Hoe bereik je explosiebeheersing in een accu-energieopslagsysteem?
Door de kettingreactie van een thermische doorslag geldt: hoe meer batterijcellen worden aangetast, hoe meer explosieve gassen er vrijkomen. Ontdek hoe de decennialange ervaring van Fike in explosiebeveiliging in combinatie met Fike Blue ervoor zorgt dat deze gassen worden beperkt voordat er verbranding kan optreden.
Wanneer is explosiebeheersing vereist?
Samen met de intense hitte die wordt gegenereerd door elke aangetaste batterijcel tijdens de thermische doorslag ontstaat er een gevaarlijk mengsel van "afgasmengsels van CO, H2, ethyleen, methaan, benzeen, HF, HCl en HCN...". (NFPA 855, A.9.6.5.6)
Daarom vereist NFPA 855 "explosiebeheersing" als essentieel onderdeel voor de algemene veiligheid bij een accu-energieopslagsysteem, en meer specifiek dat concentraties brandbaar gas niet hoger mogen zijn dan 25 procent van de onderste ontvlambaarheidsgrens (Lower Flammability Limit, LFL) waar gas zich kan ophopen. Een accu-energieopslagsysteem dat via een UL 9650A-test aantoont dat de LFL onder deze drempelwaarde wordt gehouden, is volgens NFPA 855 vrijgesteld van de verplichting tot explosiepreventie en -drukontlasting.
Maar voor installaties die explosiebeheersing vereisen, of zelfs voor bevoegde lokale overheden die meer bescherming opleggen, zijn er enkele methoden die zowel door de NFPA als door Fike worden aanbevolen om het risico op ontbranding te verlagen:
"Explosiebeheersing in de context van een energieopslagsysteem moet altijd een ontluchting omvatten omdat elke batterij met een thermische doorslag explosief gas veroorzaakt in die atmosfeer en dat gas moet ergens heen. Het kan mogelijk zijn om voldoende ventilatie te bereiken om onder 25 procent van de LFL te blijven, maar in het geval van een onvoorspelbare factor zoals een elektrische storing die deze systemen kan uitschakelen, wordt passieve explosiedrukontlasting nog steeds sterk aanbevolen in veel toepassingen."
Tom Farrell, Fike Hoofdingenieur Test & Validatie
Hoe Fike Blue de afgassen vermindert bij een thermische doorslag?
Tot slot bestaat er nog een andere explosiebeheersingsmethode die nog niet is opgenomen in NFPA 855 - Fike Blue. Fike Blue stroomt door het energieopslagsysteem tijdens de vroege stadia van een thermische doorslag, vult de aangetaste batterijmodule en absorbeert de warmte om ervoor te zorgen dat de kettingreactie stopt.
Talrijke tests in het innovatie- en testcentrum van Fike hebben aangetoond dat de toepassing van Fike Blue normaal gezien alle batterijcellen in de module redt, behalve de eerste defecte batterij en mogelijk enkele van de aangrenzende cellen. Omdat de verspreiding van een thermische doorslag wordt onderdrukt, zullen de resterende batterijcellen in de module niet worden aangetast en dus ook geen afgas produceren, wat resulteert in een veel veiliger resultaat dan bij andere scenario's zoals de module, en mogelijk het volledige energieopslagsysteem, laten opbranden.
"Als je 1000 cellen in een batterij hebt en je laat ze allemaal opbranden, dan genereer je voor 1000 cellen giftig gas dat in bezette ruimtes terechtkomt en deze voor enige tijd onbewoonbaar maakt. Als je het kunt onderdrukken en de thermische doorslag kunt stoppen, gaan er misschien maar 50 cellen in plaats van 1000 verloren, wat betekent dat het gas kan worden verspreid en kan zakken naar niveaus die niet zo giftig zijn. Fike Blue is de enige oplossing die de uitstoot van deze afgassen effectief vermindert.”
Tom Farrell, Fike Hoofdingenieur Test & Validatie
Waarom Fike kiezen voor explosiebeheersing?
Fike is een van de enige bedrijven ter wereld die mensen en kritieke activa kan beschermen tegen de gevaren van explosies en thermische doorslag. Met tientallen jaren ervaring in consultancy in explosiebeveiliging, stoftesten, risicobeoordelingen, systeemontwerp, installatie en onderhoud, en nu met de ontwikkeling en validering van Fike Blue, is Fike als geen ander in staat om niet-standaard beschermingsstrategieën voor een accu-energieopslagsysteem te creëren en fabrikanten te helpen om te voldoen aan de eisen voor een UL 9540A-certificering en ook tegemoet te komen aan de vereisten van bevoegde lokale overheden.