为什么需要大年夜规模的防火测试来担保电池储能安然_测试_电池
在第一个系列中,我们与American Fire Technologies的消防工程师兼总经理Paul Hayes和Fluence的首席工程师Eli Bashevkin谈论了电池储能系统的安全和防火测试。
储能行业正以前所未有的速率增长,大型装机量年复一年地创下记录。随着这种巨大的增长,存储产品技能也涌现了令人愉快的创新,对确保安全的日益关注是这些产品的设计、安装和操作的核心。
电池储能的安全规范和标准任何行业的规范和标准的目的分别是供应确保生命和财产安全的最低标准,并建立行业最佳实践。规范被写入地区法律,因此是必需的,而标准是由信誉良好的行业组织编写的,例如美国保险商实验室 (UL) 和国际电工委员会 (IEC),并且只有在代码中引用时才须要。
在北美,管理储能系统的最新标准是:
UL 9540,储能系统和设备安全标准,初版于 2016 年 11 月发布UL 9540A,评估电池储能系统中热失落控失火传播标准的测试方法,初版于 2017 年 11 月发布NFPA 855,固定式储能系统安装标准,初版,2019年9月发布在环球范围内,IEC 62933 系列具有与 UL 9540 类似的安全哀求,IEC 62933-5-2:2020 提到须要进行大规模失火测试以评估锂基电池系统的热失落控,并参考 UL 9540A 作为示例测试方法。当然,还有许多其他规范和标准适用,例如 UL 1973,但这些是专门针对基于电池的储能系统的安全和测试的规范和标准,并且仅在最近几年才引入。
对付像储能这样快速变革的新兴行业,这些规范和标准须要定期修订,以适应不断发展的技能进步,避免掉队于行业创新。
UL 9540 和 UL 9540A 有什么差异?UL 9540 是储能系统的系统级认证,用于评估和认证这些产品的安全性。UL 9540A 通过供应用于评估储能系统中热失落控和失火传播的测试方法来补充 UL 9540。NFPA 855 中定义的热失落控是指电池单元的温度升高速率快于其散热速率并开始自热,导致温度无法掌握的升高,这可能但并不总是导致废气、失火和/或爆炸。UL 9540A 供应了一种测试方法,用于评估储能系统进入热失落控时会发生什么,但没有定义通过或失落败标准——必须评估测试结果以确定系统是否按设计和预期运行。UL 9540A 测试的目标是更好地理解电池进入热失落控状态时会发生什么。
在对储能系统进行 UL 9540A 防火测试时,可以进行四个级别的测试:
电池 - 单个电池单元模块 - 连接在一起的电池单元的凑集单元 - 连接在一起并安装在机架和/或外壳内的电池模块凑集安装 - 与单元测试相同的设置,利用额外的灭火系统在每一种测试设置中,电池单元都会被故意加热以迫使热失落控并不雅观察由此产生的事宜。电池终极会着火吗?是否有足够的废气引起爆炸?火会自行燃烧吗?对付存在多个电池单元的模块测试设置,其目的还在于查看热失落控和/或失火是否传播到相邻电池。对付单元和安装测试设置,在测试单元阁下放置额外的单元或防火樊篱,以查看热失落控或火势是否蔓延到相邻单元。
如果产品通过了 UL 9540 认证,这意味着什么?UL 9540 认证意味着国家认可的测尝尝验室 (NRTL) 已独立评估和验证产品符合 UL 9540 中规定的哀求,但并不一定意味着除非另有解释,否则已进行 UL 9540A 测试。
大规模防火测试什么是“大规模”防火测试,它与UL 9540A测试有何不同?虽然 UL 9540A 是电池储能系统测试的关键出发点,并供应了非常有用的信息,但它的范围仍旧有限,由于测试设置的参数可能不会为失火的点燃创造条件。根据所利用的电池化学身分类型,可能须要偏离 UL 9540A 中规定的方法,以在测试外壳中产生失火。大规模防火测试旨在知足 UL 9540A 的这些限定,并供应有关系统在项目现场发生故障时可能发生的情形的额外数据,并确保系统功能中设计的安全功能符合预期。根据 NFPA 855 的大规模防火测试的定义是对具有代表性的储能系统进行测试,该系统会诱发被测设备发生重大失火,并评估失火是否会蔓延到相邻的储能系统单元、周围设备或通过相邻的耐火等级樊篱。
虽然业界尚未明确规定如何进行大规模失火测试的细节,但Fluence已经率先定义了自己的大规模失火测试,以创建极度事宜,以演示外壳失火在类似于真实储能装置的设置中的行为。
Fluence是如何进行大规模防火测试的,结果如何?Fluence设计了一个大规模的失火测试,该测试超越了UL 9540A测试的哀求,创造了一个比UL 9540A哀求大得多的热失落控事宜,以迫使失火发生。该测试利用四个完备添补的第 6 代立方体外壳进行,测试立方体位于中央,其他立方体相邻、后方和前方。在充满电的测试立方体内部,Fluence将加热器连接到一个电池模块的外部(加热超过26个电池,而在UL 9540A测试中加热单个电池),以创建极度的热失落控条件并不雅观察由此产生的事宜。一旦加热的模块进入热失落控状态,传播到同一外壳内的相邻电池模块的速率非常慢,动怒的速率也很慢。在测试立方体内检测到废气,但没有引起爆炸。在测试结束时,火势被掌握在起爆装置中,热失落控没有蔓延到相邻的立方体。
什么是防火测试的“好”结果?
“良好”测试是指可以表征电池系统在热事宜中的行为,并用于制订强大的应急相应程序。用美国消防技能公司总经理保罗·海耶斯(Paul Hayes)的话来说,“所有数据都是好数据。空想的失火测试结果是,事宜被掌握在单个外壳中,并且不会传播到相邻的外壳,并且在测试外壳内点燃的任何失火都会在没有人工干预的情形下自行燃烧。
从大规模防火测试中学到了什么?随着每次失火测试的进行,人们都会更多地理解电池系统热事宜在现实生活中如何展开。对每个产品设计的行为理解得越多,我们就越能为急救职员做好应对热事宜(如果发生)的准备。
我们理解到,失火的结果可能因电池类型而异,对付我们测试的系统,失火的展开速率非常缓慢,也可以在没有任何人工干预的情形下自行停滞。如果无法看到外壳内部,可能很难知道内部何时发生失火以及急救职员何时可以安全打开外壳。如果我们假设产品中设计的正常数据网络系统不中兴浸染,那么将须要其他工具来监控外壳内部发生的情形。红外 (IR) 热像仪便是这样一种工具,可以供应有关外壳内发生的温度变革的宝贵信息。
积极主动地关注安全电池储能产品在设计时如何考虑到安全性?有许多安全功能可以直接设计到电池系统中,以防止和/或最大限度地减少热事宜的影响。一些示例包括传感器和警报,如果检测到问题,它们将自动关闭系统。万一废气在外壳内产生足够的压力,爆燃板旨在将爆炸的能量从临近的单位和职员那里引开。
开拓商如何积极主动地与具有统领权的地方当局 (AHJ) 就其统领范围内安装的储能系统的安全性进行打仗?首先,每个储能项目都该当有一个针对该地点的安全操持和应急相应操持,最好与当地消防部门互助制订。在项目开拓过程中,尽早并常常与当地 AHJ 沟通,以确保各方就该地点的最佳应急相应操持达成同等。准备产品安全文档,例如测试报告和内置安全功能的解释。在施工期间和安装完成后,在现场组织定期的安全培训,以保持信息最新并培训新职员。
资产管理者在项目生命周期内的最佳实践是什么?在资产的全体生命周期内,参与运营和掩护该资产的职员很可能会发生变革。资产管理公司应及时理解其现场的应急相应操持,以及是否须要对新员工、承包商或急救职员进行培训。应审查应急相应操持,以验证所有信息都是最新的。
定期运维检讨也是确保储能系统安全运行的主要做法。主动检讨有助于及早创造潜在问题,并供应基线,以便更好地理解系统操作,并理解哪些组件可能须要在导致系统关闭之提高行改换。
前瞻性陈述
任何非历史事实的陈述,以及表达或涉及Fluence的期望、信念、操持、目标、假设、未来事宜或新技能和产品的性能或安全性的谈论(常日但并非总是通过利用诸如“可能产生”、“估量”、“将连续”、“估量”等词语或短语来表示,“估计”、“打算”、“操持”、“相信”和“预测”)可能是前瞻性的,可能涉及估计和不愿定性,可能导致Fluence的实际结果与前瞻性陈述中表达的结果存在重大差异。此类前瞻性陈述受到许多假设、风险和不愿定性的影响,包括Fluence最新的Form 10-K年度报告以及Fluence向美国证券交易委员会提交的其他文件中“风险成分”标题下描述的假设、风险和不愿定性。新的成分时时涌现,我们不可能预测所有这些成分。
此外,我们无法评估每个此类成分对我们经营古迹的影响,也无法评估任何成分或成分组合可能导致实际结果与任何前瞻性陈述中包含的结果存在重大差异的程度。任何前瞻性陈述仅代表截至帖子、博客或其他表露之日的情形,并基于Fluence截至发布之日可得到的信息,Fluence不承诺更新或修正任何前瞻性陈述,无论是由于新信息、未来事宜还是其他缘故原由。
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