Soppressione degli incendi per l'accumulo di energia delle batterie: strategie essenziali per la sicurezza e la gestione dei rischi

La rapida crescita delle fonti di energia rinnovabili e la crescente adozione di veicoli elettrici (EV) hanno creato una crescente domanda di sistemi di accumulo di energia, in particolare sistemi di accumulo dell’energia a batteria (BESS). Questi sistemi, che immagazzinano energia per un uso successivo, sono fondamentali per stabilizzare la rete e garantire che le fonti di energia rinnovabile, come quella solare ed eolica, possano essere utilizzate anche quando la produzione fluttua. Tuttavia, con l'ascesa del BESS arriva un rischio intrinseco: il potenziale di incendi causati dalle batterie all'interno del sistema. A causa dell'elevata densità energetica delle batterie agli ioni di litio e di altre batterie avanzate, gli incendi possono essere catastrofici se non gestiti correttamente.

In questo post del blog, esploreremo le sfide dei sistemi di accumulo di energia delle batterie, i rischi associati agli incendi delle batterie e i metodi di soppressione degli incendi utilizzati per salvaguardare queste risorse cruciali. Comprendendo l'importanza della prevenzione e della soppressione degli incendi, possiamo contribuire a garantire la sicurezza e l'affidabilità dei sistemi di accumulo di energia delle batterie, che sono fondamentali per la nostra transizione verso un futuro energetico sostenibile.

I rischi degli incendi negli accumulatori di energia delle batterie

I sistemi di accumulo di energia delle batterie sono progettati per contenere quantità significative di energia e, di conseguenza, possono essere soggetti a incidenti pericolosi come la fuga termica. La fuga termica si verifica quando una cella della batteria raggiunge una temperatura critica, causando una reazione a catena che porta a un incendio o a un'esplosione. Gli incendi che ne derivano possono essere intensi e difficili da domare.

Principali rischi degli incendi BESS

• Instabilità termica e surriscaldamento:Il sovraccarico, i danni fisici o i difetti di fabbricazione possono causare il surriscaldamento della batteria, innescando una reazione termica incontrollata.
• Perdite di elettroliti e gas tossici:Gli incendi nei BESS possono rilasciare sostanze chimiche nocive, come l'acido fluoridrico, che sono pericolose per l'ambiente e la salute umana.
• Propagazione del fuoco tra le cellule:Talvolta la progettazione di un BESS può consentire la propagazione di incendi tra singole celle della batteria, aggravando la gravità dell'incidente.
• Alta densità di energia:L'enorme quantità di energia immagazzinata nei BESS rende questi sistemi più vulnerabili agli incendi su vasta scala, che possono rapidamente degenerare.

Incidenti gravi e conseguenze

I rischi degli incendi BESS non sono teorici. Si sono verificati diversi incidenti di alto profilo, tra cui incendi in impianti di stoccaggio di energia su larga scala. Questi incidenti hanno evidenziato la necessità di strategie di soppressione degli incendi più solide e di standard di sicurezza migliorati.

Gli incendi nel BESS hanno portato a:

• Danni alla proprietà:Distruzione di infrastrutture preziose, tra cui pacchi batteria, inverter e sistemi di controllo.
• Impatto ambientale:L'impatto ambientale comprende il rilascio nell'ambiente di fumi e sostanze chimiche tossiche.
• Rischi per la sicurezza umana:I rischi per la sicurezza umana includono il rischio di lesioni al personale che lavora nei siti BESS o nelle loro vicinanze, dovute a pericoli quali inalazione di fumo, esplosioni o danni strutturali.

Tecniche di soppressione degli incendi per l'accumulo di energia delle batterie

Soppressione incendi per sistemi di accumulo dell’energia a batteria (BESS) è complesso a causa della natura unica dei rischi di incendio. Le tecniche antincendio standard spesso risultano insufficienti quando si tratta di controllare gli incendi in questi sistemi, richiedendo soluzioni specializzate per mitigare efficacemente i rischi.

Sistemi antincendio ad acqua

Sebbene l'acqua sia comunemente utilizzata nella lotta antincendio, può essere pericolosa se applicata direttamente a un incendio di batteria a causa del rischio di cortocircuito o di reazione chimica avversa. Tuttavia, se utilizzata in modo appropriato, l'acqua può comunque svolgere un ruolo nella soppressione degli incendi BESS.

• Sistemi di allagamento:Nelle grandi installazioni BESS, come quelle che si trovano nell'accumulo di energia su scala di rete, l'allagamento con acqua può raffreddare le celle della batteria surriscaldate e impedire la propagazione dell'incendio. Tuttavia, questa tecnica è fattibile solo in ambienti controllati.
• Sistemi di nebbia d'acqua:A differenza dei tradizionali sistemi sprinkler, i sistemi water mist utilizzano goccioline fini per raffreddare l'area e ridurre la temperatura. Questo metodo può essere efficace in spazi ristretti come gli involucri BESS senza causare cortocircuiti o pericoli elettrici.

Sistemi antincendio Clean Agent

I sistemi di soppressione ad agente pulito sono ideali per BESS perché sono efficaci senza danneggiare i componenti elettrici. Questi sistemi scaricano gas che inibiscono le reazioni chimiche responsabili della combustione.

• FM-200 e NOVEC 1230sono comuni agenti puliti utilizzati nei sistemi di soppressione incendi per l'accumulo di batterie. Sopprimono rapidamente gli incendi spostando l'ossigeno e interrompendo il triangolo del fuoco (carburante, calore e ossigeno) senza danneggiare l'attrezzatura.
• vantaggi:Gli agenti puliti sopprimono efficacemente gli incendi delle batterie in aree in cui l'acqua o la schiuma potrebbero causare danni aggiuntivi. Sono anche rispettosi dell'ambiente e sicuri per il personale nell'area.
• limitazioni:I sistemi richiedono un'attenta progettazione per garantire un adeguato contenimento e impedire il rapido rilascio dell'agente nell'ambiente circostante.

Estintori di Classe D

Gli estintori di classe D sono specificamente progettati per combattere incendi di metalli, compresi i tipi di incendi chimici che possono verificarsi nelle batterie agli ioni di litio. Questi estintori utilizzano agenti a polvere secca per soffocare l'incendio e prevenire ulteriori reazioni.

• Ideale per incendi di piccola portata:Gli estintori di classe D possono essere uno strumento efficace per una risposta immediata agli incendi in installazioni BESS più piccole o nei casi che coinvolgono solo poche celle.
• limitazioni:Sebbene utili per piccoli incendi, gli estintori di classe D potrebbero non essere efficaci per incendi BESS su larga scala, soprattutto se l'incendio si diffonde a più moduli batteria.

Sistemi di mitigazione della fuga termica

Prevenire è sempre meglio che reprimere. I sistemi di mitigazione delle fughe termiche sono progettati per rilevare i primi segnali di surriscaldamento o guasto nelle singole celle della batteria prima che degenerino in incendi conclamati.

• Rilevamento e risposta precoci:Questi sistemi monitorano parametri quali temperatura, voltaggio e pressione all'interno del pacco batteria. Quando vengono rilevate condizioni anomale, il sistema può attivare meccanismi di raffreddamento o spegnere le celle interessate per impedire un'ulteriore escalation.
• Risposta automatica:Alcuni sistemi sono in grado di isolare automaticamente le batterie difettose, riducendo il rischio che la fuga termica si propaghi ad altre celle del pacco.

Recinti ignifughi e compartimentazione

Molte installazioni BESS incorporano involucri ignifughi o rack per batterie compartimentati per ridurre al minimo la propagazione degli incendi. Queste caratteristiche di progettazione contengono gli incendi in un'area specifica, impedendo loro di influenzare l'intero sistema.

• Materiali ignifughi:Gli involucri realizzati con materiali ignifughi come acciaio, cemento o materiali compositi ignifughi possono contribuire a prevenire la propagazione dell'incendio nelle aree circostanti.
• Sistemi compartimentati:Suddividere un'installazione BESS di grandi dimensioni in sezioni più piccole e isolate può aiutare a limitare i danni in caso di incendio e a facilitarne il contenimento.

Gestione del flusso d'aria e ventilazione

Una ventilazione adeguata svolge un ruolo cruciale nel prevenire l'accumulo di calore e gas che potrebbero innescare un incendio nel BESS. I sistemi di ventilazione attivi aiutano a tenere sotto controllo la temperatura e consentono ai gas di dissiparsi in modo sicuro.

• Ventilazione passiva:Le prese d'aria posizionate strategicamente consentono al calore e ai gas di fuoriuscire dal BESS, riducendo il rischio di surriscaldamento.
• Ventilazione attiva:Nei sistemi più complessi, è possibile utilizzare ventole o condizionatori d'aria per garantire un flusso d'aria continuo e adeguato, evitando l'accumulo di calore nei vani batteria.

Misure preventive per la sicurezza antincendio BESS

Sebbene la soppressione degli incendi sia essenziale per mitigare i rischi, le misure proattive sono altrettanto cruciali per prevenirli.

• Progettazione e controllo qualità della batteria:Assicurarsi che le batterie siano prodotte secondo rigorosi standard di sicurezza, con protezioni integrate contro sovraccarico, surriscaldamento e cortocircuito.
• Manutenzione e ispezioni regolari:Controllare regolarmente il BESS per identificare i primi segni di usura, danni o malfunzionamento. Ispezionare componenti quali cablaggio, connettori e sistemi di raffreddamento.
• Controllo della temperatura:Mantenere il BESS operativo entro intervalli di temperatura ottimali per evitare il surriscaldamento. Investire in sistemi che mantengano ambienti freschi per le batterie durante il funzionamento.
• Corretta conservazione e installazione:Assicurarsi che le batterie siano installate in contenitori resistenti al fuoco e conservate in aree ben ventilate per ridurre al minimo i rischi di incendio.

Conclusione

As sistemi di accumulo dell’energia a batteria diventano parte integrante delle moderne infrastrutture energetiche, assicurarne il funzionamento sicuro tramite efficaci tecniche di soppressione degli incendi è fondamentale. Mentre gli incendi BESS pongono sfide uniche, i progressi nella tecnologia di soppressione degli incendi, come i sistemi ad agente pulito, gli estintori di classe D e la mitigazione della fuga termica, stanno aiutando a ridurre al minimo i rischi.

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