Cerințe esențiale de siguranță pentru cabinele industriale de stocare a energiei

Rezistența la foc și sistemele interne de stingere a incendiilor

Pentru dulapurile industriale de stocare a energiei, integrarea materialelor rezistente la foc, împreună cu designul modular compartimentat și sistemele automate de suprimare a incendiilor, este esențială pentru limitarea acelor evenimente termice nedorite. Atunci când temperatura din interiorul acestor unități devine prea ridicată, agenții ignifugi neconductori, cum ar fi FM-200 sau Novec 1230, intră în acțiune în jurul pragului de 150 de grade Celsius, stinguând flăcările fără a afecta componentele electronice delicate. Sistemele active de suprimare lucrează în tandem cu barierele pasive de protecție împotriva incendiilor, care pot rezista flăcărilor timp de aproximativ două ore consecutive. În același timp, senzorii de căldură și de fum, distribuiți în întregul dulap, detectează problemele în stadiu incipient, înainte ca acestea să se agraveze. Ce face, de fapt, diferența? Segmentarea la nivel de celulă, care izolează modulele defecte de restul sistemului. Această abordare reduce riscul de răspândire a focului cu aproximativ 80% comparativ cu modelele mai vechi, care nu dispun de segmentare — o afirmație susținută de noile standarde NFPA publicate anul trecut. În plus, toate aceste măsuri de siguranță împreună îndeplinesc testele riguroase stabilite de norma UL 9540A privind scenariile de dezintegrare termică.

• Carcase de baterie ignifuge
• Declanșare automată a supresiei la 150°C
• Monitorizare continuă a compoziției gazelor

Prevenirea Rulării Termice Prin Ventilație și Monitorizare

Oprirea răspândirii termice necesită o bună gestionare termică care reacționează rapid atunci când temperatura începe să crească. Sistemele moderne combină adesea răcirea forțată cu aer și schimbătoare de căldură cu lichid, care pot elimina căldura cu aproximativ 40 la sută mai repede în comparație cu metodele pasive. Acest lucru menține echipamentele în funcțiune în intervalul optim de temperatură, de aproximativ 15–35 de grade Celsius. Senzorii răspândiți în aceste sisteme detectează chiar și cele mai mici variații de temperatură, până la fracțiuni de grad. Atunci când observă o abatere, sistemul reacționează imediat prin creșterea puterii de răcire, reducerea sarcinii sau deconectarea celulelor individuale, dacă este necesar. De asemenea, modul în care circulă aerul prin sistem este important. Un design corespunzător al fluxului de aer asigură că aerul rece ajunge uniform în toate părțile, în timp ce elimină aerul cald de evacuare din zonele unde ar putea cauza probleme. Dacă există o diferență de peste 5 grade între modulele vecine, sistemul emite avertizări pentru ca tehnicienii să poată verifica situația înainte ca problemele mici să se transforme în complicații majore.

Siguranță electrică: Integrare sigură a încărcării și protocoale de izolare

Când vine vorba de menținerea siguranței electrice, există, în esență, trei niveluri principale de protecție care lucrează împreună în permanență. În primul rând, avem izolarea galvanică, care menține separate circuitele de baterii CC de sistemul de alimentare CA. Această separare este extrem de importantă, deoarece previne apariția defectelor periculoase la pământ și a arcurilor electrice. Conform unor cercetări industriale realizate de DNV GL în 2023, aproximativ unul din patru incidente legate de sistemele de stocare a energiei provine, de fapt, din defecțiuni electrice. Apoi există și elementele „inteligente”. Sistemele moderne de încărcare folosesc algoritmi sofisticați care monitorizează constant ceea ce se întâmplă în interiorul bateriilor. Acești algoritmi reglează curentul care trece prin baterie în funcție de starea reală a acesteia în orice moment dat, astfel evitându-se situațiile nedorite de supratensiune, care pot deteriora echipamentele. Alături de aceste măsuri, mai multe alte caracteristici critice de siguranță fac parte integrantă din strategia generală de protecție, inclusiv...

• Deconectare în caz de defect în 25 ms
• Testarea rezistenței dielectrice la dublul tensiunii nominale de funcționare
• Carcase de terminale cu grad de protecție IP54
  Împreună, aceste măsuri asigură o interacțiune sigură cu rețeaua și conformitatea deplină cu cerințele privind siguranța electrică a bateriilor staționare din standardul IEC 62619.

Componentele principale ale cabinetului de stocare a energiei și integrarea acestora

Sistem de management al bateriei (BMS) pentru monitorizare și comandă în timp real

Sistemul de Management al Bateriei, sau BMS pe scurt, acționează cam ca un creier în interiorul acestor unități mari industriale de stocare a energiei. Aceste sisteme supraveghează o varietate de parametri la nivel de celulă, inclusiv nivelurile de tensiune, temperatura și procentul de încărcare al fiecărei celule. Aceasta se realizează prin senzori extrem de sensibili, combinați cu un software inteligent care se adaptează la schimbarea condițiilor. În ceea ce privește menținerea sănătății bateriilor, BMS stabilește limite stricte împotriva fenomenelor precum supraîncărcarea peste aproximativ 4,2 volți per celulă sau descărcarea prea profundă sub aproximativ 2,5 volți. Acest management atent ajută majoritatea bateriilor să dureze cu 30-40 la sută mai mult decât ar face în mod normal. În timpul ciclurilor de încărcare, echilibrarea activă asigură că nicio celulă individuală nu muncesc mai mult decât celelalte, menținând astfel o performanță constantă generală și reducând uzura. Senzorii termici detectează chiar și mici variații de temperatură, până la o diferență de un grad Celsius, declanșând măsuri de siguranță mult înainte ca orice situație periculoasă să apară. Și să nu uităm de funcțiile de analiză predictivă care identifică semnele timpurii ale unor probleme legate de starea bateriei, permițând tehnicienilor să programeze întreținerea în loc să facă față defectelor neașteptate, ceea ce poate reduce aproape cu jumătate timpul neprogramat de nefuncționare în multe cazuri.

Sinergie între sistemul de conversie a puterii (PCS) și sistemul de management al energiei (EMS)

Când sistemele PCS și EMS lucrează împreună, ele creează ceva destul de remarcabil. PCS menține funcționarea stabilă a rețelei în limite de aproximativ jumătate de hertz și gestionează acele probleme delicate legate de puterea reactivă. Între timp, EMS procesează constant datele folosind algoritmi de învățare automată pentru a analiza modelele anterioare de consum energetic, a evalua condițiile meteorologice previzionate pentru ziua următoare și a monitoriza în timp real starea rețelei. Ce se întâmplă când aceste două tehnologii „comunică” între ele? Obținem arbitraj automat de energie, prin care sarcinile se deplasează spontan către perioadele mai ieftine din afara vârfurilor, fără ca nimeni să fie nevoit să apese vreun buton. În plus, există o sursă de rezervă de energie gata să intre în funcțiune aproape instantaneu în caz de întrerupere totală a alimentării, datorită unor timpi de comutare sub 20 de milisecunde. Majoritatea unităților care implementează acest tip de coordonare încep să observe recuperarea investiției într-un interval de trei până la cinci ani, în funcție de tarifele locale ale energiei electrice și de dimensiunea sistemului.

Certificări, conformitate și durabilitate ambientală a cabinetelor de stocare a energiei

Certificări obligatorii: IEC 62619, UN38.3, CE și UL 9540A

Respectarea standardelor globale nu este opțională în ceea ce privește dulapurile industriale de stocare a energiei. Standardul IEC 62619 stabilește regulile de bază de siguranță pentru bateriile staționare cu ioni de litiu, inclusiv teste pentru conținerea situațiilor de runaway termic. Apoi există certificarea UN38.3, care verifică, în esență, dacă celulele bateriilor pot rezista provocărilor legate de transport, cum ar fi înălțimile înalte simulate și vibrațiile cauzate de mișcare. Această certificare satisface reglementările din majoritatea zonelor internaționale de expediere, deși nu din toate. Marcajele CE indică conformitatea cu regulamentele Uniunii Europene privind interferența electromagnetică și siguranța la tensiune joasă. În plus, UL 9540A oferă dovezi din lumea reală privind eficacitatea sistemelor în conținerea incendiilor în timpul acelor evenimente termice periculoase. Combinarea tuturor acestor cerințe reduce semnificativ riscul de defecțiuni majore ale sistemului. Unele studii recente din 2024 sugerează că, în instalațiile care respectă corespunzător aceste directive de certificare, numărul problemelor scade cu aproximativ două treimi.

Rezistență ambientală: Rezistență la coroziune, clasificare seismică și carcase cu grad de protecție IP

Lumea industrială are nevoie de echipamente care pot rezista la condiții extreme și totuși să funcționeze în mod fiabil zi după zi. Cabi­netele moderne sunt prevăzute fie cu carcase din oțel inoxidabil, fie cu finisaje vopsite electrostatic, proiectate pentru a rezista la coroziune conform standardului NEMA 4X, ceea ce le face să reziste eficient substanțelor chimice agresive întâlnite frecvent pe suprafețele de producție. În ceea ce privește cerințele seismice, aceste echipamente îndeplinesc standardele IBC privind integritatea structurală în zonele unde accelerația seismică atinge valori de 0,3g sau mai mari — un aspect absolut esențial pentru instalațiile situate în apropierea liniilor de falie. Clasa de protecție IP65 înseamnă că praful și jeturile de apă nu pot pătrunde în interiorul carcasei, astfel încât operațiunile continuă fără întreruperi chiar și atunci când nivelul de umiditate depășește 90% RH sau în timpul ploilor prelungite. Toată această robustețe integrată se traduce în durate de viață semnificativ mai lungi în comparație cu modelele standard, de obicei cu 40–60 la sută mai lungi. Asta înseamnă mai puține reparații, mai puțin timp de nefuncționare și economii generale pe întreaga durată de viață a echipamentului.

Întrebări frecvente

Care sunt măsurile de siguranță împotriva incendiilor incluse în dulapurile industriale de stocare a energiei?

Dulapurile industriale de stocare a energiei folosesc materiale rezistente la foc, sisteme automate de stingere cu agenți curățători neconductori, cum ar fi FM-200 sau Novec 1230, și bariere pasive împotriva focului pentru conținerea evenimentelor termice. Aceste măsuri respectă standarde precum UL 9540A.

Cum contribuie Sistemul de Management al Bateriilor (BMS) la prelungirea duratei de viață a bateriilor?

BMS prelungește durata de viață a bateriilor prin monitorizarea tensiunii celulelor, prevenirea suprancărcării și a descărcării profunde, precum și menținerea managementului termic. Acest lucru permite bateriilor să dureze cu 30–40 % mai mult decât în sistemele fără management.

Ce certificate sunt necesare pentru dulapurile industriale de stocare a energiei?

Certificatele necesare includ IEC 62619, UN38.3 pentru siguranța în transport, marcajul CE pentru conformitatea cu legislația UE și UL 9540A pentru conținerea incendiilor. Aceste certificate asigură siguranța și fiabilitatea sistemelor de stocare a energiei.