నేపథ్యం

శక్తి సంక్షోభం గత కొన్ని సంవత్సరాలలో లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ శక్తి నిల్వ వ్యవస్థలను (ESS) మరింత విస్తృతంగా ఉపయోగించింది, అయితే సౌకర్యాలు మరియు పర్యావరణానికి నష్టం, ఆర్థిక నష్టం మరియు నష్టానికి దారితీసిన అనేక ప్రమాదకరమైన ప్రమాదాలు కూడా ఉన్నాయి. జీవితం. UL 9540 మరియు UL 9540A వంటి బ్యాటరీ వ్యవస్థలకు సంబంధించి ESS ప్రమాణాలను కలిగి ఉన్నప్పటికీ, ఉష్ణ దుర్వినియోగం మరియు మంటలు సంభవించాయని పరిశోధనలు కనుగొన్నాయి. అందువల్ల, గత కేసుల నుండి పాఠాలు నేర్చుకోవడం మరియు నష్టాలను మరియు వాటి ప్రతిఘటనలను విశ్లేషించడం ESS సాంకేతికత అభివృద్ధికి ప్రయోజనం చేకూరుస్తుంది.

కేసుల సమీక్ష

ఈ క్రిందివి 2019 నుండి ఇప్పటి వరకు ప్రపంచవ్యాప్తంగా పెద్ద ఎత్తున ESS యొక్క ప్రమాద కేసులను క్లుప్తం చేస్తాయి, ఇవి బహిరంగంగా నివేదించబడ్డాయి.

పై ప్రమాదాల కారణాలను ఈ క్రింది రెండుగా సంగ్రహించవచ్చు:

1) అంతర్గత సెల్ యొక్క వైఫల్యం బ్యాటరీ మరియు మాడ్యూల్ యొక్క ఉష్ణ దుర్వినియోగాన్ని ప్రేరేపిస్తుంది మరియు చివరకు మొత్తం ESS మంటలు లేదా పేలిపోయేలా చేస్తుంది.

కణం యొక్క ఉష్ణ దుర్వినియోగం వలన సంభవించే వైఫల్యం ప్రాథమికంగా గమనించినది, ఒక పేలుడు తరువాత అగ్నిప్రమాదం సంభవించింది. ఉదాహరణకు, 2019లో USAలోని అరిజోనాలోని మెక్‌మికెన్ పవర్ స్టేషన్ మరియు 2021లో చైనాలోని బీజింగ్‌లోని ఫెంగ్‌టై పవర్ స్టేషన్ ప్రమాదాలు రెండూ అగ్నిప్రమాదం తర్వాత పేలాయి. ఇటువంటి దృగ్విషయం ఒకే కణం యొక్క వైఫల్యం వలన సంభవిస్తుంది, ఇది అంతర్గత రసాయన ప్రతిచర్యను ప్రేరేపిస్తుంది, వేడిని విడుదల చేస్తుంది (ఎక్సోథర్మిక్ రియాక్షన్), మరియు ఉష్ణోగ్రత పెరగడం మరియు సమీపంలోని కణాలు మరియు మాడ్యూల్స్‌కు వ్యాపించడం కొనసాగుతుంది, దీని వలన అగ్ని లేదా పేలుడు సంభవించవచ్చు. సెల్ యొక్క వైఫల్యం మోడ్ సాధారణంగా ఓవర్‌ఛార్జ్ లేదా కంట్రోల్ సిస్టమ్ వైఫల్యం, థర్మల్ ఎక్స్‌పోజర్, ఎక్స్‌టర్నల్ షార్ట్ సర్క్యూట్ మరియు అంతర్గత షార్ట్ సర్క్యూట్ (ఇండెంట్ లేదా డెంట్, మెటీరియల్ మలినాలు, బాహ్య వస్తువుల ద్వారా చొచ్చుకుపోవడం వంటి వివిధ పరిస్థితుల వల్ల సంభవించవచ్చు. )

సెల్ యొక్క ఉష్ణ దుర్వినియోగం తర్వాత, మండే వాయువు ఉత్పత్తి అవుతుంది. పై నుండి మీరు పేలుడు మొదటి మూడు కేసులు అదే కారణం గమనించవచ్చు, అంటే మండే వాయువు సకాలంలో విడుదల కాదు. ఈ సమయంలో, బ్యాటరీ, మాడ్యూల్ మరియు కంటైనర్ వెంటిలేషన్ సిస్టమ్ ముఖ్యంగా ముఖ్యమైనవి. సాధారణంగా వాయువులు ఎగ్జాస్ట్ వాల్వ్ ద్వారా బ్యాటరీ నుండి విడుదలవుతాయి మరియు ఎగ్జాస్ట్ వాల్వ్ యొక్క పీడన నియంత్రణ మండే వాయువుల చేరికను తగ్గిస్తుంది. మాడ్యూల్ దశలో, సాధారణంగా ఒక బాహ్య ఫ్యాన్ లేదా షెల్ యొక్క శీతలీకరణ రూపకల్పన మండే వాయువుల చేరడం నివారించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. చివరగా, కంటైనర్ దశలో, మండే వాయువులను ఖాళీ చేయడానికి వెంటిలేషన్ సౌకర్యాలు మరియు పర్యవేక్షణ వ్యవస్థలు కూడా అవసరం.

2) బాహ్య సహాయక వ్యవస్థ వైఫల్యం వలన ESS వైఫల్యం

సహాయక వ్యవస్థ వైఫల్యం కారణంగా ఏర్పడే మొత్తం ESS వైఫల్యం సాధారణంగా బ్యాటరీ సిస్టమ్ వెలుపల సంభవిస్తుంది మరియు బాహ్య భాగాల నుండి బర్నింగ్ లేదా పొగ ఏర్పడవచ్చు. మరియు సిస్టమ్ పర్యవేక్షించి, సకాలంలో దానికి ప్రతిస్పందించినప్పుడు, అది సెల్ వైఫల్యం లేదా ఉష్ణ దుర్వినియోగానికి దారితీయదు. విస్ట్రా మోస్ ల్యాండింగ్ పవర్ స్టేషన్ ఫేజ్ 1 2021 మరియు ఫేజ్ 2 2022 ప్రమాదాలలో, కమీషన్ దశలో ఆ సమయంలో ఫాల్ట్ మానిటరింగ్ మరియు ఎలక్ట్రికల్ ఫెయిల్-సేఫ్ డివైజ్‌లు ఆఫ్ చేయబడ్డాయి మరియు సకాలంలో స్పందించలేకపోవడంతో పొగ మరియు మంటలు ఉత్పన్నమయ్యాయి. . ఈ రకమైన జ్వాల దహనం సాధారణంగా బ్యాటరీ వ్యవస్థ వెలుపలి నుండి మొదలవుతుంది, ఇది చివరకు సెల్ లోపలికి వ్యాపిస్తుంది, కాబట్టి హింసాత్మక ఎక్సోథర్మిక్ ప్రతిచర్య మరియు మండే వాయువు చేరడం లేదు మరియు సాధారణంగా పేలుడు ఉండదు. అంతేకాదు, స్ప్రింక్లర్ సిస్టమ్‌ను సకాలంలో ఆన్ చేయగలిగితే, అది సదుపాయానికి పెద్దగా నష్టం కలిగించదు.

2021లో ఆస్ట్రేలియాలోని జిలాంగ్‌లో జరిగిన “విక్టోరియన్ పవర్ స్టేషన్” అగ్ని ప్రమాదం శీతలకరణి లీకేజీ వల్ల బ్యాటరీలో షార్ట్ సర్క్యూట్ కారణంగా సంభవించింది, ఇది బ్యాటరీ వ్యవస్థ యొక్క భౌతిక ఐసోలేషన్‌పై శ్రద్ధ వహించాలని గుర్తుచేస్తుంది. పరస్పర జోక్యాన్ని నివారించడానికి బాహ్య సౌకర్యాలు మరియు బ్యాటరీ వ్యవస్థ మధ్య కొంత ఖాళీని ఉంచాలని సిఫార్సు చేయబడింది. బాహ్య షార్ట్ సర్క్యూట్‌ను నివారించడానికి బ్యాటరీ వ్యవస్థ కూడా ఇన్సులేషన్ ఫంక్షన్‌తో అమర్చబడి ఉండాలి.

ప్రతిఘటనలు

పై విశ్లేషణ నుండి, ESS ప్రమాదాల కారణాలు సెల్ యొక్క ఉష్ణ దుర్వినియోగం మరియు సహాయక వ్యవస్థ యొక్క వైఫల్యం అని స్పష్టంగా తెలుస్తుంది. వైఫల్యాన్ని నిరోధించలేకపోతే, నిరోధించే వైఫల్యం తర్వాత మరింత క్షీణతను తగ్గించడం కూడా నష్టాన్ని తగ్గించగలదు. ప్రతిఘటనలను క్రింది అంశాల నుండి పరిగణించవచ్చు:

సెల్ యొక్క ఉష్ణ దుర్వినియోగం తర్వాత ఉష్ణ వ్యాప్తిని నిరోధించడం

సెల్ యొక్క ఉష్ణ దుర్వినియోగం యొక్క వ్యాప్తిని నిరోధించడానికి ఇన్సులేషన్ అవరోధం జోడించబడుతుంది, ఇది కణాల మధ్య, మాడ్యూల్స్ మధ్య లేదా రాక్ల మధ్య వ్యవస్థాపించబడుతుంది. NFPA 855 (స్టేషనరీ ఎనర్జీ స్టోరేజ్ సిస్టమ్స్ యొక్క ఇన్‌స్టాలేషన్ కోసం ప్రామాణికం) యొక్క అనుబంధంలో, మీరు సంబంధిత అవసరాలను కూడా కనుగొనవచ్చు. అడ్డంకిని వేరుచేయడానికి నిర్దిష్ట చర్యలు సెల్ల మధ్య చల్లని నీటి ప్లేట్లు, ఎయిర్‌జెల్ మరియు ఇష్టాలను చొప్పించడం.

బ్యాటరీ వ్యవస్థకు అగ్నిని అణిచివేసే పరికరాన్ని జోడించవచ్చు, తద్వారా ఒకే సెల్‌లో ఉష్ణ దుర్వినియోగం సంభవించినప్పుడు అగ్నిని అణిచివేసే పరికరాన్ని సక్రియం చేయడానికి ఇది త్వరగా స్పందించగలదు. లిథియం-అయాన్ అగ్ని ప్రమాదాల వెనుక కెమిస్ట్రీ సాంప్రదాయ అగ్నిమాపక పరిష్కారాల కంటే శక్తి నిల్వ వ్యవస్థల కోసం భిన్నమైన అగ్నిని అణిచివేసే రూపకల్పనకు దారితీస్తుంది, ఇది మంటలను ఆర్పడానికి మాత్రమే కాకుండా, బ్యాటరీ యొక్క ఉష్ణోగ్రతను కూడా తగ్గిస్తుంది. లేకపోతే, కణాల ఎక్సోథర్మిక్ రసాయన ప్రతిచర్యలు జరుగుతూనే ఉంటాయి మరియు మళ్లీ మంటను ప్రేరేపిస్తాయి.

మంటలను ఆర్పే పదార్థాలను ఎన్నుకునేటప్పుడు కూడా అదనపు జాగ్రత్త అవసరం. బర్నింగ్ బ్యాటరీ కేసింగ్‌పై నీటిని నేరుగా స్ప్రే చేస్తే మండే గ్యాస్ మిశ్రమాన్ని ఉత్పత్తి చేయవచ్చు. మరియు బ్యాటరీ కేసింగ్ లేదా ఫ్రేమ్ ఉక్కుతో చేసినట్లయితే, నీరు ఉష్ణ దుర్వినియోగాన్ని నిరోధించదు. బ్యాటరీ టెర్మినల్స్‌తో సంబంధంలో ఉన్న నీరు లేదా ఇతర రకాల ద్రవాలు కూడా మంటలను మరింత తీవ్రతరం చేస్తాయని కొన్ని సందర్భాల్లో చూపిస్తున్నాయి. ఉదాహరణకు, సెప్టెంబర్ 2021లో విస్ట్రా మాస్ ల్యాండింగ్ పవర్ స్టేషన్‌లో జరిగిన అగ్ని ప్రమాదంలో, స్టేషన్ కూలింగ్ గొట్టాలు మరియు పైపు జాయింట్లు విఫలమయ్యాయని, దీనివల్ల బ్యాటరీ రాక్‌లపై నీరు స్ప్రే అయ్యిందని మరియు చివరికి బ్యాటరీలు షార్ట్ సర్క్యూట్ మరియు ఆర్క్‌కి కారణమయ్యాయని నివేదికలు సూచించాయి.

1. మండే వాయువుల సకాలంలో విడుదల

పైన పేర్కొన్న అన్ని కేసు నివేదికలు పేలుళ్లకు ప్రధాన కారణంగా మండే వాయువుల సాంద్రతలను సూచిస్తున్నాయి. అందువల్ల, ఈ ప్రమాదాన్ని తగ్గించడానికి సైట్ డిజైన్ మరియు లేఅవుట్, గ్యాస్ మానిటరింగ్ మరియు వెంటిలేషన్ సిస్టమ్‌లు ముఖ్యమైనవి. NFPA 855 ప్రమాణంలో నిరంతర గ్యాస్ డిటెక్షన్ సిస్టమ్ అవసరమని పేర్కొనబడింది. మండే వాయువు యొక్క నిర్దిష్ట స్థాయి (అంటే 25% LFL) గుర్తించబడినప్పుడు, సిస్టమ్ ఎగ్జాస్ట్ వెంటిలేషన్‌ను ప్రారంభిస్తుంది. అదనంగా, UL 9540A పరీక్ష ప్రమాణం ఎగ్జాస్ట్‌ను సేకరించి గ్యాస్ LFL యొక్క తక్కువ పరిమితిని గుర్తించాల్సిన అవసరాన్ని కూడా పేర్కొంది.

వెంటింగ్‌తో పాటు, పేలుడు ఉపశమన ప్యానెల్‌లను ఉపయోగించడం కూడా సిఫార్సు చేయబడింది. NFPA 68 (డిఫ్లగ్రేషన్ వెంటింగ్ ద్వారా పేలుడు రక్షణపై ప్రమాణం) మరియు NFPA 69 (పేలుడు రక్షణ వ్యవస్థలపై ప్రమాణాలు) ప్రకారం ESSలు ఇన్‌స్టాల్ చేయబడి, నిర్వహించబడాలని NFPA 855లో పేర్కొనబడింది. అయితే, సిస్టమ్ ఫైర్ అండ్ ఎక్స్‌ప్లోషన్ టెస్ట్ (UL 9540A లేదా తత్సమానం)కి అనుగుణంగా ఉన్నప్పుడు, ఈ అవసరం నుండి మినహాయింపు పొందవచ్చు. అయినప్పటికీ, పరీక్ష యొక్క పరిస్థితులు నిజమైన పరిస్థితికి పూర్తిగా ప్రాతినిధ్యం వహించనందున, వెంటిలేషన్ మరియు పేలుడు రక్షణను మెరుగుపరచడం సిఫార్సు చేయబడింది.

2.సహాయక వ్యవస్థల వైఫల్యం నివారణ

సరిపోని సాఫ్ట్‌వేర్/ఫర్మ్‌వేర్ ప్రోగ్రామింగ్ మరియు కమీషనింగ్/ప్రీ-స్టార్ట్ ప్రొసీజర్‌లు కూడా విక్టోరియన్ పవర్ స్టేషన్ మరియు విస్ట్రా మోస్ ల్యాండింగ్ పవర్ స్టేషన్ అగ్ని ప్రమాదాలకు దోహదపడ్డాయి. విక్టోరియన్ పవర్ స్టేషన్ అగ్నిప్రమాదంలో, మాడ్యూల్‌లలో ఒకదాని ద్వారా థర్మల్ దుర్వినియోగం గుర్తించబడలేదు లేదా నిరోధించబడలేదు మరియు కింది మంటలకు కూడా అంతరాయం కలగలేదు. ఈ పరిస్థితి ఏర్పడటానికి కారణం ఆ సమయంలో కమీషన్ అవసరం లేదు మరియు టెలిమెట్రీ సిస్టమ్, ఫాల్ట్ మానిటరింగ్ మరియు ఎలక్ట్రికల్ ఫెయిల్-సేఫ్ పరికరంతో సహా సిస్టమ్ మాన్యువల్‌గా మూసివేయబడింది. అదనంగా, సూపర్‌వైజరీ కంట్రోల్ అండ్ డేటా అక్విజిషన్ (స్కాడా) సిస్టమ్ కూడా ఇంకా పనిచేయలేదు, ఎందుకంటే పరికరాల కనెక్టివిటీని ఏర్పాటు చేయడానికి 24 గంటలు పట్టింది.

అందువల్ల, ఏదైనా నిష్క్రియ మాడ్యూల్‌లు లాక్-అవుట్ స్విచ్ ద్వారా మాన్యువల్‌గా షట్ డౌన్ కాకుండా, క్రియాశీల టెలిమెట్రీ, ఫాల్ట్ మానిటరింగ్ మరియు ఎలక్ట్రికల్ సేఫ్టీ పరికరాల వంటి పరికరాలను కలిగి ఉండాలని సిఫార్సు చేయబడింది. అన్ని విద్యుత్ భద్రతా రక్షణ పరికరాలను యాక్టివ్ మోడ్‌లో ఉంచాలి. అదనంగా, వివిధ అత్యవసర సంఘటనలను గుర్తించడానికి మరియు ప్రతిస్పందించడానికి అదనపు అలారం వ్యవస్థలను జోడించాలి.

విస్ట్రా మోస్ ల్యాండింగ్ పవర్ స్టేషన్ ఫేజ్‌లు 1 మరియు 2లో కూడా సాఫ్ట్‌వేర్ ప్రోగ్రామింగ్ లోపం కనుగొనబడింది, స్టార్ట్-అప్ థ్రెషోల్డ్ మించనందున, బ్యాటరీ హీట్ సింక్ యాక్టివేట్ చేయబడింది. అదే సమయంలో, బ్యాటరీ ఎగువ పొర లీకేజీతో నీటి పైపు కనెక్టర్ వైఫల్యం బ్యాటరీ మాడ్యూల్‌కు నీటిని అందుబాటులో ఉంచుతుంది మరియు షార్ట్ సర్క్యూట్‌కు కారణమవుతుంది. ఈ రెండు ఉదాహరణలు సాఫ్ట్‌వేర్/ఫర్మ్‌వేర్ ప్రోగ్రామింగ్‌ను ప్రారంభ ప్రక్రియకు ముందు తనిఖీ చేయడం మరియు డీబగ్ చేయడం ఎంత ముఖ్యమో చూపిస్తుంది.

సారాంశం

శక్తి నిల్వ స్టేషన్‌లోని అనేక అగ్ని ప్రమాదాల విశ్లేషణ ద్వారా, బ్యాటరీ ప్రమాదాలను నివారించగల సాఫ్ట్‌వేర్ ప్రోగ్రామింగ్ చెక్‌లతో సహా వెంటిలేషన్ మరియు పేలుడు నియంత్రణ, సరైన ఇన్‌స్టాలేషన్ మరియు కమీషనింగ్ విధానాలకు అధిక ప్రాధాన్యత ఇవ్వాలి. అదనంగా, విష వాయువులు మరియు పదార్ధాల ఉత్పత్తిని ఎదుర్కోవటానికి సమగ్ర అత్యవసర ప్రతిస్పందన ప్రణాళికను అభివృద్ధి చేయాలి.