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Mar 20, 2023

Supressão de incêndio em sistemas de armazenamento de energia de bateria

Sempre que uma grande quantidade de energia é espremida em um espaço apertado, há uma

Sempre que uma grande quantidade de energia é espremida em um espaço apertado, existe o risco de ela escapar de maneira descontrolada. Quando isso acontece, o fogo é um resultado comum e as explosões são possíveis.

Artigo de | Supressão de incêndio por aerossol condensado Stat-X®

Um sistema de armazenamento de energia de bateria (BESS) é bem definido pelo seu nome. É um meio de armazenar eletricidade em um sistema de baterias para uso posterior. Como um sistema, os BESSs são tipicamente uma coleção de módulos de bateria e equipamentos de gerenciamento de carga. As instalações BESS podem variar de sistemas de tamanho residencial até grandes matrizes de contêineres BESS que suportam um parque eólico de nível de utilidade ou serviços de rede.

BESSs são instalados para uma variedade de propósitos. Uma aplicação popular é o armazenamento do excesso de produção de energia a partir de fontes de energia renováveis. Durante períodos de baixa produção de energia renovável, a energia armazenada no BESS pode ser colocada online.

Dois tipos comuns de BESSs são as baterias de chumbo-ácido e as baterias de íon-lítio. Ambos servem essencialmente ao mesmo propósito. No entanto, aproximadamente 90% dos sistemas BESS hoje são da variedade de íons de lítio. As baterias de íons de lítio são tão bem adotadas porque fornecem uma alta densidade de energia em um pacote pequeno e leve e requerem pouca manutenção.

As baterias de íons de lítio contêm um cátodo positivo e um ânodo negativo. Os íons de lítio se movem do ânodo negativo para o ânodo positivo durante a descarga e voltam durante o carregamento. Este mecanismo é imerso em um eletrólito condutor de íons. O eletrólito é um solvente líquido inflamável de baixa viscosidade.

Juntas em um invólucro ou recipiente, as baterias de íon-lítio são chamadas de "células". Um BESS pode conter dezenas, centenas ou mesmo milhares de células para armazenar energia. As células são normalmente embaladas em módulos mantidos em racks, e os racks são normalmente armazenados em estruturas do tipo contêiner de transporte. Obviamente, os modelos residenciais são muito menores e geralmente são instalados na garagem ou no porão de uma casa.

Sempre que uma grande quantidade de energia é espremida em um espaço apertado, existe o risco de ela escapar de maneira descontrolada. Quando isso acontece, o fogo é um resultado comum e as explosões são possíveis.

Vários incidentes recentes em grandes instalações de BESS demonstram como os incêndios de BESS podem ser consideráveis, como são difíceis de extinguir e como podem ser perigosos para os socorristas.

O Arizona Public Service opera um BESS de grande escala em seu site de painéis solares em Surprise, Arizona. Fumaça foi observada saindo de um contêiner BESS de íons de lítio. O Corpo de Bombeiros foi acionado e compareceu ao local.

Aproximadamente três horas após a chegada, os bombeiros abriram as portas do contêiner ainda fumegante. Quando o ar fresco se misturou com os vapores inflamáveis ​​dentro do contêiner, ocorreu uma explosão. Quatro bombeiros ficaram feridos.

O projeto de "bateria grande" de 300 MW da Tesla sofreu um incêndio catastrófico que durou quatro dias. Considerado o maior incêndio do tipo BESS no mundo até hoje, o corpo de bombeiros local enfrentou desafios significativos na extinção. Eles finalmente resfriaram as estruturas circundantes e permitiram que o fogo se extinguisse.

Um BESS instalado em uma fazenda solar privada pegou fogo e queimou por horas. O incêndio destruiu 140 baterias, causou danos estruturais à usina e queimou sete módulos de geração de energia. Não houve feridos, mas o incêndio causou mais de $ 300.000 em danos.

Embora todos esses incidentes tenham causado grandes perdas diretas de incêndio, em muitos casos os custos indiretos podem ser muito maiores. Tempo de inatividade, perda de produtividade e danos à imagem da empresa podem ultrapassar rapidamente a perda do equipamento danificado.

Para entender o problema de incêndio para BESSs, é importante entender como eles falham. Seu modo de falha ilustra como o incêndio (e/ou explosão) é o resultado final de um processo de várias etapas. Compreender este processo identifica oportunidades onde uma intervenção pode ser introduzida para evitar um desastre.