Applications (적용분야)

에너지 저장 시스템 및 배터리 에너지 저장(BESS)을 위한 화재 장치 
에너지 저장 솔루션: 배터리
에너지 저장 장치로서의 배터리는 1세기 이상 존재해 왔습니다. 점진적으로 발전함에 따라 배터리 에너지 스토리지가 가정, 건물, 공장, 심지어 그리드를 보완하기에 충분할 정도로 용량이 증가했습니다. 이러한 종류의 에너지를 공급하는 기능은 배터리 에너지 저장 시스템(BESS)을 통해 달성됩니다. 리튬 이온 배터리와 납산 배터리는 현재 모두 대규모 에너지 저장에 사용되고 있습니다. 그러나, 리튬 이온 설치는 BESS 사용에 있어 전 세계 시장 점유율 90%를 차지합니다.

에너지저장용 Stat-X 화재진압시스템의 애니메이션

이 애니메이션은 Stat-X® 고체 에어로졸 화재 진압 시스템이 전기 작동 제너레이터를 사용하는 에너지 저장 시스템(ESS) 또는 배터리 에너지 저장 시스템(BESS) 애플리케이션과 열 작동 제너레이터를 사용하는 소형 모듈식 큐브 에너지 저장 장치에서 어떻게 작동하고 화재를 진압하는지 보여줍니다.

리튬 이온 배터리 에너지 저장 시스템(BESS)

작동 방식 리튬 이온 배터리는 쉽게 말해 양극과 음극을 포함합니다. 리튬 이온은 방전 시 음극에서 양극으로 이동하고 충전 시 양극으로 이동합니다. 이 메커니즘은 이온 전도성 전해액이 됩니다. 전해액은 가연성 액체입니다. 설치 방법 리튬 이온 배터리는 하우징이나 용기 안에서 합쳐져 "셀"이라고 불립니다. BESS는 에너지를 저장하기 위해 수십 개, 수백 개, 심지어 수천 개의 셀을 포함할 수 있습니다. 셀은 일반적으로 랙에 보관되며 랙은 일반적으로 선적 컨테이너형 구조물에 보관됩니다. 분명히, 주거용 모델은 훨씬 더 작고 종종 가정용 차고나 지하실에 설치됩니다.인기가 많은 이유 리튬 이온 BESS는 작고 가벼운 패키지로 높은 에너지 밀도를 제공합니다. 또한 유지보수가 적고 대부분 안전합니다. 에너지 저장을 위한 더 나은 솔루션이 개발될 때까지 리튬 이온 BESS는 앞으로도 계속 사용될 것이며 사용량이 증가할 것입니다.

배터리 에너지 저장 시스템(BESS) 과제

작은 공간에서의 큰 에너지 여러분이 작은 공간에 높은 수준의 에너지를 담을 때마다, 위험이 있습니다. 에너지는 빠져나오기를 원하며, 통제되지 않는 방식으로 그렇게 할 경우 결과는 극적으로 나타날 수 있고, 나쁜 방식으로 나타날 수 있습니다. 단일 리튬 이온 전지는 이러한 위험을 초래합니다. 
A: 휴대폰 폭발. 
B: 운송 컨테이너에 수백 개의 셀이 함께 저장될 수 있습니다. 그 정도 수량이면 대형 사고의 위험이 급격히 증가합니다. 그러나 산업용 애플리케이션에서는 이러한 운송 컨테이너의 여러 개가 서로 근접하게 현장에 있을 수 있습니다. 위험은 기하급수적으로 증가했습니다.

BESS 규제 기준

BESS와 관련된 위험은 에너지 저장 설비의 안전 표준을 공포하는 기관들에 의해 간과되지 않았습니다. 다음 표준은 더 많은 정보와 함께 발표되었습니다: 
Underwriters' Laboratory, Inc.® 
2014년: 에너지 스토리지에 대한 최초의 표준 발표—표준 9540 
2017년: 배터리 에너지 저장 시스템의 열 폭발 화재 전파 평가 방법에 대한 표준 9540A 발표

미국소방협회(NFPA®) 
2020년: NFPA 855 도입: 고정 에너지 저장 시스템 설치 표준®.

리튬 이온 BESS의 고장

BESS와 관련된 위험을 관리하기 위해서는 리튬 이온 전지가 고장 났을 때 어떤 일이 일어나는지 이해하는 것이 중요합니다. 셀 장애는 단계적으로 발생합니다. 
1단계: 배터리 셀의 기계적 손상, 내부 또는 외부 열 는 전기적 고장으로 인해 손상됩니다. 
2단계: 소량의 가스(일반적으로 수소)가 발생하여 열이 방출됩니다. 이를 "오프 가스"라고 합니다.
3단계: 열 수준이 증가함에 따라 셀에서 연기가 방출되기 시작합니다. 연기의 존재는 점화 및 열 폭발이 예상되는 재앙적인 사건이 임박했음을 나타냅니다.
4단계 : 화재 발생, 인접 셀 연쇄반응 실패 및 폭발 가능성 있음.
열폭발
열폭발은 셀 고장의 치명적인 구성 요소입니다. 열폭발 중에는 다음과 같은 현상이 발생합니다:
세포 내부의 열은 그것이 방출될 수 있는 것보다 훨씬 더 빨리 상승합니다.
가스 차단 단계에서 발생하는 가연성 증기를 점화하는 에너지가 빠르게 방출됩니다.
인접한 셀은 화재의 악영향을 받아 유사한 방식으로 고장이 납니다. 이로 인해 셀 후 셀에 오류가 발생하여 점화되는 도미노 현상이 발생할 수 있습니다

BESS 화재의 문제점

BESS와 관련된 화재는 몇 가지 이유로 문제가 있습니다:
열폭발로 인해 화재가 계속해서 증가합니다.
셀 내 음극의 소모는 스스로 산소를 생성하는 것으로 여겨집니다.
열 폭발 현상은 발열성이며, 열 방출은 소화를 어렵게 만듭니다.
다양한 연료를 사용할 수 있습니다:
– A급: 와이어 피복재, 폴리머 성분 등.
– B급: 전해질, 용제 및 가연성 가스
– C급: 연소되지 않은 배터리의 전기/잔여 전압
– D급: 음극의 가연성 금속
셀의 설계는 반드시 깊은 곳에 있고 접근하기 어려운 화재를 초래합니다.
배터리 에너지 저장 시스템(BESS) 화재 억제 솔루션 BESS 화재의 어려운 특성을 고려할 때, 어떤 화재 진압제도 그 작업에 적합하지 않습니다.
다행히 해결책인 Stat-X 고체 에어로졸 화재 진압이 눈앞에 다가왔습니다. Stat-X는 광범위한 외부기관의  테스트를 통해 리튬 이온 배터리 화재에 효과적인 것으로 입증되었습니다. 스프링클러 및 가스 시스템과 같은 다른 화재 진압 방법에 비해 많은 이점을 제공합니다.

테스트
Fireaway는 BESS 위험에 초점을 맞춘 두 개의 개별적이고 독립적인 테스트 프로그램을 거쳤습니다.

화재진압 영상

이 화재 테스트는 배터리 에너지 저장 시스템(BESS) 애플리케이션의 Li-ion 배터리 모듈에서 Stat-X 고체 에어로졸 화재 억제 시스템을 시연합니다.

Stat-X 에어로졸 시스템의 리튬이온 배터리 위험에 대한 장점

Stat-X 고체 에어로졸은 BESS 화재에서 레거시 유형의 화재 진압 시스템에 비해 많은 이점을 제공합니다. 고체 에어로졸 적용의 효과는 NFPA 2010: 고정 에어로졸 소화 시스템 표준®에서 추가로 설명합니다. 
BESS 설치에 Stat-X를 배치하는 사용자는 다음과 같은 기능과 이점을 실현할 수 있습니다. 
Stat-X 시스템에 대한 배관, 분배 파이프 또는 압력 완화 장치 요건이 없는 소형 천장 또는 벽 설치, 설치 중 시간, 인건비 및 자재 절감전기, 열 또는 열/수동 작동 옵션을 사용할 수 있어 쉽게 개조 가능 가스 밀폐형 인클로저 요구사항 제거—Stat-X 계산 시 닫히지 않는 개구부를 고려합니다

Prodcut (제품)