Magazyny energii wykorzystujące baterie litowo-jonowe
Są to urządzenia służące do czynnej ochrony przeciwpożarowej obiektów lub pomieszczeń, w których występuje ryzyko wystąpienia niekontrolowanego procesu spalania zagrażającego bezpieczeństwu. Przez prostotę swojej konstrukcji i niezawodność działania uznawane są za jedne z najskuteczniejszych do zwalczania pożarów powierzchni zamkniętych, a na szczególną uwagę zasługuje fakt wyeliminowania przez system możliwości powodowania jakiegokolwiek efektu strat pożarowych powodowanych przez inne systemy dzięki zastosowaniu w SUG-G czystego środka gaśniczego.
Niewielki rozmiar, rosnąca ciągle gęstość energetyczna oraz starzenie się akumulatorów to najczęstsze czynniki ryzyka. Kiedy jedna komórka baterii litowo-jonowej zostanie skompresowana lub poddana wysokim temperaturom, może wystąpić reakcja egzotermiczna, prowadząca do gwałtownego i ekstremalnego wzrostu temperatury związanego z elektrolitem. Zjawisko to, określane jako “efekt termicznego wybuchu” (thermal runaway), ma potencjał do rozprzestrzeniania się na sąsiednie ogniwa, co może prowadzić do szeroko zakrojonego pożaru.
Detekcja i sposób gaszenia magazynów energii z bateriami litowo-jonowymi
Eksperymenty przeprowadzone w Siemens Smart Infrastructure Fire Lab w Altenrhein, Szwajcaria, nad bateriami litowo-jonowymi zawierającymi różne typy ogniw wykazały, że istnieją sygnały, które mogą zostać zidentyfikowane wcześniej niż faktyczne wystąpienie zjawiska “ucieczki termicznej”. Jednym z niezawodnych wskaźników zagrożenia jest obecność wydzielającego się elektrolitu. Gdy gaz elektrolityczny zostaje uwolniony, niesie to za sobą nieuchronny wzrost temperatury. Niemniej jednak, jest wystarczająco dużo czasu, aby skutecznie podjąć odpowiednie środki zaradcze lub gaszące.
Wykrywanie tych gazów możliwie wcześnie jest kluczowe dla szybkiej interwencji, zanim pożar na dużą skalę spowoduje znaczne straty. Odpowiednio zaprojektowany i zainstalowany system wczesnej detekcji gazów (ASD – Aspirating Smoke Detection) jest zdolny do wykrycia tych substancji na bardzo wczesnym etapie, nawet w warunkach dużego przepływu powietrza charakterystycznego dla układów chłodzenia akumulatorów litowo-jonowych o dużej gęstości. Priorytetem jest zatem zapewnienie wczesnej i niezawodnej detekcji pożaru, a następnie zahamowanie jego postępu. W żadnym przypadku nie można dopuścić, aby ciepło przeniosło się z jednej komórki na cały system.
Praktyczne badania wykazały, że system detekcji gazów ASD Siemens FDA241 (z opatentowaną technologią dwóch długości fal) zapewnia niezawodną i skuteczną wczesną detekcję. Czujnik ssący Siemens FDA241 jest zdolny do wykrycia nawet najmniejszych stężeń gazów i aerozoli, co czyni go idealnym rozwiązaniem do wykrywania tego rodzaju zdarzeń w magazynach energii z akumulatorami litowo-jonowymi.
Po wykryciu potencjalnego niekontrolowanego wzrostu temperatury, kolejnym krokiem jest minimalizacja szkód wywołanych pożarem oraz zapobieżenie jego dalszemu rozprzestrzenianiu się.
Doświadczenia wykazały, że automatyczne aktywowanie zintegrowanego systemu gaśniczego Siemens Sinorix z azotem jako środkiem gaśniczym stanowi doskonałe rozwiązanie. Uwalnianie gazu o stężeniu 45,2% skutkuje ograniczeniem ilości tlenu w obszarze gaśniczym do poziomu poniżej 11,3%. To pozwala na szybkie i skuteczne tłumienie powstających pożarów w magazynach energii z akumulatorami litowo-jonowymi oraz skutecznie zapobiega ponownemu zapłonowi. Co więcej, sam środek gaśniczy nie uszkadza sprzętu ani nie stwarza zagrożenia dla ludzi. Zaawansowane gaszenie przy użyciu systemu Siemens Sinorix z gazem naturalnym zapewnia, że wszelkie szkody spowodowane pożarem są ograniczone do minimum.
Ponadto, centrala systemu sygnalizacji pożarowej Siemens Cerberus PRO pełni funkcję nadrzędną, odpowiedzialną za alarmowanie, monitorowanie i sterowanie wspomnianymi systemami, stanowiąc idealne połączenie i uzupełnienie całego planu zabezpieczeń tego rodzaju obiektów.
Tylko zrozumienie mechanizmów związanych z powstawaniem i rozwojem pożarów w systemach z akumulatorami litowo-jonowymi pozwala na opracowanie właściwego planu ochrony przeciwpożarowej.
Detekcja i sposób gaszenia magazynów energii z bateriami litowo-jonowymi
Legenda:
1. Butle systemu gaszenia Siemens Sinorix N2 z azotem,
2. Orurowanie systemu gaszenia wraz z dyszami
3. Centrala systemu detekcji i sterowania gaszeniem Siemens Cerberus PRO
4. System wczesnej detekcji ASD Siemens FDA241
5. Orurowanie systemu wczesnej detekcji ASD
6. Klapa odciążająca
7. Sygnalizator akustyczny
Przedstawione połączenie systemu wczesnej detekcji, alarmowania i efektywnego gaszenia jest najbardziej skutecznym rozwiązaniem ochrony magazynów energii z akumulatorami litowo-jonowymi dostępnym na rynku.
System zapewnia optymalną ochronę przeciwpożarową, chroniąc cenne aktywa przed potencjalnie niszczycielskimi stratami pożarowymi. W tym momencie jedynie firma Siemens uzyskała certyfikat VdS (VdS Schadenverhuetung GmbH), który potwierdza skuteczność przedstawionej koncepcji ochrony stacjonarnych magazynów energii z akumulatorami litowo-jonowymi.
Projekt oraz montaż systemu detekcji i gaszenia magazynów energii z bateriami litowo-jonowymi
Wykonujemy projekty systemów wczesnej detekcji oraz gaszenia magazynów energii zarówno dla indywidualnych klientów jak i producentów kompletnych magazynów na terenie całej Polski (i nie tylko). Wykonujemy instalacje w oparciu o urządzenia firmy Siemens, która na ten moment, jako jedyna uzyskała certyfikat VdS potwierdzający skuteczność działania systemu. Do pobrania materiały związane z proponowanymi urządzeniami: