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Mar 20, 2023

Soppressione degli incendi nei sistemi di accumulo dell'energia a batteria

Any time a large amount of energy is squeezed into a tight space, there is a

Ogni volta che una grande quantità di energia viene compressa in uno spazio ristretto, c'è il rischio che fuoriesca in modo incontrollato. Quando ciò accade, il risultato comune è un incendio e sono possibili esplosioni.

Articolo da | Soppressione incendi con aerosol condensato Stat-X®

Un sistema di accumulo dell'energia della batteria (BESS) è ben definito dal suo nome. È un mezzo per immagazzinare elettricità in un sistema di batterie per un uso successivo. Come sistema, i BESS sono tipicamente una raccolta di moduli batteria e apparecchiature di gestione del carico. Le installazioni BESS possono variare da sistemi di dimensioni residenziali fino a grandi array di contenitori BESS che supportano un parco eolico di livello industriale o servizi di rete.

I BESS vengono installati per una varietà di scopi. Un'applicazione popolare è l'accumulo della produzione di energia in eccesso da fonti energetiche rinnovabili. Durante i periodi di bassa produzione di energia rinnovabile, l’energia immagazzinata nel BESS può essere portata online.

Due tipi comuni di BESS sono le batterie al piombo e le batterie agli ioni di litio. Entrambi hanno essenzialmente lo stesso scopo. Tuttavia, circa il 90% dei sistemi BESS attuali sono del tipo agli ioni di litio. Le batterie agli ioni di litio sono così ben adottate perché forniscono un’elevata densità di energia in un pacchetto piccolo e leggero e richiedono poca manutenzione.

Le batterie agli ioni di litio contengono un catodo positivo e un anodo negativo. Gli ioni di litio si spostano dall'anodo negativo all'anodo positivo durante la scarica e indietro durante la ricarica. Questo meccanismo è immerso in un elettrolita conduttore di ioni. L'elettrolita è un solvente liquido infiammabile a bassa viscosità.

Raccolte insieme in un alloggiamento o contenitore, le batterie agli ioni di litio sono chiamate "celle". Un BESS può contenere dozzine, centinaia o addirittura migliaia di cellule per immagazzinare energia. Le celle sono tipicamente imballate in moduli tenuti in scaffali e gli scaffali sono normalmente immagazzinati in strutture di tipo container da spedizione. Ovviamente, i modelli residenziali sono molto più piccoli e vengono spesso installati nel garage o nel seminterrato di casa.

Ogni volta che una grande quantità di energia viene compressa in uno spazio ristretto, c'è il rischio che fuoriesca in modo incontrollato. Quando ciò accade, il risultato comune è un incendio e sono possibili esplosioni.

Diversi incidenti recenti in grandi installazioni BESS dimostrano quanto possano essere considerevoli gli incendi BESS, quanto siano difficili da estinguere e quanto possano essere pericolosi per i primi soccorritori.

L'Arizona Public Service gestisce un BESS su larga scala nel proprio sito di pannelli solari a Surprise, in Arizona. È stato osservato fumo proveniente da un contenitore BESS agli ioni di litio. Sul posto sono intervenuti i vigili del fuoco.

Circa tre ore dopo l'arrivo, i vigili del fuoco hanno aperto le porte del container ancora fumante. Quando l'aria fresca si mescolava con i vapori infiammabili all'interno del contenitore, si verificava un'esplosione. Quattro vigili del fuoco sono rimasti feriti.

Il progetto della "grande batteria" da 300 MW di Tesla ha subito un incendio catastrofico che è durato quattro giorni. Considerato l'incendio BESS più grande al mondo fino ad oggi, i vigili del fuoco locali hanno dovuto affrontare sfide significative per l'estinzione. Alla fine hanno raffreddato le strutture circostanti e hanno permesso al fuoco di spegnersi.

Un BESS installato in un parco solare privato ha preso fuoco e ha bruciato per ore. L'incendio ha distrutto 140 batterie, ha causato danni strutturali all'impianto e ha bruciato sette moduli di generazione di energia. Non ci sono stati feriti, ma l'incendio ha causato danni per oltre $ 300.000.

Sebbene tutti questi incidenti abbiano comportato ingenti perdite dirette da incendi, in molti casi i costi indiretti possono essere molto più elevati. I tempi di inattività, la perdita di produttività e il danno all'immagine dell'azienda possono superare rapidamente la perdita delle apparecchiature danneggiate.

Per comprendere il problema del fuoco per i BESS, è importante capire come falliscono. La loro modalità di guasto illustra come l'incendio (e/o l'esplosione) sia il risultato finale di un processo in più fasi. Comprendere questo processo identifica le opportunità in cui è possibile introdurre un intervento per evitare un disastro.