Hydrock Batterie Feuersicher

So stellen Sie sicher, dass Ihr intelligentes Energiespeichersystem feuersicher ist

Rui Sun, Hydrock

Der Speicher von Lithium-Ionen-Batterien ist eine der aufregendsten neuen und innovativsten Energieoptionen, die die Energielandschaft verändern, stellt jedoch auch das Brandschutzdesign vor einige einzigartige Herausforderungen. Dr. Rui Sun, einer der führenden Brandschutzexperten von Hydrock, untersucht, wie Sie Ihr Gebäude schützen können, ohne die Vorteile dieser neuen intelligenten Energielösung zu beeinträchtigen.

Angetrieben von der sich weltweit verändernden Energielandschaft beschleunigt sich die Entwicklung intelligenterer Energiespeicher. Eine intelligente Energiestrategie bietet Unternehmen und Privathaushalten eine hervorragende Möglichkeit, Zugang zu billigerer, sauberer und zuverlässigerer Energie zu erhalten, indem den Verbrauchern (Haushalten und Gewerbetreibenden) ermöglicht wird, Energie nach Bedarf zu speichern, ohne auf das Stromnetz angewiesen zu sein. Die kommerziellen Vorteile sind enorm.

Aus technologischer Sicht ist der Lithium-Ionen-Akku auf dem aktuellen Markt der beliebteste Akku. Es ist leicht, wiederaufladbar und speichert im Verhältnis zu seiner Größe über einen relativ langen Zeitraum viel Energie, ohne Spannung zu verlieren. Noch wichtiger ist, dass dank der Verwendung der Lithium-Ionen-Technologie die Kosten für die Energiespeicherung um 50% gesenkt wurden.

Energiespeichersysteme mit Lithium-Ionen-Batterien stellen jedoch die Brandschutzkonstruktion in Gebäuden vor einzigartige Herausforderungen. Sie stellen eine neue Brandgefahr dar, die möglicherweise schwer zu kontrollieren ist und keine aktuellen britischen Vorschriften enthält.

Brandgefahr bei Verwendung von Lithium-Ionen-Batterien

Lithium-Ionen-Zellen bestehen aus zwei Elektroden: negativ und positiv, mit einem ionenleitenden, brennbaren Elektrolyten und einem Separator dazwischen, die in Schränken oder gleichwertigen Konfigurationen untergebracht sind, die sie schützen.

Jegliche Beschädigung der Batteriestruktur, hauptsächlich des Separators, kann zu einem internen Kurzschluss führen, der zu einem „thermischen Durchgehen“ führen kann, einer unaufhaltsamen Kettenreaktion, die zu einem schnellen Temperaturanstieg und einer plötzlichen Energiefreisetzung im Batteriesystem führt. Dies könnte schließlich zu einem katastrophalen Aufbrechen der Batteriezellen führen und dazu führen, dass das verbleibende Material bei einer sehr hohen Temperatur (über 800) verbrennt0C).

Das Löschen von Bränden, die durch thermisches Durchgehen der Batterie verursacht werden, ist eine Herausforderung für die Brandbekämpfung. Die Verbrennung von Lithium-Ionen-Zellen erzeugt Sauerstoff, der tatsächlich zum Feuerwachstum beiträgt. Der Lithium-Ionen-Akku kann auch Tage oder Wochen nach dem ersten Löschen scheinbar wieder entzündet werden.

Thermisches Durchgehen wird nicht als elektrisches (Klasse C) oder brennbares Metall (Klasse D) Feuer eingestuft. Die herkömmliche Unterdrückung von Trockenchemikalien und Reinigungsmitteln könnte die sichtbare Flamme beseitigen, es fehlt jedoch die Fähigkeit, brennende Batteriekomponenten abzukühlen, um ein fortschreitendes thermisches Durchgehen zu verhindern. Untersuchungen haben gezeigt, dass das Wasserunterdrückungssystem aufgrund seiner überlegenen Kühlleistung derzeit der bevorzugte Ansatz zur Steuerung des thermischen Durchgehens ist.

In Kombination mit Wasser erzeugen die Lithiumzellen jedoch brennbares Gas (z. B. Wasserstoff), dessen Anreicherung beim Entzünden eine explosive Wirkung haben kann, insbesondere auf engstem Raum wie Abteilen / Räumen innerhalb eines Gebäudes.

Darüber hinaus kann Lithium auch aggressive Säure und giftige Dämpfe erzeugen, die sowohl umweltgefährdend als auch schädlich für Menschen, einschließlich Feuerwehrleute, sind. Es ist erwähnenswert, dass derzeit Brandbekämpfungssysteme für Lithium-Ionen-Batterien entwickelt werden, obwohl derzeit nur begrenzte Informationen verfügbar sind.

Überlegungen zu Schadensbegrenzung und Design

Aufgrund der Komplexität des mit einem solchen Batteriesystem verbundenen Brandrisikos, insbesondere in einer geschlossenen Umgebung, sollten die Kontroll- und Minderungsmaßnahmen aus mehreren Schichten bestehen.

Die früheste Erkennung eines Lithium-Ionen-Feuers ermöglicht die effektivste Reaktion sowohl auf die Lebenssicherheit als auch auf den Schutz von Eigentum. Obwohl ein Batteriemanagementsystem so konzipiert und installiert werden kann, dass der betroffene Lade- / Entladekreis abgeschaltet wird, und es eine wichtige Rolle bei der Reduzierung des Brandrisikos spielt, kann es nicht feststellen, ob ein Brand auftritt.

Die Abgaserkennung sollte in die Installation des Batteriesystems integriert werden, damit der Ausfall der Batteriezelle in der „goldenen Zeit“ vor dem Auftreten der katastrophalen thermischen Landebahn erkannt werden kann. Darüber hinaus sollte in dem Fach, in dem sich das Batteriesystem befindet, ein zuverlässiges Erkennungssystem bereitgestellt werden, um sowohl die Freisetzung von elektrischem Feuer als auch von Elektrolytgas zu erfassen.

Viele Batterien verfügen über einen Sicherheitsmechanismus, um die Freisetzung von brennbarem Gas zu verringern oder um zu verhindern, dass die Batterie durch interne Belüftung explodiert. Eine Entlüftungsentlüftung sollte bereitgestellt werden, oder es sollte ein Ansatz zur Analyse der Gefahrenminderung angewendet werden, es sei denn, das Energiespeichersystem wurde in großem Maßstab getestet und kann nachweisen, dass die Konzentration brennbarer Gase in Raum, Gebäude oder Abteil 25% nicht überschreitet die untere Explosionsgrenze.

'Energiespeichersysteme in der gebauten Umwelt sind ein neues Thema für den Brandschutz. Je mehr wir über die Brandgefahr wissen, desto besser können wir unsere Gebäude für intelligente Energiesysteme gestalten. '

Bei der Gestaltung des Gebäudes und der Anordnung des Energiespeichersystems können Anzahl, Anordnung und Packungsdichte der Batteriemodule einen erheblichen Einfluss auf die Anforderungen an die Branderkennung und -löschung haben.

Untersuchungen haben gezeigt, dass Lithium-Ionen-Feuer durch eine Sprinkleranlage gesteuert werden kann, wenn die Positionierung, die erforderliche Abflussdichte von Wasser und die räumliche Trennung des Energiespeichersystems von brennbaren und nicht brennbaren Objekten gemäß den einschlägigen Richtlinien ausgelegt sind. Daher sollte der Standort, die Trennung und die Inbetriebnahme des Energiespeichersystems in der frühen Phase des Entwurfs ausreichend berücksichtigt werden.

Energiespeichersysteme in der gebauten Umwelt sind ein neues Thema für den Brandschutz. Die Forschung, Entwicklung und Schulung von Standards für alle relevanten Parteien für ihren Brandschutz ist im Gange. Je mehr wir über die Brandgefahr wissen, desto besser können wir unsere Gebäude für intelligente Energiesysteme gestalten. Das robuste Brandschutzdesign eines intelligenten Energiesystems erfordert Eingaben aus verschiedenen Disziplinen. Frühzeitige Konsultationen mit einem Brandschutzingenieur, einer örtlichen Behörde und einem Systemdesigner sind entscheidend, um sicherzustellen, dass Sicherheit, Belastbarkeit und Effizienz des Gebäudes in die Planung einbezogen werden.

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