Foco em hardware para impedir incêndios em projetos de armazenamento de energia

A indústria de armazenamento de energia está passando por uma transformação notável. Nos próximos cinco anos, espera-se que a capacidade de armazenamento de energia nos Estados Unidos cresça quase 500%. Este crescimento está a ser impulsionado pela proliferação de energias renováveis, que posicionou as baterias à escala da rede como uma componente vital da nossa infraestrutura energética – proporcionando equilíbrio e resiliência às redes elétricas.

No entanto, os incêndios nos sistemas de armazenamento de energia lançaram uma sombra sobre a rápida ascensão da indústria. Embora o incêndio na indústria de armazenamento de energia seja um desafio complexo que exige uma resposta integrada, é crucial que os fabricantes se concentrem no desenvolvimento e instalação de hardware que possa impedir o início e a propagação de incêndios.

O hardware desempenha um papel crucial na vedação das baterias contra materiais estranhos que podem iniciar incêndios, mantendo temperaturas operacionais padrão e protegendo-as contra irregularidades elétricas. Para garantir a segurança, a fiabilidade e o crescimento sustentado, os fabricantes da indústria de armazenamento de energia devem resolver os pontos fracos do seu arsenal de hardware. Temos de elevar toda a indústria aos padrões – e depois ir ainda mais longe.

Todos os fabricantes devem garantir que suas baterias estejam protegidas de líquidos e sólidos que possam penetrar em suas baterias. Condensação, poeira e outros objetos estranhos podem provocar incêndios se o invólucro ou módulo da bateria não estiver devidamente vedado. A classificação Ingress Protection (IP) mede a resistência de um sistema a essas substâncias estranhas, atuando como a primeira linha de defesa contra possíveis fontes de ignição.

Para o invólucro da bateria – o invólucro protetor externo que envolve e contém os componentes de um sistema de bateria – a classificação IP mínima exigida é IP 55, um nível relativamente alto de eficácia de vedação. Neste nível da escala IP, os gabinetes são protegidos contra a entrada limitada de poeira e contra jatos de água de baixa pressão vindos de qualquer direção. Não há classificação IP mínima para módulos – as unidades independentes de células de bateria dentro do sistema maior – mas os principais fabricantes devem buscar uma classificação que corresponda ao gabinete. Isso garante que os módulos permaneçam vedados durante atividades de manutenção ou falha na vedação do invólucro, reduzindo o risco de exposição a materiais estranhos.

Ao projetar e implementar meticulosamente gabinetes e módulos com alta classificação IP, os fabricantes podem criar uma barreira robusta que isola eficazmente os componentes cruciais dos elementos.

No entanto, nem todas as baterias podem ser seladas de forma eficaz. Por definição, os sistemas de bateria refrigerados a ar estão mais expostos à entrada de objetos estranhos no gabinete ou módulo em comparação com os sistemas refrigerados a líquido. O resfriamento a ar envolve o uso do ar circundante para dissipar o calor gerado pelo sistema de armazenamento de energia. Depois que poeira ou sujeira entrar em um sistema resfriado a ar, ela poderá ser recirculada por todo o gabinete. O resfriamento líquido, por outro lado, utiliza um sistema de circulação para passar um líquido refrigerante através de uma placa fria ou tubos dentro do sistema de bateria.

Embora qualquer sistema seja suscetível a materiais estranhos que rompam as vedações, quaisquer pontos fracos de IP em um sistema refrigerado a ar serão descobertos em breve. Em comparação, os sistemas refrigerados a líquido são mais resistentes. Eles teriam que passar por um mau funcionamento crítico ou danos externos para permitir que objetos estranhos entrassem na bateria.

No entanto, escolher entre refrigeração a ar e refrigeração líquida também tem implicações que vão além da vedação eficaz da bateria. Os sistemas de refrigeração são um elemento fundamental na manutenção de temperaturas operacionais seguras dentro de uma bateria. Um dos principais riscos de incêndio associados às baterias de iões de lítio é a fuga térmica – uma reação em cadeia dentro da bateria que pode começar por um curto-circuito, defeito de fabrico, calor externo, sobrecarga ou danos físicos. Uma vez que uma célula entra em fuga térmica, ela pode produzir calor suficiente para fazer com que as células adjacentes façam o mesmo, levando a uma falha em cascata. Os sistemas de resfriamento são responsáveis ​​pelo resfriamento e pelo gerenciamento térmico para prevenir ou mitigar a fuga térmica.