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Mar 20, 2023

배터리 에너지 저장 시스템의 화재 진압

좁은 공간에 많은 양의 에너지가 눌려질 때마다

많은 양의 에너지가 좁은 공간에 압착될 때마다 통제할 수 없는 방식으로 빠져나갈 위험이 있습니다. 이런 일이 발생하면 화재가 흔히 발생하고 폭발이 발생할 수 있습니다.

기사 | Stat-X® 응축 에어로졸 화재 진압

배터리 에너지 저장 시스템(BESS)은 이름으로 잘 정의됩니다. 나중에 사용할 수 있도록 배터리 시스템에 전기를 저장하는 수단입니다. 시스템으로서 BESS는 일반적으로 배터리 모듈과 부하 관리 장비의 모음입니다. BESS 설치 범위는 주거용 시스템부터 유틸리티 등급 풍력 발전소 또는 그리드 서비스를 지원하는 대규모 BESS 컨테이너 배열까지 다양합니다.

BESS는 다양한 목적으로 설치됩니다. 널리 사용되는 응용 분야 중 하나는 재생 가능 에너지원에서 생산된 잉여 전력을 저장하는 것입니다. 재생에너지 생산량이 적은 기간에는 BESS에 저장된 전력을 온라인으로 전환할 수 있습니다.

BESS의 일반적인 두 가지 유형은 납산 배터리와 리튬 이온 배터리 유형입니다. 둘 다 본질적으로 동일한 목적을 수행합니다. 그러나 오늘날 BESS 시스템의 약 90%는 리튬 이온 종류입니다. 리튬 이온 배터리는 작고 가벼운 패키지에 높은 에너지 밀도를 제공하고 유지 관리가 거의 필요하지 않기 때문에 널리 채택되고 있습니다.

리튬 이온 배터리에는 양극과 음극이 포함되어 있습니다. 리튬 이온은 방전 중에 음극에서 양극으로 이동하고 충전 시 다시 돌아옵니다. 이 메커니즘은 이온 전도성 전해질에 담겨 있습니다. 전해질은 저점도의 가연성 액체 용매입니다.

리튬 이온 배터리를 하우징이나 컨테이너에 함께 담아 '셀'이라고 합니다. BESS에는 에너지를 저장하기 위해 수십, 수백, 심지어 수천 개의 셀이 포함될 수 있습니다. 셀은 일반적으로 랙에 고정된 모듈로 포장되며 랙은 일반적으로 배송 컨테이너 유형 구조에 저장됩니다. 분명히 주거용 모델은 훨씬 작으며 종종 집 차고나 지하실에 설치됩니다.

많은 양의 에너지가 좁은 공간에 압착될 때마다 통제할 수 없는 방식으로 빠져나갈 위험이 있습니다. 이런 일이 발생하면 화재가 흔히 발생하고 폭발이 발생할 수 있습니다.

최근 대규모 BESS 시설에서 발생한 여러 사건은 BESS 화재의 규모가 얼마나 크고, 소화가 얼마나 어려운지, 최초 대응자에게 얼마나 위험할 수 있는지를 보여줍니다.

애리조나 공공 서비스(Arizona Public Service)는 애리조나주 서프라이즈에 있는 태양광 어레이 현장에서 대규모 BESS를 운영하고 있습니다. 리튬이온 BESS 용기에서 연기가 나오는 것이 관찰되었습니다. 소방서에 신고가 접수돼 현장에 도착했다.

도착 약 3시간 후, 소방대원들은 여전히 ​​연기가 나는 컨테이너의 문을 열었습니다. 용기 내부의 가연성 증기와 신선한 공기가 혼합되면서 폭발이 일어났습니다. 소방관 4명이 부상을 입었습니다.

테슬라의 300MW '대형 배터리' 프로젝트가 나흘 동안 타오르는 재앙적인 화재를 겪었다. 현재까지 세계에서 가장 큰 BESS 화재로 알려진 지역 소방서는 진화에 있어 상당한 어려움을 겪었습니다. 그들은 결국 주변 구조물을 냉각시키고 화재가 소진되도록 허용했습니다.

개인 태양광 발전소에 설치된 BESS에 화재가 발생해 몇 시간 동안 타버렸습니다. 이번 화재로 인해 배터리 140개가 소실되고, 공장 구조가 손상되었으며, 발전 모듈 7개가 소실되었습니다. 인명피해는 없었지만, 불로 인해 300만 달러 이상의 피해가 났습니다.

이러한 모든 사고는 직접적인 화재 손실이 컸지만, 많은 경우 간접 비용은 훨씬 더 높을 수 있습니다. 가동 중지 시간, 생산성 손실, 회사 이미지 손상은 손상된 장비의 손실을 빠르게 초과할 수 있습니다.

BESS의 화재 문제를 이해하려면 BESS가 어떻게 실패하는지 파악하는 것이 중요합니다. 이들의 실패 모드는 어떻게 화재(및/또는 폭발)가 다단계 프로세스의 최종 결과인지 보여줍니다. 이 프로세스를 이해하면 재해를 방지하기 위해 개입을 도입할 수 있는 기회를 식별할 수 있습니다.