儲能設備火災風險新解方~氣霧滅火系統

儲能設備火災風險新解方~氣霧滅火系統
淨零碳排、能源轉型已成為世界各國努力發展的目標,而儲能系統(ESS)和電池儲能系統(BESS)則成為能源轉型的重要關鍵。本文除了提醒大眾注意儲能系統的火災風險,也以Stat-X®氣霧滅火系統為例介紹了新解方。

淨零碳排的風潮正於全球方興未艾,我國也已於去(2022)年3月正式公布「台灣 2050 淨零排放路徑及策略」,刻正積極由各部會落實淨零轉型目標。而在能源轉型部分,風電、光電、氫能、電力與儲能系統等更是關鍵。

儲能系統是能源轉型關鍵
隨著各國亟欲擺脫對石化燃料的依賴,儲能系統(Energy Storage System, ESS)和電池儲能系統(Battery Energy Storage System,BESS)扮演著愈來愈重要的角色。儲能系統主要由電池、充電器、控制裝置、電力調節系統和相關配件組成,可儲存來自太陽能、風力、水力等所產生的電力,以供需求時調度使用。透過儲能技術加強電力管理,將讓用電更有效率,減少暴起暴落的用電與發電情況。

儲能系統通常由大量電池組成,透過電源轉換系統連接至電網。與傳統的電池技術相比,鋰離子電池充電速度更快、使用更持久,並且具有更高的功率密度,能以輕巧的體積提供更長效的電池續航力,也成為儲能系統中主要的電池種類。

火災安全風險
儲能設備失火的原因有很多種,大至氣候因素,小至人員操作不當、整合過程失誤及電池管理系統故障等問題,而最常被探討的則是電池老化與熱失控(Thermal Runaway)。熱失控是指電能的過度釋放導致溫度上升,進而形成短路電流,其原因通常分為四大類:
1. 電池本身過度充/放電。
2. 外部環境過於高溫。
3. 因材料穿透、擠壓和彎曲所造成的機械變形。
4. 內部短路。
由於在電池燃燒之前和燃燒期間會釋放有害氣體,而且再復燃更是一個潛在的危險,因此電池火災的深層性質給所有類型的滅火系統帶來了嚴峻挑戰。

先進的滅火技術
以Stat-X®氣霧滅火系統為例,其先進的滅火技術為ESS / BESS提供了最輕巧、最簡潔、最經濟且最環保的滅火解決方案。該滅火系統是一種極其堅固、密封的不銹鋼設備,內含穩定的固體化合物滅火藥劑,發生火災時會自動釋放微米顆粒氣霧藥劑迅速滅火。相較於其他滅火系統,該系統具備兩大特色:
1. 與傳統滅火系統相比,使用更少的滅火藥劑即可有效滅火。
2. 跟高壓放射的氣體系統不同,Stat-X®氣霧滅火系統在低壓放射後仍會在密閉的防護區中持續提供懸浮保護,而高壓放射氣體系統則會透過任何無法關閉的開口洩漏出防護區域。
 
鋰離子電池已成為儲能系統中主要的電池種類
 
鋰離子電池火災難撲滅、易復燃的特性,給滅火系統帶來了嚴峻挑戰

國際安裝及檢測標準認證
St at-X®氣霧滅火系統獲得國際NFPA 855固定式儲能系統安裝標準,以及UL 9540A(評估電池儲能系統中熱失控火災傳播的相關消防安全標準),並同時通過抑制鋰離子電池火災的功效測試—該測試與大型電池火災測試計畫同時進行,Fireaway Inc. 與 DNV GL 簽訂了測試合同,而該系統成功地撲滅了單電池和雙電池火災。

UL認證實驗室對Stat-X®氣霧滅火系統進行實驗後得出以下結論:
1. 其滅火藥劑可以有效撲滅鋰離子電池火災。
2. 防護區中殘留的氣霧滅火藥劑將提供額外的擴散保護,防止火災再次發生。
3. 其氣霧滅火藥劑可以在電池燃燒期間減少封閉環境中的氧氣,氧氣平均測試顯示在 18%並且沒有下降。
4. 由於電池堆疊燃燒的深層性質,該氣霧滅火藥劑從電池內部移除熱量的速度比外部慢。
5. 該氣霧滅火藥劑釋放後可長時間懸浮停留於防護區內。

Stat-X® 氣霧滅火系統的優勢
● 防護區域不必是氣密的,可計算允許無法關閉的開口(補充藥劑量)。
● 氣霧滅火藥劑釋放後會在防護區域懸浮停留一段時間,在保持足夠藥劑量的同時,可以避免鋰離子電池再復燃的作用。
● 安裝在防護區天花板或牆壁上的空間,不會佔用防護區中寶貴的地面空間。
● 不需要配置藥劑釋放管路,減少了安裝和材料成本。
● 不會產生HF(氫氟酸)等副產品。
● 不需要鋼瓶稱重或水壓測試。
● 超過15年的運行使用週期。
● 重視環保,以淨零排碳為目標:臭氧層破壞能力指數(Ozone Depletion Potential)、全球溫室效應能力指數(No Global Warming Potential)皆為「0」。
 
詳見官網:www.soonteam.com.tw
 
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