บทคัดย่อ:ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการดับไฟด้วยน้ำและการดับไฟด้วยละอองฝอยสำหรับ BESS เชิงพาณิชย์ไม่ใช่ว่าจะดับไฟอย่างไร — แต่คือระบบสามารถทำให้แพ็คเย็นลงหลังจากที่เปลวไฟดับแล้วหรือไม่ ระบบละอองฝอยสามารถดับไฟได้ในไม่กี่วินาทีโดยการขัดจังหวะห่วงโซ่การเผาไหม้ แต่พวกเขาไม่สามารถเอาความร้อนออกได้; เซลล์ LFP ในสภาวะความร้อนล้นยังคงสร้างความร้อนและอาจติดไฟอีกครั้งในไม่กี่นาทีหรือชั่วโมงต่อมา ระบบที่ใช้การดับไฟด้วยน้ำ (สปริงเกลอร์หรือละอองน้ำ) ทำให้เซลล์เย็นลงต่ำกว่าขีดจำกัดความร้อนล้นและป้องกันการติดไฟอีกครั้ง โดยมีค่าใช้จ่ายในการสร้างโครงสร้างพื้นฐานที่ใหญ่ขึ้น, การแยกไฟฟ้า, และการทำความสะอาด การเลือกต้องปฏิบัติตามข้อมูลการทดสอบ UL 9540A ของแบตเตอรี่ — ไม่ใช่ความชอบในการดับไฟทั่วไป.
เทคโนโลยีทั้งสองทำงานอย่างไร
การดับไฟด้วยน้ำทำให้เย็นลง ละอองน้ำหรือละอองน้ำจากสปริงเกลอร์จะเอาความร้อนออกจากเซลล์ที่กำลังไหม้และเซลล์ข้างเคียง ทำให้แพ็คต่ำกว่าความร้อนล้น (ประมาณ 150–200°C สำหรับ LFP) การทำความเย็นเป็นไปอย่างต่อเนื่อง — ตราบใดที่มีการใช้น้ำ แพ็คจะไม่สามารถร้อนขึ้นจนติดไฟได้.
การดับไฟด้วยละอองฝอยจะยับยั้งทางเคมี ตัวแทน (โดยทั่วไปคือละอองฝอยที่มีพื้นฐานจากโพแทสเซียมหรือสารทำความสะอาด) จะปล่อยเข้าสู่ภาชนะและขัดจังหวะห่วงโซ่การเผาไหม้ของอนุภาคอิสระ เปลวไฟจะดับใน 1–3 วินาที แต่เซลล์ที่เริ่มเหตุการณ์ยังคงมีอุณหภูมิภายใน 300–600°C และยังคงเกิดการสลายตัวที่ปล่อยความร้อน การดับไฟด้วยละอองฝอยไม่ทำให้เย็นลง.
ความแตกต่างเพียงอย่างเดียวนี้ส่งผลต่อทุกอย่าง: ความเสี่ยงในการติดไฟอีกครั้ง, ความต้องการการจัดหาน้ำ, การปิดผนึกภาชนะ, การระบายน้ำ, และค่าใช้จ่าย.
ปัญหาการเกิดไฟใหม่ (ทำไมการใช้สเปรย์เออโรซอลเพียงอย่างเดียวจึงเป็นที่ถกเถียง)
ความร้อนล้นของ LFP เป็นกระบวนการสร้างความร้อนที่ยั่งยืน การทดสอบมักจะแสดงให้เห็น:
- การระบายอากาศของเซลล์และควัน → เปลวไฟปรากฏ → ละอองน้ำพ่นออก → เปลวไฟดับในประมาณ 2 วินาที
- อุณหภูมิภายในยังคงสูงกว่า 200°C เป็นเวลา 10–60 นาที
- หากละอองน้ำได้หายไป (การระบายอากาศของห้อง เปิดประตู) และยังคงมีการสร้างความร้อนอยู่ การติดไฟใหม่จะเกิดขึ้น
- การติดไฟใหม่ภายในตู้คอนเทนเนอร์ที่ปิดผนึกด้วยตัวแทนที่หมดอายุ = การสูญเสียทั้งหมด
นี่คือเหตุผลที่คำแนะนำ NFPA 855 และการตรวจสอบ AHJ หลายแห่งถือว่าละอองฝอยเป็นการตอบสนองแรกไม่ใช่คำตอบที่สมบูรณ์ ระบบยังคงต้องการการสำรองน้ำหรือการทดสอบที่มีเอกสารแสดงว่าโมเดลแบตเตอรี่ไม่ติดไฟอีกครั้งภายในระยะเวลาการเก็บรักษา.
สิ่งที่รายงาน UL 9540A บอกคุณ
รายงานระดับหน่วย 9540A ของแบตเตอรี่คือเอกสารที่ตัดสินการออกแบบการดับไฟ:
- อัตราการปล่อยก๊าซและความร้อนต่อเซลล์และโมดูล — ขับเคลื่อนอัตราการระบายอากาศและการใช้น้ำ
- พฤติกรรมการแพร่กระจาย— ไฟลามระหว่างโมดูลหรือไม่? ถ้าใช่ การดับเพลิงต้องครอบคลุมทั้งพื้นที่ ไม่ใช่แค่จุดเดียว
- แนวทางการดับเพลิง— ผู้ผลิตบางรายระบุอัตราการใช้น้ำเฉพาะหรือกำหนดให้ใช้การผสมระหว่างละอองและน้ำ
ขอให้ผู้จัดจำหน่ายส่งสรุป 9540Aก่อนการออกแบบการดับไฟ ไม่ใช่หลังจากนั้น ระบบที่ออกแบบจากแผ่นข้อมูล "การดับไฟ BESS" ทั่วไปไม่เป็นไปตามพฤติกรรมที่ทดสอบของแบตเตอรี่เฉพาะ.
ความแตกต่างในการออกแบบระบบ
| องค์ประกอบการออกแบบ | น้ำ (หมอก/สปริงเกลอร์) | ละออง |
|---|---|---|
| ความเร็วในการดับเพลิง | ช้ากว่า (น้ำต้องไปถึงเซลล์) | 1–3 วินาที |
| การระบายความร้อนหลังการดับเพลิง | ต่อเนื่องขณะใช้งาน | ไม่มี |
| การป้องกันการติดไฟซ้ำ | ใช่ | ไม่ — ต้องมีการสำรองหรือการกักเก็บ |
| แหล่งน้ำ | ถัง, ปั๊ม, เครือข่ายท่อ | ไม่มี |
| การแยกไฟฟ้า | จำเป็นก่อนการปล่อย | ไม่จำเป็น |
| การปิดผนึกพื้นที่ | ต้องมีการระบายน้ำและหัวฉีดที่มีระดับ IP | พื้นที่ปิดผนึกเป็นที่ต้องการ |
| การทำความสะอาดหลังการปล่อย | ความเสียหายจากน้ำ, เปลี่ยนแบตเตอรี่ | สารตกค้างจากตัวแทน, เปลี่ยนแบตเตอรี่ |
| ค่าใช้จ่ายทั่วไป (ตู้ 500 kWh) | €8k–€20k | €3k–€8k |
การกำหนดค่าที่เหมาะสมกับแต่ละไซต์
ละอองน้ำ + ละอองฝอยเป็นมาตรฐานที่เกิดขึ้นใหม่สำหรับ BESS ที่มีการบรรจุในตู้คอนเทนเนอร์ (1 MWh ขึ้นไป):
- สเปรย์ทำให้เปลวไฟดับทันที
- น้ำหมอกหรือตัวฉีดน้ำเย็นทำให้แพ็คเย็นและป้องกันการติดไฟอีกครั้ง
- บริการดับเพลิงมาถึงพร้อมน้ำบนระบบที่ติดตั้งอยู่
การดับไฟด้วยละอองฝอยเพียงอย่างเดียวสามารถทำงานได้สำหรับตู้กลางแจ้งขนาดเล็ก (100–250 kWh) เมื่อ:
- รายงาน 9540A แสดงว่าไม่มีการติดไฟอีกครั้งภายในเวลาที่กำหนด
- ตู้ตั้งอยู่กลางแจ้งโดยไม่มีวัสดุที่ติดไฟอยู่ใกล้
- เวลาตอบสนองของบริการดับเพลิงสั้นและมีการบันทึกการเชื่อมต่อกับน้ำ
การดับไฟด้วยน้ำเพียงอย่างเดียว(สปริงเกลอร์) เป็นเรื่องปกติที่ BESS ตั้งอยู่ภายในระบบสปริงเกลอร์ของอาคารที่มีอยู่ แต่ระบบดับไฟของอาคารต้องมีการแบ่งโซนเพื่อไม่ให้เหตุการณ์ BESS ทำให้เกิดน้ำท่วมทั้งชั้น.
การคำนวณที่เปลี่ยนแปลงการออกแบบ
ตัวเลขสองตัวจากรายงาน 9540A จะกำหนดขนาดของน้ำ:
- อัตราการปล่อยความร้อน(kW ต่อโมดูล) — กำหนดอัตราการใช้น้ำ NFPA 855 อ้างอิงถึงอัตราที่ผู้ผลิตทดสอบ; ตู้ LFP ทั่วไปอาจระบุ 2–5 L/min/m² ของพื้นที่ตู้ หรือการไหลเฉพาะต่อโมดูล
- ระยะเวลาการเก็บรักษา— ระยะเวลาที่น้ำต้องไหล หากเซลล์ยังคงสร้างความร้อนต่อไปอีก 30 นาที ถังต้องเก็บปริมาณนั้น:
- 3 L/min/m² × 8 m² ตู้ × 30 นาที =720 Lถังขั้นต่ำสำหรับตู้หนึ่งใบ
- คูณด้วยจำนวนตู้ที่แชร์โซน
ตรวจสอบขนาดถังเทียบกับความคาดหวังของหน่วยงานดับเพลิง — หลายเขตอำนาจศาลต้องการให้ระบบที่ติดตั้งคงการดับไฟจนกว่าพวกเขาจะมาถึง.
รายการตรวจสอบการตรวจสอบของผู้ซื้อ
ก่อนสั่งซื้อ BESS ขอเอกสารสี่ฉบับนี้และตรวจสอบพวกเขากับกัน:
- รายงานระดับหน่วย UL 9540A ของโมเดลแบตเตอรี่ (หรือ IEC 62933 / เทียบเท่าของประเทศ)
- การกำหนดค่าการดับไฟที่ผู้ผลิตแนะนำสำหรับโมเดลนั้น
- ข้อกำหนดของหน่วยงานดับเพลิงท้องถิ่น (เขตอำนาจบางแห่งกำหนดให้มีน้ำสำรองไม่ว่าจะมีการอ้างสิทธิ์เกี่ยวกับละอองฝอยหรือไม่)
- ฐานการออกแบบของผู้จัดหาการดับเพลิง — ตรงตามอัตราการปล่อยความร้อน 9540A หรือไม่?
หากเอกสารทั้งสี่ไม่ตรงกัน โครงการต้องการการตัดสินใจจากวิศวกรก่อน PO — ไม่ใช่ในระหว่างการเริ่มใช้งาน.
กฎการวัดเทียบกับที่เผยแพร่
ความเข้มข้นในการดับไฟ "ละอองฝอย" และ "อัตราการใช้น้ำ" ในแผ่นข้อมูลเป็นค่าจากห้องปฏิบัติการ เหตุการณ์จริงขึ้นอยู่กับ SoC ของเซลล์เมื่อเกิดความล้มเหลว, ความดันในภาชนะ, และการระบายอากาศ ออกแบบด้วยขอบ: สมมติการกำหนดค่าการทดสอบ 9540A ที่เลวร้ายที่สุด, เพิ่ม 25–30% ให้กับถังน้ำ, และรักษาการแบ่งโซนการดับไฟให้เป็นอิสระต่อแต่ละตู้.
Ruibit อ้างถึงระบบเชิงพาณิชย์ของ Dawnice โดยมีการกำหนดค่าการดับไฟที่ตรงกับรายงาน 9540A ของแต่ละโมเดล — เราระบุสารที่แนะนำ, ความต้องการการสำรองน้ำ, และขนาดของถังในข้อเสนอ เพื่อให้ที่ปรึกษาด้านไฟของผู้ซื้อสามารถตรวจสอบก่อนทำสัญญ.
คำถามที่พบบ่อย
ถาม: สเปรย์เออโรซอลสามารถดับไฟ BESS ได้หรือไม่?มันสามารถดับเปลวไฟได้ แต่ไม่สามารถทำให้เซลล์เย็นลงได้ หากไม่มีการสำรองน้ำหรือการทดสอบการไม่เกิดไฟใหม่ที่มีเอกสาร แพ็คอาจเกิดไฟใหม่ได้ภายในไม่กี่นาทีถึงหลายชั่วโมง NFPA 855 และหน่วยงานที่มีอำนาจส่วนใหญ่ถือว่าสเปรย์เออโรซอลเป็นส่วนหนึ่งของระบบ ไม่ใช่คำตอบทั้งหมด
ถาม: ทำไมน้ำถึงสำคัญสำหรับไฟลิเธียมในเมื่อมันทำปฏิกิริยากับโลหะลิเธียม?เซลล์ LFP ประกอบด้วยสารประกอบลิเธียม ไม่ใช่โลหะลิเธียม น้ำที่ใช้กับแพ็ค LFP ที่ระบายอากาศจะทำให้เซลล์เย็นลงและเป็นวิธีการดับไฟมาตรฐานตามคำแนะนำ NFPA 855 กฎ "น้ำทำให้แย่ลง" ใช้กับแบตเตอรี่โลหะลิเธียม ไม่ใช่ LFP ESS
ถาม: แพ็ค 1 MWh ต้องการน้ำเท่าไหร่?ขึ้นอยู่กับอัตราการปล่อยความร้อน 9540A การออกแบบทั่วไปคือ 2–5 ลิตร/นาที/ตารางเมตรเป็นเวลา 30 นาที; พื้นที่ของตู้คอนเทนเนอร์ขนาด 13 เมตรที่ 3 ลิตร/นาที/ตารางเมตร × 30 นาที ≈ 1,170 ลิตรต่อคอนเทนเนอร์ บวกกับการเชื่อมต่อบริการดับเพลิง
ถาม: การติดตั้งสเปรย์เออโรซอลมีราคาถูกกว่าหรือไม่?ใช่ โดยทั่วไปถูกกว่าระบบน้ำ 40–60% (ไม่มีถัง ปั๊ม ท่อ) แต่ต้นทุนรวมรวมถึงความเสี่ยงในการเกิดไฟใหม่และความเสียหายทั้งหมดที่อาจเกิดขึ้น — เปรียบเทียบต้นทุนในระยะยาว ไม่ใช่ต้นทุนแรก
ถาม: ใครเป็นผู้ตัดสินการออกแบบการดับไฟ — ผู้จัดหาหรือที่ปรึกษาด้านไฟ?ทั้งสองฝ่ายตามลำดับ: ผู้จัดหาจัดเตรียมข้อมูลการทดสอบการดับไฟ; ที่ปรึกษาด้านไฟออกแบบระบบและหน่วยงานที่มีอำนาจอนุมัติ งานของผู้ซื้อคือการตรวจสอบให้แน่ใจว่าทั้งสองฝ่ายได้พูดคุยกันจริงก่อนการสั่งซื้อ
