstscheiben

Um sich vor dem Worst-Case-Szenario zu schützen, bei dem der Container explodiert, empfiehlt Fike, dass alle BESSs mit Explosionsdruckentlastungsberstscheiben geschützt sind.

Wenn in einem BESS-Behälter eine Deflagration auftritt, bersten die oben am Gehäuse installierten Explosionsdruckentlastungsberstscheiben mit einem vordefinierten niedrigen Berstdruck, wodurch der Druck und die Flammen auf kontrollierte Weise entlasten werden und ein unkontrollierter Bruch des Behälters verhindert wird. Explosionsdruckentlastungsberstscheiben gelten als „passive“ Lösungen, d.h. sie werden durch den Druck selbst aktiviert und erfordern keinen elektronischen Eingriff.

LITHIUM-IONEN-BATTERIE-BRANDSCHUTZ

Feuerunterdrückungssysteme

Brandlöschsysteme werden häufig benötigt, wenn das thermische Durchgehen (thermal runaway) auftritt.

Wenn eine fehlerhafte Batterie entweder durch Gas-, Rauch- oder Wärmeerkennung erkannt wird, kann die angeschlossene Brandmeldezentrale eines von zwei empfohlenen Brandbekämpfungssystemen auslösen:

  • Wassernebel (DuraQuench) - Mit Feinstwassertröpfchen, die eine „dreidimensionale“ Abdeckung bei nur 10 Prozent der Wasserleistung einer Sprinkleranlage bieten, ist das FM-zugelassene DuraQuench-Pumpwassernebelsystem von Fike ein ideales Brandbekämpfungsmittel für den BESS-Schutz. Wassernebel befreit die Luft von brennbaren Gasen und Partikeln und sorgt für einen längeren Kühleffekt, um die Wärmeübertragung von einer Zelle zur anderen zu verhindern. Schließlich kann Wassernebel sicher zum Schutz und zur Erhaltung der Elektronik verwendet werden.
  • Gasförmige Mittel (3M Novec™ 1230 Brandschutzflüssigkeit, FM-200) - Für diejenigen, die die Unterdrückung von Reinigungsmitteln anstelle der Unterdrückung auf Wasserbasis bevorzugen, bietet Fike zwei der zuverlässigsten Lösungen für 3M™ Novec™ 1230 und FM-200. Diese gasförmigen Mittel unterdrücken beginnende Brände und sind ideal für elektrische Brände der Klasse C, die in einem Transformator, Wechselrichter oder HLKK-Motor erkannt werden.

Brandmeldesysteme

Eine der wirkungsvollsten Entscheidungen zur Begrenzung von Brandschäden und zur Erhaltung des BESS ist die gewählte Erkennungsmethode. Zur Identifizierung der Phasen des thermischen Durchgehens (thermal runaway) stehen verschiedene Erkennungsoptionen zur Verfügung: Temperaturanstieg, Abgase, Rauch und Flammen.

Je früher eine fehlerhafte Batterie erkannt wird, desto eher können Brandbekämpfungssysteme aktiviert werden. Wenn jedoch keine Unterdrückungssysteme installiert sind, ist die Erkennung weiterhin unerlässlich, da sie HLKK-Lüftungsöffnungen aktivieren kann, um Abgase auszuspülen, Alarme auszulösen und Rettungskräfte zu benachrichtigen.

Zu den Erkennungsoptionen, von der langsamsten bis zur schnellsten Aktivierung, gehören:

  • Traditionelle Spot- und Wärmemelder - Im BESS-Gehäuse platziert, um das Vorhandensein von Rauch oder Hitze zu erkennen. Zum Zeitpunkt der Aktivierung der herkömmlichen Erkennung ist das thermische Durchgehen (thermal runaway) einer Lithium-Ionen-Batterie jedoch weit fortgeschritten. Diese Methode wird nicht für diejenigen empfohlen, die hoffen, das Feuer zu unterdrücken und das BESS zu erhalten.
  • Wärmebildkamera - Außen montiert, um mehrere BESS-Einheiten auf erhöhte Temperaturen an den HLKK-Abluftöffnungen zu überwachen. Die Wärmebildtechnik bietet eine wirtschaftliche Alternative zu anderen Methoden, bei denen eine Detektion innerhalb jeder BESS-Einheit erforderlich ist.
  • Industriegasdetektion von Honeywell Analytics - Erkennt das Vorhandensein von Abgas in einer BESS-Einheit, sobald ein bestimmter Schwellenwert erreicht ist.
  • VESDA mit integrierter Gas- und Raucherkennung - Die Luft wird kontinuierlich auf Gas- oder Rauchpartikel in einer BESS-Einheit untersucht.
  • Li-Ionen-Tamer - Speziell für den BESS-Brandschutz entwickelt und ausgelegt; Bietet lokalisierte Gasdetektion und Berichterstellung in einzelnen Lithium-Ionen-Batterie-Racks.

LESEN SIE DAS FAQ

Durch das Absenden dieses Formulars erklären Sie sich damit einverstanden, von Fike für Vertriebs- und Marketingzwecke kontaktiert zu werden.

  • Dieses Feld dient zur Validierung und sollte nicht verändert werden.