ينتقل تخزين طاقة البطارية بسرعة من تقنية داعمة إلى جزء أساسي من البنية التحتية الحديثة للطاقة.
ويتم استخدامه الآن على نطاق واسع لتكامل الطاقة المتجددة، واستهلاك الطاقة القصوى، والطاقة الاحتياطية، وخدمات الشبكة، والشحن بالطاقة العالية-. تشير تقديرات وكالة الطاقة الدولية إلى أن سعة تخزين البطاريات على مستوى العالم يجب أن ترتفع إلى حوالي 1200 جيجاوات بحلول عام 2030 بموجب سيناريو تحول الطاقة-، الأمر الذي يتطلب متوسط نمو سنوي في النشر يصل إلى 25% تقريبًا.
ومع ذلك، مع زيادة حجم الأنظمة وتركيبها بالقرب من المصانع والمباني التجارية والمناطق السكنية، لم يعد الوصول إلى الأسواق محددًا بسعة البطارية والسعر فقط.
السؤال الأهم أصبح:
هل يستطيع النظام إثبات أن مخاطره الكهربائية والحرارية ومخاطر الحريق يتم التحكم فيها بشكل صحيح؟
لماذا أصبحت السلامة -أحد متطلبات دخول السوق
يجب أن يمر مشروع تخزين البطارية عادةً بعدة مستويات من المراجعة قبل أن يتم تركيبه وتشغيله. اعتمادًا على السوق ونوع المشروع، قد يتضمن ذلك اعتماد المنتج، والامتثال لقوانين مكافحة الحرائق-، ووثائق النقل، والموافقة على البناء، وتقييم التأمين والمراجعة من قبل السلطات المحلية.
قد يقدم النظام أسعارًا تنافسية ومواصفات فنية قوية، ولكنه لا يزال يواجه التأخير أو الرفض إذا كانت وثائق السلامة الخاصة به غير كاملة أو إذا كانت إعداداته التي تم اختبارها لا تتطابق مع التثبيت المقترح.
تتطلب لائحة الاتحاد الأوروبي للبطاريات بشكل صريح أن تكون أنظمة تخزين طاقة البطاريات الثابتة المطروحة في السوق أو التي يتم وضعها في الخدمة آمنة أثناء التشغيل والاستخدام العادي.
في الولايات المتحدة، أصبحت المعايير مثل UL 9540 ومتطلبات التثبيت مثل NFPA 855 بمثابة مراجع مهمة للموافقة على النظام وتقييم -السلامة من الحرائق.
وبالتالي فإن السلامة ليست مجرد نقطة بيع فنية. فهو يؤثر بشكل مباشر على إمكانية دخول منتج التخزين إلى السوق والحصول على موافقة المشروع وتأمين ثقة العملاء.
تبدأ السلامة بخلية البطارية-لكنها لا تنتهي عند هذا الحد
الخلايا الموثوقة هي أساس نظام التخزين. يجب أن يأخذ اختيار الخلية في الاعتبار اتساق التصنيع وتباين السعة والمقاومة الداخلية وأداء الدورة وإمكانية التتبع.
ومع ذلك، فإن استخدام الخلايا-عالية الجودة لا يضمن تلقائيًا وجود نظام بطارية آمن.
يمكن أيضًا تقديم المخاطر من خلال:
- خلايا غير متناسقة داخل نفس الوحدة
- حدود الشحن أو التفريغ غير صحيحة
- التوصيلات الكهربائية ضعيفة
- نوعية اللحام سيئة
- عزل غير كاف
- التبريد غير المتكافئ
- قضبان التوصيل أو المحطات الطرفية السائبة
- استشعار درجة الحرارة غير دقيقة
- تكامل النظام غير صحيح
ولذلك، يجب التحكم في السلامة على مستوى الخلية، والوحدة، والحامل، والغلاف، ومستوى النظام الكامل.
تقنيات السلامة الرئيسية
1. إدارة البطارية والحماية الكهربائية
يجب أن يراقب نظام إدارة المباني جهد الخلية والتيار ودرجة الحرارة وحالة الشحن وظروف العزل.
ويجب أن يعمل أيضًا مع الصمامات والموصلات وقواطع الدائرة ووظائف إيقاف التشغيل في حالات الطوارئ. تستخدم الأنظمة الفعالة عدة طبقات حماية بدلاً من الاعتماد على جهاز إنذار أو جهاز استشعار واحد.
2. الإدارة الحرارية
يمكن أن تؤدي درجة الحرارة غير المتساوية أو المفرطة إلى تسريع شيخوخة الخلايا وزيادة عدم التوازن.
قد يكون تبريد الهواء مناسبًا للأنظمة الأصغر حجمًا، بينما يتم استخدام التبريد السائل بشكل متزايد في وحدات التخزين التجارية والصناعية ذات الكثافة العالية-. يجب أن يتوافق تصميم التبريد مع كيمياء البطارية وقوة التشغيل والمناخ المحلي.
3. التحكم الحراري في الانتشار الجامح
يجب ألا ينتشر فشل الخلية-المفردة بسهولة عبر الوحدة أو الحامل أو العلبة.
تشمل التدابير الشائعة ما يلي:
حواجز مقاومة للحرارة-.
تباعد الوحدة النمطية
-عزل مثبط للهب
فصل المقصورة
الكشف المبكر عن الغاز ودرجة الحرارة
مسارات تحرير الضغط التي يتم التحكم فيها-.
4. إدارة الحرائق والغاز
قد يؤدي فشل البطارية إلى إطلاق غازات قابلة للاشتعال قبل ظهور حريق مرئي.
اعتمادًا على حجم النظام وغلافه، قد تشمل الحماية الكشف عن الغاز، وأجهزة استشعار الدخان والحرارة، والتهوية، وتخفيف الضغط، وإخماد الحرائق، وأجهزة الإنذار عن بعد.
5. مراقبة جودة التصنيع
تعتمد السلامة أيضًا على جودة الإنتاج.
الضوابط الهامة تشمل:
مطابقة الخلايا والتفتيش الوارد
مراقبة جودة اللحام-.
التحكم في عزم الدوران بسبار
اختبار العزل
اختبار تسرب نظام التبريد-.
معايرة BMS
الاختبار الوظيفي النهائي
إمكانية تتبع المنتج
يمكن أن يؤدي الاتصال غير المحكم أو اللحام السيئ إلى ارتفاع درجة الحرارة المحلية حتى عندما تعمل الخلايا بشكل طبيعي.
المعايير والاختبارات الرئيسية
إيك 62619
يغطي متطلبات السلامة لخلايا وبطاريات الليثيوم الصناعية، بما في ذلك تطبيقات التخزين الثابتة.
إيك 63056
يوفر متطلبات أمان إضافية لبطاريات الليثيوم المستخدمة في أنظمة تخزين الطاقة الكهربائية.
إيك 62933-5-2
يركز على-سلامة مستوى النظام للشبكة-أنظمة تخزين الطاقة الكهروكيميائية المتكاملة.
يو ال 1973
يشيع استخدامها في أمريكا الشمالية لتقييم البطارية الثابتة.
يو ال 9540
تقييم نظام تخزين الطاقة بالكامل، بما في ذلك البطاريات وأدوات التحكم والحماية ومعدات تحويل الطاقة.
يو ال 9540 أ
طريقة اختبار الانتشار الحراري-للحرائق الجامحة-. وهي توفر بيانات عن الحرارة وانبعاث الغاز وسلوك الحرائق، ولكن لا ينبغي وصفها بأنها شهادة منتج عامة.
NFPA 855
معيار تركيب يغطي متطلبات مكافحة الحرائق والسلامة لأنظمة تخزين الطاقة الثابتة.
الأمم المتحدة 38.3
يغطي اختبار نقل بطارية الليثيوم. لا يحل محل شهادة سلامة التخزين الثابتة.
ما يجب على المشترين التحقق منه
قبل تقديم الطلب، يجب على المشترين تأكيد:
- النموذج الدقيق المدرج في الشهادة
- ما إذا كانت الموافقة تغطي البطارية أو ESS كاملة
- المعيار والإصدار المعمول به
- الخلية والوحدة والعلبة المستخدمة أثناء الاختبار
- شروط اختبار الحريق-وحدود التثبيت
- التباعد المطلوب والتهوية والحماية من الحرائق
- وثائق النقل رقم الأمم المتحدة 38.3
- سجلات التصنيع والتتبع
- متطلبات كود الشبكة المحلية والبناء والحرائق-.
يجب دائمًا التحقق من الشهادة مقابل التكوين الفعلي للمنتج.
ومع تحول تخزين البطاريات إلى بنية تحتية أساسية، أصبحت السلامة الشرط الحقيقي للوصول إلى الأسواق.
سينلينكتوفر حلول تخزين الطاقة السكنية والتجارية والصناعية لبيئات المشاريع المختلفة. نحن نعمل مع منشآت التصنيع الشريكة لدعم اختيار الخلايا، وتكوين نظام إدارة المباني (BMS)، وتصميم الإدارة الحرارية-، وحماية الخزانات، والوثائق الفنية وتنسيق الشهادات، مما يساعد مقاولي EPC والموزعين ومشتري المشروع على تحقيق التوازن بين أداء النظام والامتثال والموثوقية التشغيلية -على المدى الطويل.