إخماد الحرائق في بطاريات تخزين الطاقة: استراتيجيات أساسية للسلامة وإدارة المخاطر

أدى النمو السريع لمصادر الطاقة المتجددة والاعتماد المتزايد على المركبات الكهربائية إلى خلق طلب متزايد على أنظمة تخزين الطاقة، وخاصة أنظمة تخزين طاقة البطارية (BESS). هذه الأنظمة، التي تخزن الطاقة لاستخدامها لاحقًا، هي مفتاح استقرار الشبكة وضمان إمكانية استخدام مصادر الطاقة المتجددة، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، حتى عندما يتقلب الإنتاج. ومع ذلك، مع ظهور BESS يأتي خطر متأصل: احتمال اندلاع حرائق بسبب البطاريات داخل النظام. نظرًا للكثافة العالية للطاقة في بطاريات الليثيوم أيون والبطاريات المتقدمة الأخرى، يمكن أن تكون الحرائق كارثية إذا لم يتم التعامل معها بشكل صحيح.

في هذه التدوينة، سنستكشف التحديات التي تواجه أنظمة تخزين طاقة البطاريات، والمخاطر المرتبطة بحرائق البطاريات، وطرق إخماد الحرائق المستخدمة لحماية هذه الأصول الحيوية. ومن خلال فهم أهمية الوقاية من الحرائق وإخمادها، يمكننا المساعدة في ضمان سلامة وموثوقية أنظمة تخزين طاقة البطاريات، والتي تشكل أهمية بالغة لانتقالنا إلى مستقبل مستدام للطاقة.

مخاطر حرائق بطاريات تخزين الطاقة

تم تصميم أنظمة تخزين طاقة البطاريات لتخزين كميات كبيرة من الطاقة، ونتيجة لذلك، قد تكون عرضة لحوادث خطيرة مثل الانفلات الحراري. يحدث الانفلات الحراري عندما تصل خلية البطارية إلى درجة حرارة حرجة، مما يتسبب في تفاعل متسلسل يؤدي إلى نشوب حريق أو انفجار. يمكن أن تكون الحرائق الناتجة عن ذلك شديدة ويصعب إخمادها.

المخاطر الرئيسية لحرائق أنظمة BESS

• الهروب الحراري والسخونة الزائدة:يمكن أن يؤدي الشحن الزائد أو التلف المادي أو عيوب التصنيع إلى ارتفاع درجة حرارة البطارية، مما يؤدي إلى حدوث تفاعل حراري جنوني.
• تسربات الإلكتروليت والغازات السامة:يمكن أن تؤدي الحرائق في BESS إلى إطلاق مواد كيميائية ضارة مثل فلوريد الهيدروجين، والتي تشكل خطورة على البيئة وصحة الإنسان.
• انتشار النار بين الخلايا:قد يؤدي تصميم نظام BESS في بعض الأحيان إلى انتشار الحرائق بين خلايا البطارية الفردية، مما يؤدي إلى تفاقم خطورة الحادث.
• كثافة الطاقة العالية:إن الكمية الهائلة من الطاقة المخزنة في أنظمة BESS تجعل هذه الأنظمة أكثر عرضة للحرائق واسعة النطاق والتي يمكن أن تتفاقم بسرعة.

الحوادث الكبرى والعواقب

إن مخاطر حرائق أنظمة تخزين الطاقة ليست نظرية. فقد وقعت عدة حوادث بارزة، بما في ذلك حرائق في مرافق تخزين الطاقة واسعة النطاق. وقد سلطت هذه الحوادث الضوء على الحاجة إلى استراتيجيات أكثر قوة لإخماد الحرائق وتحسين معايير السلامة.

أدت الحرائق في BESS إلى:

• ضرر في الممتلكات:تدمير البنية التحتية القيمة، بما في ذلك مجموعات البطاريات، والمحولات، وأنظمة التحكم.
• تأثير بيئي:يتضمن التأثير البيئي إطلاق الدخان السام والمواد الكيميائية في البيئة.
• المخاطر على سلامة الإنسان:تتضمن مخاطر السلامة البشرية إمكانية إصابة الأفراد العاملين في مواقع BESS أو حولها بسبب مخاطر مثل استنشاق الدخان أو الانفجار أو الأضرار الهيكلية.

تقنيات إخماد الحرائق لتخزين الطاقة بالبطاريات

إخماد الحرائق أنظمة تخزين طاقة البطارية إن أنظمة مكافحة الحرائق (BESS) معقدة بسبب الطبيعة الفريدة لمخاطر الحرائق. وغالبًا ما تفشل تقنيات مكافحة الحرائق القياسية في السيطرة على الحرائق في هذه الأنظمة، مما يتطلب حلولًا متخصصة للتخفيف من المخاطر بشكل فعال.

أنظمة إخماد الحرائق المعتمدة على الماء

على الرغم من أن الماء يستخدم عادة في مكافحة الحرائق، إلا أنه قد يكون خطيرًا عند تطبيقه مباشرة على حرائق البطاريات بسبب خطر حدوث ماس كهربائي أو التسبب في تفاعل كيميائي ضار. ومع ذلك، عند استخدامه بشكل مناسب، لا يزال بإمكان الماء أن يلعب دورًا في إخماد حرائق البطاريات.

• أنظمة الفيضانات:في تركيبات BESS الكبيرة، مثل تلك الموجودة في تخزين الطاقة على نطاق الشبكة، يمكن أن يؤدي غمر المياه إلى تبريد خلايا البطارية شديدة السخونة ومنع انتشار الحريق. ومع ذلك، لا يمكن تطبيق هذه التقنية إلا في البيئات الخاضعة للرقابة.
• أنظمة ضباب الماء:على عكس أنظمة الرش التقليدية، تستخدم أنظمة رذاذ الماء قطرات دقيقة لتبريد المنطقة وخفض درجة الحرارة. يمكن أن تكون هذه الطريقة فعالة في الأماكن الضيقة مثل حاويات BESS دون التسبب في حدوث ماس كهربائي أو مخاطر كهربائية.

أنظمة إخماد حريق العامل النظيف

تعتبر أنظمة إخماد المواد النظيفة مثالية لأنظمة BESS لأنها فعالة دون إتلاف المكونات الكهربائية. تطلق هذه الأنظمة غازات تمنع التفاعلات الكيميائية المسؤولة عن الاحتراق.

• FM-200 وNOVEC 1230تعتبر المواد الكيميائية من المواد النظيفة الشائعة الاستخدام في أنظمة إخماد الحرائق لتخزين البطاريات. فهي تعمل على إخماد الحرائق بسرعة عن طريق إزاحة الأكسجين ومقاطعة مثلث الحريق - الوقود والحرارة والأكسجين - دون الإضرار بالمعدات.
• المزايا:تعمل المواد النظيفة على إخماد حرائق البطاريات بشكل فعال في المناطق التي قد تتسبب فيها المياه أو الرغوة في أضرار إضافية. كما أنها صديقة للبيئة وآمنة للعاملين في المنطقة.
• القيود:وتتطلب الأنظمة تصميمًا دقيقًا لضمان الاحتواء المناسب ومنع الإطلاق السريع للعامل في البيئة المحيطة.

أجهزة إطفاء الحرائق من الفئة د

تم تصميم طفايات الحريق من الفئة D خصيصًا لمكافحة حرائق المعادن، بما في ذلك نوع الحرائق الكيميائية التي يمكن أن تحدث في بطاريات الليثيوم أيون. تستخدم طفايات الحريق هذه عوامل مسحوق جاف لإخماد الحريق ومنع حدوث المزيد من التفاعلات.

• مثالي للحرائق الصغيرة:يمكن أن تكون طفايات الحريق من الفئة D أداة فعالة للاستجابة الفورية للحرائق في منشآت BESS الأصغر حجمًا أو الحالات التي تنطوي على عدد قليل من الخلايا فقط.
• القيود:على الرغم من أن طفايات الحريق من الفئة D مفيدة في إخماد الحرائق الصغيرة، إلا أنها قد لا تكون فعالة في إخماد حرائق أنظمة إطفاء الحرائق بالبطاريات (BESS) واسعة النطاق، خاصةً إذا انتشر الحريق إلى وحدات بطارية متعددة.

أنظمة تخفيف الانفلات الحراري

الوقاية دائمًا أفضل من القمع. تم تصميم أنظمة تخفيف التسرب الحراري للكشف عن العلامات المبكرة لارتفاع درجة الحرارة أو الفشل داخل خلايا البطارية الفردية قبل أن تتفاقم وتتحول إلى حرائق كاملة.

• الكشف المبكر والاستجابة:تراقب هذه الأنظمة معلمات مثل درجة الحرارة والجهد والضغط داخل حزمة البطارية. وعندما يتم اكتشاف ظروف غير طبيعية، يمكن للنظام تشغيل آليات التبريد أو إيقاف تشغيل الخلايا المتضررة لمنع المزيد من التصعيد.
• الرد الآلي:يمكن لبعض الأنظمة عزل البطاريات الفاشلة تلقائيًا، مما يقلل من خطر انتشار الحرارة الزائدة إلى خلايا أخرى في العبوة.

المخازن المقاومة للحريق والتقسيم إلى أقسام

تتضمن العديد من تركيبات BESS حاويات مقاومة للحريق أو رفوف بطاريات مقسمة لتقليل انتشار الحرائق. تحتوي ميزات التصميم هذه على حرائق داخل منطقة محددة، مما يمنعها من التأثير على النظام بأكمله.

• المواد المقاومة للحريق:يمكن أن تساعد العبوات المصنوعة من مواد مقاومة للحريق مثل الفولاذ أو الخرسانة أو المركبات المقاومة للحريق في منع انتشار الحريق إلى المناطق المحيطة.
• الأنظمة المقسمة:إن تقسيم تركيب BESS كبير إلى أقسام أصغر وأكثر عزلة يمكن أن يساعد في الحد من الأضرار في حالة نشوب حريق ويجعل احتواءه أسهل.

إدارة تدفق الهواء والتهوية

تلعب التهوية المناسبة دورًا حاسمًا في منع تراكم الحرارة والغازات التي قد تؤدي إلى نشوب حريق في BESS. تساعد أنظمة التهوية النشطة في الحفاظ على درجة الحرارة تحت السيطرة والسماح للغازات بالتبدد بأمان.

• التهوية السلبية:تسمح الفتحات الموضوعة بشكل استراتيجي للحرارة والغازات بالخروج من نظام BESS، مما يقلل من احتمالية ارتفاع درجة الحرارة.
• التهوية النشطة:في الأنظمة الأكثر تعقيدًا، يمكن استخدام المراوح أو مكيفات الهواء لضمان استمرار تدفق الهواء وكفايته، ومنع التراكم الحراري في حجرات البطارية.

الإجراءات الوقائية للسلامة من الحرائق في BESS

في حين أن إخماد الحرائق أمر ضروري للتخفيف من المخاطر، فإن التدابير الاستباقية لها نفس القدر من الأهمية لمنع وقوع الحرائق.

• تصميم البطارية ومراقبة الجودة:تأكد من تصنيع البطاريات وفقًا لمعايير السلامة الصارمة، مع الحماية المدمجة ضد الشحن الزائد والسخونة الزائدة والدوائر القصيرة.
• الصيانة الدورية والتفتيش:افحص نظام BESS بانتظام للتعرف على العلامات المبكرة للتآكل والتلف أو العطل. افحص المكونات مثل الأسلاك والموصلات وأنظمة التبريد.
• التحكم في درجة الحرارة:احرص على تشغيل BESS ضمن نطاقات درجات الحرارة المثالية لمنع ارتفاع درجة الحرارة. استثمر في الأنظمة التي تحافظ على بيئات باردة للبطاريات أثناء التشغيل.
• التخزين والتركيب المناسبين:تأكد من تركيب البطاريات في علب مقاومة للحريق وتخزينها في مناطق جيدة التهوية لتقليل مخاطر الحرائق.

وفي الختام

As أنظمة تخزين طاقة البطارية أصبحت أنظمة إخماد الحرائق جزءًا لا يتجزأ من البنية التحتية للطاقة الحديثة، لذا فإن ضمان تشغيلها بأمان من خلال تقنيات إخماد الحرائق الفعّالة أمر بالغ الأهمية. وفي حين تفرض حرائق أنظمة إخماد الحرائق تحديات فريدة، فإن التطورات في تكنولوجيا إخماد الحرائق - مثل أنظمة العامل النظيف، وأجهزة إطفاء الحرائق من الفئة د، والتخفيف من حدة الانفلات الحراري - تساعد في تقليل المخاطر.

لمزيد من المعلومات حول اختيار أفضل وسائل إخماد الحرائق لتخزين طاقة البطاريات: الاستراتيجيات الأساسية للسلامة وإدارة المخاطر، يمكنك زيارة DeepMaterial على https://www.epoxyadhesiveglue.com/category/epoxy-adhesives-glue/ للمزيد من المعلومات.