Enerji Depolama Sistemleri (ESS) için Yangın Söndürme Sistemleri: Güvenlik ve Korumanın Sağlanması

Enerji Depolama Sistemi yangın çalışması

ESS UL 9540A RAPORU Hakkında

UL 9540A, küresel bir güvenlik sertifikasyon kuruluşu olan Underwriters Laboratories (UL) tarafından geliştirilen bir test standardıdır. Özellikle batarya enerji depolama sistemleri (BESS) dahil olmak üzere enerji depolama sistemlerinin (ESS) güvenliğine odaklanmaktadır. Standart, bu sistemlerin güvenliğini, performansını ve güvenilirliğini değerlendirmek için katı kriterler ve test prosedürleri belirler.

UL 9540A Testinin Amacı: UL 9540A testinin birincil amacı, enerji depolama sistemlerinin güvenli, güvenilir ve potansiyel tehlikelerle başa çıkabilecek kapasitede olmasını sağlamaktır. Testler, iç veya dış faktörler tarafından tetiklenebilecek termal kaçak, patlama, yangın ve elektrik arızaları gibi potansiyel riskleri belirlemek için tasarlanmıştır.

UL 9540A Test Prosedürleri: UL 9540A kapsamındaki test prosedürleri, batarya modülleri, batarya paketleri, termal yönetim sistemleri ve güvenlik kontrolleri dahil olmak üzere bir enerji depolama sisteminin çeşitli yönlerini kapsar.

Yapılan kilit testlerden bazıları şunlardır:

Termal Yayılma Testi: Bu, sistemin bir akü hücresindeki termal kaçağın bitişik hücrelere veya modüllere yayılmasını önleme yeteneğini değerlendirir.
Aşırı Şarj Testi: Bu testin amacı, enerji depolama sisteminin aşırı şarj durumuna verdiği tepkiyi değerlendirmek ve bunun yıkıcı bir arızaya yol açmamasını sağlamaktır.
Ezilme Testi: Bu test, olası kaza olaylarını simüle eden mekanik strese maruz bırakarak sistemin yapısal bütünlüğünü belirler.
Kısa Devre Testi: Sistemin bir kısa devre olayına tepkisini inceler ve bu tür durumları güvenli bir şekilde ele alma yeteneğini doğrular.
Yangına Maruz Kalma Testi: Bu, harici bir yangın durumunda sistemin performansını değerlendirerek durumu daha da kötüleştirmemesini veya yangının yayılmasına katkıda bulunmamasını sağlar.

UL Underwriters laboratories tarafından kullanılan görseller

Bu rapor UL Yangın Araştırma ve Geliştirme tarafından yürütülen deneylerin bulgularını sunmaktadır. Bu deneylerin amacı, termal kaçak ve bunun enerji depolama sistemleri (ESS) aracılığıyla yayılmasıyla ilişkili yangın ve alevlenme riskleri hakkında veri toplamaktı.

UL 9540A test standardı, hücre, modül, ünite ve kurulum dahil olmak üzere çeşitli seviyelerde enerji depolama sistemlerinde termal kaçak ve yayılmayı sistematik olarak değerlendirmek için kullanılmıştır. Bu testlerden elde edilen bilgiler, ESS'nin güvenli bir şekilde yerleştirilmesi ve kurulması için yangın ve patlamaya karşı koruma sistemlerinin tasarlanmasında kullanılabilir.

Deneyler sırasında, konteynerin içine yerleştirilen sıcaklık, basınç ve gaz ölçüm cihazlarına ek olarak, itfaiye taşınabilir gaz monitörleri depolama konteynerinin hem içine hem de dışına yerleştirilmiştir. Bu yerleştirme, termal kaçağın yan ürünlerini tespit etmedeki etkinliklerini değerlendirmek ve itfaiye boyutlandırma kararlarına yardımcı olmak için yapılmıştır.

Termal görüntüleme | duman detektörleri ve diğer elektrikli detektörler

Bu tür algılamada hatalar olabilir ve örneğin termal algılamanın yangının yerini veya halihazırda söndürme aşamasında olup olmadığını belirlemek gibi çeşitli açılardan hiç çalışmayabileceği kanıtlanmıştır. ESS sistemleri çok sayıda elektrikli ve elektronik ekipman içerdiğinden, elektrikli veya elektronik sensörlerin hasar görerek algılama sistemini tehlikeye atma olasılığı vardır.

Protecfire'ın Termo-pnömatik algılama sistemi

Protecfire'ın SPY dedektörleri, güç veya başka herhangi bir destekleyici ekipmana bağlı olmadıkları için algılama için sağlam ve güvenilir bir çözüm sunar; tamamen bağımsızdırlar. SPY dedektörleri, yangının tam olarak nerede olduğunu belirleyerek yangının yerinin hassas bir şekilde tespit edilmesini sağlar, çünkü yangın kaynağına kurulan SPY, alarmı tetikleyecek olandır.

Tek bir sistem için iki fazlı termal algılama

T-REX sistemi iki farklı sıcaklık eşiği ile bir çözüm sunar.

1. Aşama - Düşük sıcaklıklarda aktivasyon: Düşük sıcaklık eşiğine sahip dedektörler ARGON sistemini etkinleştirir ve bu da ilk yangın söndürme olarak düşünülebilir. Yangın başarılı bir şekilde söndürülürse, hasar en aza indirilir ve bitişik tehlikeler azaltılır.

2. Aşama - Daha yüksek sıcaklıklarda aktivasyon: Bu durumda, yangının ilerlemesi ESS içindeki sıcaklıkların artmasıyla doğrulanır. İkinci dedektör seti tetiklenir ve farklı bir söndürme maddesi olan Argon ile birleştirilmiş Tiborex Absolute devreye girer. Bu karışım, yanan nesneyi soğutmak için son derece ince bir sis olarak dağıtılır.

UL Underwriters laboratories tarafından kullanılan görseller

Flashover'ı Önleme, Hayat Kurtarma

Flashover, bir yangın sırasında kapalı bir alandaki sıcaklık ve ısı radyasyonu kritik bir seviyeye ulaştığında meydana gelen ve bölgedeki tüm yanıcı malzemelerin hızlı ve yaygın bir şekilde tutuşmasına yol açan bir olgudur. Son derece tehlikeli ve potansiyel olarak hayatı tehdit eden bir olaydır ve yangının önemli ölçüde tırmanmasına neden olabilir.

Bir yangının ilk aşamalarında, yanan malzemelerin açığa çıkardığı ısı, çevredeki ortamın sıcaklığını kademeli olarak artırır. Sıcaklık yükseldikçe, alandaki nesneler tutuşma noktalarına ulaşmaya başlar ve yanıcı gazlar ve buharlar açığa çıkar. Koşullar uygun olduğunda, bu gazlar ve buharlar aynı anda tutuşarak bir parlamaya neden olabilir.

Flashover etkisi, tüm alanı saran ani ve yoğun bir alev patlaması ile karakterize edilir. Mobilya, perdeler, halılar ve alandaki diğer içerikler dahil olmak üzere mevcut tüm yanıcı malzemelerin tutuşmasına yol açar. Yangın hızla lokalize bir yangından tam gelişmiş bir yangına dönüşür, alevler hızla yayılır ve aşırı ısı, yoğun duman ve zehirli gazlar üretir.

Flashover oluşumuna katkıda bulunan çeşitli faktörler bulunmaktadır:

Sıcaklık: Kapalı alandaki sıcaklık, tipik olarak 1.100 ila 1.200 Fahrenheit derece (600 ila 650 Santigrat derece) civarında kritik bir seviyeye ulaşır.
Oksijen Kullanılabilirliği: Tüm yanıcı maddelerin aynı anda yanmasını desteklemek için yeterli oksijen mevcuttur.
Isı Akısı: Yangından yayılan ısı, çevredeki yüzeylerin soğutma kapasitesini aşarak sıcaklıkta hızlı bir artışa neden olur.

Flashover, itfaiyeciler ve bina sakinleri için son derece tehlikeli bir durumdur. Hızlı yangın yayılımı, yoğun ısı, yoğun duman nedeniyle görüş mesafesinin azalması ve yapısal çökme potansiyeli açısından önemli zorluklar ortaya çıkarır. Flashover sırasında ortaya çıkan yüksek sıcaklıklar ve zehirli gazlar bina sakinlerinin kaçmasını ve itfaiyecilerin bölgeye girerek kurtarma operasyonları gerçekleştirmesini zorlaştırır.

Flashover riskini azaltmak için, aşağıdakiler de dahil olmak üzere önleyici tedbirler ve yangın güvenliği stratejileri uygulanmalıdır:

Etkili Yangın Algılama: Duman alarmları, ısı dedektörleri ve otomatik yangın alarm sistemleri aracılığıyla yangınların erken tespiti, flashover meydana gelmeden önce hızlı müdahale ve müdahaleye olanak tanır.
Yeterli Havalandırma: Binalardaki uygun havalandırma ısı, duman ve zehirli gazların uzaklaştırılmasına yardımcı olarak parlama olasılığını azaltır. Temiz havanın girmesini ve sıcak gazların çıkmasını sağlayarak yanıcı gazların birikmesini sınırlandırır ve eş zamanlı tutuşma olasılığını azaltır.
Yangın Söndürme Sistemleri: Otomatik yangın sprinkler sistemleri, yangın söndürücüler ve diğer yangın söndürme sistemlerinin kurulması, yangınların parlama aşamasına gelmeden önce kontrol altına alınmasına ve bastırılmasına yardımcı olabilir.
İtfaiyeci Eğitimi: İtfaiyeciler, parlama da dahil olmak üzere yangınların davranışını anlamak için sıkı bir eğitimden geçerler. Tehlikeli koşullarda yangınlara müdahale etmek için uygun koruyucu ekipman ve tekniklerle donatılırlar.

Bu testler sırasında, kapıların açılmasından kaynaklanan parlama ile ilgili önemli bir sorun vardı. Söndürücü madde bir gaz olduğunda, kapının açılması ortamın söndürücü maddeyi kaybetmesine ve yerini oksijene bırakmasına neden olduğundan bu etki daha da kötüdür. Kapılar açıldığı anda ani bir oksijen akışı olur, bu da yangını körükler ve flashover'a yol açarak kapıyı açan kişinin hayatını riske atabilir. ESS içindeki yüzeyleri ve ortamı soğutmayan bir söndürme maddesi olan gaz, alevi azaltabilir ancak sıcaklığı hemen yeniden alevlenmeyi önleyecek kadar düşürmeyecektir.

T-REX ile FlashOver nasıl önlenir

T-REX sistemi, parlamayı önlemek için bir çözüm sunar. Tiborex Absolute tankında, yangın alanına sis şeklinde su enjekte etmeye devam edecek olan itfaiyecilerin hortumu için bir giriş bulunmaktadır. Yalnızca tespit edilen yangın yerindeki vanaların açılacağına dikkat etmek önemlidir. Geri kalan üniteler (birden fazla konteyner olması durumunda) itfaiyecilerden gelen sudan etkilenmeyecektir.

Su akışı içerideki sıcaklığı, oksijeni ve ısı akışını azaltarak FlashOver etkisi yaratma olasılığını düşürecektir.

Bu şekilde, inatçı yangınları söndürmek amacıyla kapıların açılmasından kaynaklanan yaralanmaları ve hatta ölümleri önleyebiliriz.

Enerji Depolama Sistemleri (ESS) için yangın söndürme sistemleri söz konusu olduğunda, yaygın olarak kullanılan iki yöntem su buharıdır, T-REX durumunda Tiborex Absolute ve Argon gazı bazlı söndürme sistemlerini kullanıyoruz. Her iki yaklaşımın da kendine özgü avantajları ve dikkat edilmesi gereken hususları vardır. Şimdi ikisini ESS bağlamında karşılaştıralım.

Bastırma Mekanizması:

Tiborex Absolute Mist: İnce sprey sistemleri yangınları bastırmak için ince sıvı damlacıkları kullanır. Sis ısıyı emer, yangını soğutur ve oksijenin yerini alarak yangının yoğunluğunu azaltır. Ayrıca yangının yayılmasını önlemek için fiziksel bir bariyer de sağlayabilir.

Argon Gazı Bastırma: Gazlı söndürme sistemleri yangınları bastırmak için inert gazlar (örneğin Argon) gibi özel söndürme maddeleri kullanır. Gaz oksijenin yerini alarak yanma sürecini kesintiye uğratır ve yangını söndürür.

Etkililik:

İnce Püskürtme sisi: Su sisi yangını ve çevresindeki yüzeyleri etkili bir şekilde soğutarak sıcaklığı düşürür ve yeniden alevlenmeyi önler. Özellikle katı maddeler ve bazı yanıcı sıvıları içeren yangınlar için uygundur.
Argon Gazlı Söndürme: Gaz bazlı sistemler, oksijeni hızla yer değiştirerek yangınları etkili bir şekilde bastırdığı için hızlı hareket eder. Kapalı alanlardaki yangınların söndürülmesinde oldukça etkilidirler ve su hasarının en aza indirilmesi gereken hassas ekipmanların bulunduğu alanlarda yaygın olarak kullanılırlar.

Ekipman Uyumluluğu:

İnce Püskürtme sisi: sis sistemleri elektrikli ekipmanların ve potansiyel su hasarının dikkatle değerlendirilmesini gerektirir. Suya maruz kalmayı en aza indirecek şekilde tasarlanabilmelerine rağmen, bazı ESS bileşenleri yine de neme karşı hassas olabilir ve uygun koruyucu önlemler alınmalıdır.
Argon Gazı Bastırma: Gaz bazlı sistemler su içermez ve elektrikli ekipmanlara zarar verme riskini en aza indirir.

Çevresel Hususlar:

İnce Sprey sisi: Tiborex Absolute çevre dostu bir söndürme maddesidir. Ozon tabakasının incelmesine veya küresel ısınmaya katkıda bulunmaz. Bununla birlikte, sis sistemleri bastırma sırasında önemli miktarda sıvı tüketebilir ve uygun bertaraf veya geri dönüşüm önlemleri alınmalıdır.

Gaz Bastırma: Argon Gazı bazlı sistemler kalıntı bırakmayan temiz maddeler sunarak hasarı ve temizliği en aza indirir.