Robbanás megelőzés és -védelem a konténeres akkumulátoros energiatároló rendszereknél

A konténeres akkumulátoros energiatároló rendszerek (BESS - Battery Energy Storage System) gyorsan elterjedtek Magyarországon, mivel a közüzemi szolgáltatók, a vállalkozások és a közösségek az akkumulátorokat a hálózat stabilitásának biztosítására, tartalék áramellátásként, a megújuló energia integrálására, a mikrohálózatok támogatására és hibrid energiarendszerekhez alkalmazzák.

Ez a széles körű elterjedés az egyik oka annak, hogy a biztonsági iránymutatások és szabványok egyre nagyobb jelentőséggel bírnak, mivel a szabályozó hatóságok és az iparági érdekelt felek egységes megközelítéseket keresnek az egyre növekvő számú akkumulátoros energiatároló rendszer biztonságos telepítéséhez és üzemeltetéséhez.
A nagy akkumulátor-telepítések egyedi veszélyeket hordoznak magukban, különösen a lítium-ion akkumulátorok esetében, ideértve a termikus elszabadulást, a gyúlékony gázok képződését és a tűz esetleges terjedését az akkumulátor modulok vagy konténerek között. Ezen kockázatok miatt egyre nagyobb hangsúlyt kap a biztonságos tervezés, telepítés, üzemeltetés és védelem a lakossági, kereskedelmi és közüzemi környezetben.
A modern BESS-biztonsági megközelítések a veszélyek csökkentésén, és a tűzvédelemre irányuló „többrétegű védelem” elvén keresztül kezelik ezeket a veszélyeket. Ahelyett, hogy egyetlen biztonsági intézkedésre támaszkodnának, a rendszerektől elvárják, hogy több független védelmi intézkedést is magukban foglaljanak, amelyek együttesen csökkentik a meghibásodások valószínűségét és súlyosságát.
A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy a telepítések általában a felügyeleti, észlelési, visszatartási és tűzoltási intézkedések kombinációját tartalmazzák. Ezek közé tartozhat a korai tűzészlelés, a gázérzékelés, a gyúlékony gázok felhalmozódásának kezelésére szolgáló szellőzés, a tűzoltó rendszerek, a robbanás megelőzés és -ellenőrzés, valamint az akkumulátorcellák, modulok közötti hőfutás terjedésének megakadályozására vagy korlátozására szolgáló tervezési jellemzők.

Konténeres BESS

A nagy léptékű akkumulátoros energiatárolás kapcsán a szabványosított konténerformátumok alkalmazása vált dominánssá, mivel ez egyszerűsíti a gyártást, a szállítást és a telepítést. Emellett lehetővé teszi a rendszerek egyszerű méretezhetőségét is, mivel a kívánt energiaigény kielégítése érdekében további konténerek hozzáadásával bővíthetők.
Ez a megközelítés lehetővé teszi a gyártók számára, hogy az akkumulátorokat, a hűtőrendszereket, a teljesítményelektronikát és a biztonsági berendezéseket egy moduláris egységbe csomagolják, amelyet közúton, vasúton vagy hajóval szállíthatnak, és gyorsan telepíthetnek a helyszínen. A legtöbb közüzemi méretű akkumulátoros projekt azonban nem csupán egy konténerből áll. Ehelyett számos konténeres egységet sorokban helyeznek el a telephelyen, amelyeket áramátalakító rendszerek és transzformátorok kötnek össze, így egy sokkal nagyobb energiatároló létesítményt alkotva.
Egy-egy projekt tucatnyi, sőt akár több száz, sorokba rendezett konténert is magában foglalhat. Ezeknek a létesítményeknek az összkapacitása a kis hálózati támogató projektek esetében tíz megawattórától a legnagyobb létesítményeknél több száz, sőt akár több ezer megawattóráig terjedhet. 

Hidrogén-tárolás

Geof Brazier, a BS&B Safety Systems robbanásvédelmi részlegének ügyvezető igazgatója szerint az akkumulátoros rendszerekkel kapcsolatos veszélyek és védelmi stratégiák magukban foglalják a kockázatcsökkentési elemzéseket, a tesztelési elvárásokat, valamint a nagy akkumulátoros létesítményekben a tűz- és robbanásveszély-kezelésre fordított figyelmet. „Az egyik elismert biztonsági aggály a konténeres BESS-ek esetében a kialakuló hidrogén és egyéb éghető gázok felhalmozódása, mivel a hidrogén rendkívül gyúlékony, és zárt térben éghető koncentráció halmozódhat fel, ha a szellőzés nem megfelelő, illetve a felügyelet és szabályozás hiányzik” – mondja Brazier.
Egyes akkumulátor-meghibásodási módok vagy rendellenes üzemi körülmények között hidrogénben gazdag gáz keletkezhet. Bizonyos akkumulátor-kémiai összetételeknél – akár a hagyományos ólom-savas akkumulátorok esetében is – a hidrogén a töltés során az elektrolitban lévő víz elektrolízisének eredményeként normális melléktermékként keletkezik, jellemzően kis, könnyen szellőztethető mennyiségben.
A lítium-ion akkumulátorokat használó BESS-berendezésekben hőfutás vagy az akkumulátor belső károsodása során hidrogén és más gyúlékony gázok keletkezhetnek. Amikor a lítium-ion cellák túlmelegednek vagy meghibásodnak, az elektrolit és más cellakomponensek kémiai bomlása olyan gázkeveréket eredményezhet, amely hidrogént, szén-monoxidot, metánt és más gyúlékony vegyületeket tartalmazhat.
A veszély akkor áll fenn, amikor a hidrogén vagy más gyúlékony gázok zárt térben felhalmozódnak, majd elektromos berendezések, statikus kisülés vagy más gyújtóforrások hatására meggyulladnak.

A cikk, amelyből részletet közöltünk, az Elektroinstallateur 2026/4. számában jelent meg.
A teljes cikket Archívumunkban megtalálja – ahol a szerzőtől több cikk is olvasható okosotthon, automatizálás témakörben.

Legyen előfizetőnk, hogy Ön is hozzáférhessen az értékes szakmai információkhoz, ismeretekhez!

Előfizetés

Vagy legyen tagja az EMOSZ-nak (Elektromosipari Magánvállalkozók Országos Szakmai Egyesülete) és a tagsággal kedvezményesen tud részt venni a az EMOSZ rendezvényein, képzésein és ingyenes Elektroinstallateur szaklap előfizetést kap!