Sistema de armazenamento de energia de bateria (BESS)

Proteção contra incêndio e explosão

Os sistemas de armazenamento de energia de bateria (BESSs) podem incluir centenas de baterias de íon de lítio dentro de um compartimento (geralmente um contêiner de transporte) que são usadas para capturar o excesso de energia gerada em parques solares, parques eólicos, centros de dados, hospitais e muito mais.

Embora a maioria dos BESSs tenham sistemas de gerenciamento de bateria a bordo, eles fazem pouco para proteger contra o pior cenário.

Em abril de 2019, sete bombeiros do Arizona ficaram feridos e um morreu em uma explosão ocorrida dentro de um contêiner BESS. Quando a porta do contêiner foi aberta pelos bombeiros, o oxigênio foi introduzido em uma mistura perigosa de gases explosivos. O calor produzido pelas baterias com defeito, ignitou os gases e ocorreu a catástrofe.

Felizmente, sistemas de segurança estão disponíveis para garantir que um incidente como esse nunca aconteça novamente.

 

Você perdeu os webinars da Fike sobre proteção contra incêndio e explosão para sistema de armazenamento de energia em bateria? Os webinars foram hospedado pelos gerentes de produto globais da Fike para supressão e alivio contra explosão, detecção e supressão de incêndio e cobriram os seguintes tópicos:

  • Por que as baterias de íon de lítio sofrem fuga térmica
  • Como a fuga térmica cria uma atmosfera explosiva
  • As "camadas de proteção" disponíveis para prevenir ou mitigar incêndios e explosões
  • Informações sobre painéis de ventilação de explosão e dimensionamento
  • Cenários em que certas soluções de segurança podem ser preferidas

 

  • Este campo é para fins de validação e não deve ser alterado.

O PROBLEMA - POR QUE AS BATERIAS DE ÍON DE LÍTIO PEGAM INCÊNDIO E EXPLODEM?

Mau funcionamento da bateria

Ocorre fuga térmica

Afeta baterias próximas

Consome rack inteiro


Fonte: Arizona Public Storage

  • Uma bateria de íon de lítio com defeito pode entrar em "fuga térmica", pois sua temperatura interna excede rapidamente sua faixa normal de operação e começa a queimar
  • Gases explosivos, como hidrogênio, são então liberados como um subproduto da fuga térmica
  • As baterias próximas provavelmente também entrarão em fuga térmica, causando uma perigosa reação em cadeia
  • Quanto maior o número de baterias com defeito, maior o risco de um incêndio catastrófico ou explosão

SOLUÇÕES FIKE

BESSs podem ser protegidos de várias maneiras, que em última instância dependem de

  • Proximidade da BESS com áreas urbanas, trabalhadores ou outros ativos críticos
  • Preocupação de preservar as baterias incluídas
  • Orçamento disponível
  • Preferências do proprietário (exemplo: agentes gasosos em vez de supressão de incêndio por névoa de água)

Portanto, várias “camadas de proteção” estão disponíveis, que vão desde a mitigação de um incêndio catastrófico até a prevenção de um incêndio catastrófico.

  • Contenção
  • Recomendado em todos os BESS
  • Painéis de ventilação
  • Prevenção de nível básico
  • Escolha uma detecção e uma supressão
  • Detecção de fogo
  • Detector de calor / fumaça tradicional
  • Imagem Térmica
  • Contenção do fogo
  • Névoa de água - DuraQuench (recomendado)
  • Agentes gasosos - Fluido de proteção contra incêndio 3M™ Novec™ 1230 ou FM-200® (incêndios de classe C)
  • Prevenção Premium
  • Escolha uma detecção e uma supressão
  • Detecção de fogo
  • Detecção de gás localizado de íons de lítio; Li-ion Tamer
  • VESDA com detecção de gás XCL
  • Honeywell Analytics Detecção de gás industrial PHO IMG
  • Contenção do fogo
  • Névoa de água - DuraQuench (recomendado)
  • Agentes gasosos - Fluido de proteção contra incêndio 3M™ Novec™ 1230 ou FM-200® (incêndios de classe C)

PROTEÇÃO DE EXPLOSÃO DE BATERIA DE ÍON DE LÍTIO

Painéis de ventilação de explosão

Para se proteger contra o pior cenário de explosão do contêiner, a Fike recomenda que todos os BESSs sejam protegidos com painéis de ventilação de explosão.

Se ocorrer uma deflagração dentro de um contêiner BESS, as aberturas (janelas de alivio) de explosão instaladas na parte superior do invólucro irão romper a uma pressão de ruptura baixa e predefinida, liberando a pressão e as chamas de uma forma controlada e assim, evitando uma ruptura descontrolada da estrutura. As janelas de explosão são considerados soluções “passivas”, o que significa que são ativados pela própria pressão e não requerem intervenção eletrónica.

PROTEÇÃO CONTRA INCÊNDIO DA BATERIA DE ÍON DE LÍTIO

Sistemas de Supressão de Incêndio

Os sistemas de supressão de incêndio são frequentemente necessários se houver fuga térmica.

Quando uma bateria com defeito é detectada, seja por gás, fumaça ou detecção de calor, o painel de incêndio conectado pode liberar um dos dois sistemas de supressão de incêndio recomendados:

  • Névoa de água (DuraQuench) Usando gotas de água ultrafinas que oferecem cobertura "tridimensional" e com apenas 10 % de utilizacao de água quando comparado a um sistema de sprinklers, o sistema de névoa de água bombeada DuraQuench aprovado pela FM da Fike é um agente supressor de incêndio ideal para proteção BESS. A névoa de água limpa o ar de gases combustíveis e partículas e fornece um efeito de resfriamento prolongado para ajudar a inibir a transferência de calor de uma célula para outra. Finalmente, a névoa de água pode ser usada com segurança para proteger e preservar componentes eletrônicos.
  • Agentes gasosos (fluido de proteção contra incêndio 3M™ Novec™ 1230, FM-200) - Para aqueles que preferem usar supressão de agente limpo em vez de supressão à base de água, a Fike oferece duas das soluções mais confiáveis em 3M™ Novec™ 1230 e FM-200. Esses agentes gasosos suprimem incêndios incipientes e são ideais para incêndios elétricos Classe C detectados em um transformador, inversor ou motor HVAC

Sistemas de Detecção de Incêndio

Uma das decisões mais impactantes para limitar os danos do incêndio e preservar o BESS é o método de detecção escolhido. Várias opções de detecção estão disponíveis para identificar os estágios da fuga térmica: aumento de temperatura, gases liberados, fumaça e chama.

Quanto mais cedo uma bateria com defeito for detectada, mais cedo os sistemas de supressão de incêndio podem ser ativados. No entanto, se os sistemas de supressão não estiverem instalados, a detecção ainda é essencial, pois pode ativar as aberturas de ventilação HVAC (dumpers) para liberação dos gases emitidos na reação, soar alarmes e notificar equipes de emergência.

As opções de detecção, da mais lenta à mais rápida para ativar, incluem:

  • Detecção tradicional; Detector pontual de fumaça e detecção de calor - Colocado dentro do invólucro BESS para detectar a presença de fumaça ou calor. No entanto, quando a detecção tradicional é ativada, a fuga térmica de uma bateria de íon de lítio está bem encaminhada. Este método não é recomendado para aqueles que desejam suprimir o fogo e preservar o BESS.
  • Imagem Térmica Montado No exterior Para monitorar várias unidades BESS quanto ao aumento das temperaturas das aberturas de exaustão do HVAC. a imagem térmica oferece uma alternativa econômica a outros métodos que requerem detecção dentro de cada unidade BESS.
  • Honeywell Analytics Industrial Gas Detection - Detecta a presença de gás residual dentro de uma unidade BESS, uma vez que atinge um determinado limite.
  • VESDA com Detecção Integrada de Gás e Fumaça Analisacontinuamente o ar quanto à presença de partículas de gás ou fumaça dentro de uma unidade BESS.
  • Domador de íons de lítio Especificamente desenvolvido e projetado Para proteção contra incêndio BESS; fornece detecção de gás localizada e relatórios em racks de bateria de íon de lítio individuais.

Leia Perguntas Frequentes - FAQ

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