Zabezpieczenia magazynów energii – co nam gwarantują?

Magazyny energii coraz częściej pojawiają się w naszych domach, stając się częścią codzienności. Urządzenia te mogą nam przynosić wiele korzyści, ale ich celem jest także dostarczanie nam spokoju w postaci większej niezależności energetycznej od sieci. Aby było to faktycznie możliwe, powinniśmy być spokojni także o wszystkie inne aspekty urządzenia, w tym jego bezpieczeństwo. Na szczęście pod tym kątem producenci nie zawodzą i prezentują nam cały szereg zabezpieczeń, które pozwolą nam zachować nasz spokój. 

• Szanse na zapłon nowoczesnego magazynu energii są nie większe, niż szanse zapłonu wielu urządzeń elektrycznych, które posiadamy w naszych domach.
• System BMS monitoruje pracę baterii i stale reaguje na zmiany jej parametrów, aby zapobiegać powstawaniu zagrożenia. 
• Odpowiednio zaprojektowana obudowa magazynu energii pozwala zatrzymać pożar we wnętrzu urządzenia. 

Kwestia bezpieczeństwa stosowania magazynów energii stanowi w ostatnim czasie gorący temat, szczególnie pod kątem proponowanych zmian w przepisach pożarowych. Nie da się ukryć, że magazyn energii jako urządzenie elektryczne może ulec samozapłonowi, tak samo jak wszystkie inne sprzęty elektryczne w naszych domach. Trzeba jednak pamiętać, że sama szansa samozapłonu nie oznacza jeszcze, że magazyn energii jest niebezpieczny, ponieważ procentowo wynosi ona zaledwie 0,0049%, według badań niemieckich naukowców. Dla porównania, jest to mniej więcej tyle samo, co szansa zapłonu suszarki bębnowej, a więc nie ma się czego bać. Warto natomiast wiedzieć, jaka technologia stoi za za tak dobrym wynikiem, aby móc przekonać nawet sceptyków.  

Aktywne zabezpieczenia magazynów energii – elektronika

Zabezpieczenia magazynów energii można podzielić na pasywne i aktywne. Zaczynając od aktywnych, będą to zabezpieczenia związane z elektroniką samego urządzenia, które razem stanowią system zarządzania baterią BMS. System posiada wiele funkcji minimalizujących wystąpienie nie tylko zagrożeń ze strony magazynu, ale także nieprawidłowości w pracy urządzenia, które mogłyby wpływać na jego wydajność i żywotność. Podstawowym zadaniem BMS jest kontrolowanie temperatury, napięcia i prądu na poziomie ogniw, co zapobiega ich przegrzewaniu się oraz eliminuje możliwość wystąpienia nierównomiernej pracy. Dodatkowo BMS zajmuje się balansowaniem ogniw w procesie ładowania i rozładowywania baterii. Zapewnia to ochronę przed przeładowaniem i przegrzaniem któregoś z ogniw, a co za tym idzie, ogranicza szansę na wystąpienie ucieczki termicznej, czyli reakcji łańcuchowej w której wysoka temperatura prowadzi do rozpadu elektrolitu w baterii, co skutkuje uwolnieniem się palnych gazów, niekontrolowanym wzrostem temperatury i ostatecznie zapłonem. Choć jest to reakcja bardzo niebezpieczna, tak BMS utrzymuje baterie w stanie, w którym nie dochodzi do jej inicjacji. 

System dodatkowo ma za zadanie wykrywać wszelkiego rodzaju zwarcia i odchyły od standardowych parametrów pracy, które mogłyby przełożyć się w sposób bezpośredni lub pośredni na bezpieczeństwo pracy urządzenia. Zwarcia są same w sobie niebezpieczne, ponieważ polegają na utracie kontroli nad przepływem prądu, co może prowadzić do zapłonu łatwopalnego materiału, jeśli ten znajdzie się w zasięgu oddziaływania prądu. Wykrywanie ich pozwala na natychmiastowe reagowanie na nie i wdrażanie odpowiednich działań przeciwdziałających zapłonowi. Jednym z tego typu działań będzie odłączenie magazynu od zasilania, co BMS może zrobić w ostateczności. 

Sam system może się także łączyć z falownikiem i dzięki temu przesyłać użytkownikowi informacje dotyczące pracy urządzenia. Tego typu opcja jest jednak jeszcze dość świeża na naszym rynku, ale jak najbardziej dostępna w przypadku nowoczesnych urządzeń. Posiadanie stałego dostępu do danych pracy urządzenia pozwala w porę wykrywać wszelkie nieprawidłowości w jego pracy, co umożliwia zamówienie przeglądu i wyeliminowanie potencjalnego źródła usterki przed jej wystąpieniem.

Obudowa ognioodporna, separacja i zawory – zabezpieczenia pasywne

Sama elektryka bywa jednak zawodna i nie każdy musi jej w pełni ufać. Na szczęście producenci magazynów energii nie stawiają wszystkiego na jedną kartę i stosują również pasywne sposoby radzenia sobie z zagrożeniem pożarowym generowanym przez ich baterie. Rozwiązania pasywne stanowią już jednak formę ograniczniczania skutków ewentualnego pożaru urządzenia. Po pierwsze możemy w tym aspekcie wyróżnić niepalne obudowy urządzeń, które izolują ogień wewnątrz samego magazynu energii, nie wypuszczając go poza swój obręb. Skuteczność niepalnych obudów magazynów energii może potwierdzać to, że jeden z producentów tych urządzeń zdecydował się celowo podpalić kilka ich sztuk, aby sprawdzić, czy ogień rozniesie się na kolejne magazyny, które stały zaledwie 15 cm od siebie. Co ciekawe, płonące magazyny nie doprowadziły do zapłonu sąsiadujących tak bliski jednostek. Stosowanie tego typu obudów jest więc w stanie skutecznie ograniczać propagację ognia, o ile w bardzo bliskiej odległości od magazynu nie znajdują się łatwopalne materiały. 

Podobnym typem rozwiązania przeciwpożarowego są materiały pasywne gaśnicze, które w trakcie pożaru urządzenia mogą odcinać dopływ tlenu i tym samym tłumić ogień we wnętrzu urządzenia. Do materiałów takich mogą należeć różnego typu żele i pianki o odpowiednich właściwościach. Celem jest więc zatrzymanie ognia we wnętrzu urządzenia, co jest faktycznie możliwe, jeśli zachowamy pewną odległość od palnych materiałów. 

Z drugiej strony wewnątrz samego urządzenia stosuje się także separację poszczególnych ogniw przy pomocy materiałów ceramicznych lub nawet odpowiednio szerokich pustek powietrznych. Dzięki temu zapłon jednego z ogniw nie musi wcale oznaczać zapłonu drugiego, co znacznie zwiększa ilość wydzielającej się energii cieplnej. Mniejszy zapłon łatwiej z kolei zdusić przy pomocy wcześniej już wymienionych środków bezpieczeństwa.       Ostatecznie warto także wspomnieć o zaworach dekompresyjnych, których celem jest zapobiegnięcie eksplozji urządzenia w sytuacji kryzysowej. Tego typu zawory służą do obniżenia ciśnienia wewnątrz urządzenia w przypadku wydzielania się gazów przy ucieczce termicznej. Dzięki nim nie dochodzi do rozerwania obudowy urządzenia w trakcie pożaru.     

Komplet zabezpieczeń sprawia, że szanse samozapłonu magazynu energii są minimalne, a do tego ewentualne skutki pożaru nie wiążą się z dużą destrukcją, o ile nasz magazyn znajduje się w odpowiedniej odległości od materiałów łatwopalnych. Trzeba przy tym jednak pamiętać, że pełne bezpieczeństwo zapewniają tylko certyfikowane urządzenia zaufanych producentów. Lepiej unikać zakupu taniego, niepewnego sprzętu, za którego bezpieczeństwo nikt nie bierze odpowiedzialności.