تخزين طاقة البطارية: تحديد معدات مقاومة للانفجار

تقدم أنظمة تخزين طاقة البطاريات مخاطر احتواء لا تستطيع المفاتيح الصناعية القياسية التعامل معها. يجب اختيار المعدات المقاومة للانفجار لأنظمة تخزين طاقة البطاريات بناءً على سلوك الغازات المنبعثة، وإمكانية حدوث قوس كهربائي مستمر، وتوافق المعدات داخل الأغلفة المحكمة، وليس بناءً على تصنيف عام للمنطقة 1. الخطأ الذي أراه في مواصفات أنظمة تخزين طاقة البطاريات هو معاملة حاوية البطارية كغرفة كهربائية تقليدية: الجو نظيف عادةً، ولكنه يمكن أن يتغير في ثوانٍ أثناء الهروب الحراري. تعالج هذه المقالة فئات المعدات والظروف البيئية وفحوصات القبول التي تحدد ما إذا كان تركيب تخزين البطاريات يظل آمنًا.

كيف ينشئ نظام تخزين طاقة البطاريات منطقة خطرة؟

لا يعتبر نظام تخزين طاقة البطاريات منطقة خطرة مستمرة في التشغيل العادي. يظهر الخطر عندما تدخل خلية في حالة هروب حراري وتطلق خليطًا قابلاً للاشتعال من الهيدروجين والميثان وأول أكسيد الكربون وأبخرة مذيبات الإلكتروليت. يمكن أن تتراكم هذه الغازات المنبعثة بشكل أسرع مما تزيله فتحات التهوية، خاصة في حاوية محكمة ذات حجم حر ضئيل. النتيجة هي الحالة الدقيقة التي تم تصميم الحماية من الانفجار من أجلها: مساحة نظيفة عادةً يمكن أن تصبح متفجرة دون سابق إنذار.

هذا يركز المواصفات على شيئين. الأول هو مجموعة الغازات. يدفع الهيدروجين الخليط إلى ظروف أقرب إلى المجموعة IIC، لذلك قد لا تغطي المعدات المصنفة فقط للمجموعة IIA أو IIB كيمياء الإطلاق الفعلية. الثاني هو كيمياء خلية البطارية. خلايا LFP و NMC وأيونات الصوديوم لا تطلق كميات أو تركيبات غاز متطابقة، وقد ينتج عن نفس تصميم الحاوية سلوك سحابة قابلة للاشتعال مختلف. تقييم المنطقة الخطرة المكتوب هو نقطة البداية. بدونه، لا يمكن الدفاع عن أي قائمة معدات تقنيًا.

الدائرة المستمرة (DC) مهمة أيضًا. يمكن لسلسلة بطاريات أن تدعم قوسًا مستمرًا (DC) بسهولة أكبر بكثير من دائرة تيار متردد (AC) تحت نفس الجهد. هذا يعني أن نقاط الفصل والإنهاء المحلية داخل الحاوية أو بجوارها مباشرة تحتاج إلى تقييم لكل من مقاطعة التيار العادية وإزالة الأعطال. لا يكفي اختيار تركيب إضاءة مقاوم للانفجار وترك بقية الإمداد الكهربائي كمنتج صناعي قياسي.

ما هي معدات الحماية من الانفجار التي تحتاجها حزمة نظام تخزين طاقة البطاريات فعليًا؟

تحتاج معظم حزم أنظمة تخزين طاقة البطاريات إلى فئات منتجات أقل من مصنع بتروchemical ولكن يجب أن تتحمل كل فئة بيئة البطارية. عادةً ما تكون حاويات البطاريات عبارة عن تجميعات كهربائية عالية الكثافة مع وصول محدود للاستبدال، لذلك يجب أن تكون الأجهزة المختارة قابلة للصيانة دون فتح أغلفة مقاومة للهب وهي تعمل بالتيار الكهربائي أكثر من اللازم.

أين توضع معدات الإضاءة والمراقبة؟

عادةً ما يحتاج الجزء الداخلي للحاوية ومنطقة الخدمة حول الحاوية إلى إضاءة LED يمكنها التعامل مع الحرارة والغبار الخارجي. على سبيل المثال، سلسلة BAT86 من Warom مصنفة وفقًا لمعايير IEC 60079 و EN 60079 مع حماية من التآكل IP66 و W F2، مع مصدر LED ونطاق محيط يصل إلى 60 درجة مئوية. هذا يناسب جدار الحاوية حيث تدفع حمولة الشمس النهارية درجة حرارة السطح إلى ما فوق درجة الحرارة المحيطة. يمكن لكاميرا مقاومة للانفجار، مثل سلسلة BJK-S/G، تغطية مواقع المنطقة 1، المنطقة 2، المنطقة 21، والمنطقة 22 مع حماية IP66/IP68 للمواقع التي تتم فيها مراقبة قاعات البطاريات عن بُعد.

ما هي الأغلفة ومداخل الكابلات المهمة؟

العمل الحقيقي يكمن في الإنهاء والتوزيع والتوصيل. تحتوي حاوية نظام تخزين طاقة البطاريات على مئات من وصلات التحكم والطاقة. يوفر صندوق طرفي من سلسلة BXJ8050 مع حماية Ex e IIC و IP66 نقطة نظيفة لتجميع موصلات الأجهزة والتحكم دون تكديس الوصلات في غلاف مقاوم للهب. بالنسبة لدوائر الإضاءة والدوائر المساعدة، يمكن لصندوق توزيع من سلسلة BXM(D)8050 بغلاف GRP وتصميم Ex e تنظيم الدوائر الخارجة حتى 250 أمبير. شُعب الكابل يجب أن تكون مصنفة Ex d وتم اختبارها لنوع الكابل المستخدم، حيث أن مسار اللهب مع الغلاف الخارجي للكابل هو ما يجمع نظام الحماية معًا.

هذه الجدول ليست جدول معدات. إنها فحص الفئة قبل كتابة الجدول. التصنيفات الفعلية تتبع تقييم المنطقة الخطرة، التيار القصير المتاح، وبناء الكابل المثبت.

ماذا يخطئ المُحددون في فهمه حول الانفلات الحراري وكشف الغاز؟

الخطأ الأكبر هو التعامل مع نظام البطاريات كغرفة كهربائية تحتوي على بطاريات فقط. معظم الغرف الكهربائية ليست محكمة بنفس الدرجة، وخطر الحريق فيها يرجح أن يكون عزل الكابل أو فشل المفاتيح الكهربائية. يمكن لحاوية البطارية أن تطلق سحابة قابلة للاشتعال قبل ظهور أي لهب. هذا يغير ما يجب أن يحدث أولاً.

في شركة جينرال بينت في مصر، كان المشروع الذي عملت عليه يحتوي على ملحقات كهربائية عادية مثبتة في مناطق تتواجد فيها أبخرة المذيبات القابلة للاشتعال والغبار القابل للاشتعال. الحل لم يكن قطعة واحدة من المعدات. كان حزمة: كاشفات الغاز، مقابس ومآخذ مقاومة للانفجار، صناديق التوصيل، صناديق التوزيع، أجهزة تفريغ ثابت، وتركيبات مقاومة للتآكل. أصبح الموقع أكثر أمانًا لأن البنية التحتية الكهربائية تتوافق مع الواقع الكيميائي، وليس لأن مكونًا مميزًا واحدًا تم تركيبه. ينطبق نفس النمط على تخزين البطاريات. يجب ربط كشف الغاز بالتهوية، والتنبيه، ومنطق الإيقاف، وليس معامل كإنذار مستقل.

الهيدروجين خفيف ويميل إلى التجمع في أعلى الحاوية. بخار المذيب يمكن أن يكون أثقل وقد يتجمع في الأسفل. لن يرى كاشف واحد على ارتفاع مستوى التنفس كلاهما. الجواب العملي هو الكشف متعدد المستويات بالإضافة إلى استجابة محددة: عند أي تركيز يتوقف نظام التهوية HVAC عن العمل، عند أي تركيز يعزل دائرة البطارية، وعند أي تركيز يتم تصريف أو قمع الحاوية. هذه النقاط المحددة تنتمي إلى السرد التحكم. إذا كان برنامجك يحتوي على واجهة كشف الغاز يجب أن تكون مرتبطة مع التحكم الرئيسي، تأكد من تسلسل الإنذار والإيقاف قبل تثبيت تصميم لوحة التحكم.

إذا كان نظام بطارية التخزين جزءًا من تسليم أكبر لمشروع EPC، <تحديد المواصفات الكهربائية المقاومة للانفجار لمشاريع EPC: السلامة والامتثال> يغطي كيفية التعامل مع توثيق الحزمة وتقسيم المسؤولية عبر النطاقات الكهربائية، والأجهزة، والميكانيكية.

كيف تؤدي علب الحماية من الانفجار وفتحات الكابلات في بيئات تخزين البطاريات؟

بيئات تخزين البطاريات قاسية ميكانيكيًا حتى قبل حدوث أي حريق. الدورة الحرارية ليلاً ونهارًا تجعل براغي العلبة، وفجوات الحافة، وأختام دخول الكابلات تتحرك. العلبة المقاومة للهب لا تكون جيدة إلا حسب حالة الفجوة، لذا يجب أن تبقى الأسطح المسطحة والمثبتات خالية من التآكل ومشدودة بشكل صحيح. في المواقع الساحلية أو الرطبة، يمكن أن يتآكل الألمنيوم إذا لم يُحَمَّ، وقد يكون مادة الألياف الزجاجية المقواة أو الفولاذ المقاوم للصدأ أفضل لصناديق التوصيل ولوحات التوزيع.

نفس الشيء ينطبق على فتحات الكابلات. تحمل فتحة الفتحة DQM-III/II تصنيف IP66 ومدى واسع لدرجة الحرارة، لكنها تحافظ على حمايتها فقط إذا كان قطر الكابل الخارجي والتسليح يتطابقان مع مواصفات الفتحة. عندما تدخل عدة كابلات إلى صندوق طرفي، يجب تصميم لوحة الدخول بحيث لا يتم دفع أي فتحة خارج المحاذاة. في حاوية تهتز مع معدات العاكس أو التبريد، تصبح فتحة غير مناسبة نقطة دخول للغاز قبل أن يلاحظ أحد ذلك.

نهج التركيز على الحالة يساعد هنا. في مشروع تيلينغا في أوغندا، كان على أنظمة الإضاءة والكهرباء المقاومة للانفجار أن تظل موثوقة تحت ظروف قصوى بينما كانت النطاقات تنتقل عبر آبار الحفر، ومرفق المعالجة المركزي، وخطوط الأنابيب. نجا المعدات لأن الحزمة تم تحديدها للبيئة قبل التثبيت، وليس تعديلها بعد شكاوى الموقع. يجب أن يحظى تخزين البطاريات بنفس الانضباط.

حاويات نظام بطارية التخزين في مواقع ذات درجة حرارة عالية تتجاوز افتراضات التبريد لغرفة كهربائية قياسية. <تكييف مقاوم للانفجار لدرجة حرارة 50°C: حلول للحرارة الشديدة> يغطي تصميم درجة حرارة البيئة المحيطة 50°C ولماذا يجب تثبيت مهمة التبريد قبل اختيار فئة العلبة الحرارية.

ماذا يجب أن يتضمن حزمة معدات مقاومة للانفجار لتخزين البطاريات قبل الشحن؟

يجب قبول حزمة الكهرباء لنظام البطارية فقط مقابل ملف وثائق يتطابق مع الأجهزة الفعلية. الوثائق الأساسية هي شهادة IECEx أو ATEX لكل نموذج، وجدول المنتج مع التصنيفات، وجدول مآخذ التوصيل وفتحات الكابلات، وتقارير الاختبار للخزائن المركبة إذا تم بناء أجهزة متعددة في لوحة توزيع. إذا كانت الشهادة مميزة لنوع خيط دخول الكابل مختلف عن الذي تم تسليمه، فإن الحزمة غير مقبولة.

فحوصات إضافية قبل الشحن: التحقق من فئة درجة الحرارة ومجموعة الغاز على لوحة الاسم، والتحقق من حماية الدخول وفئة التآكل لجميع العلب الخارجية، وتأكيد رسومات الرفع والإدخال للوحات المركبة على الحاويات. قد تتضمن حزمة تخزين البطاريات معدات صناعية عادية مثل العواكس، والشواحن، ومجموعات قضبان التوزيع. عادةً ما ينطبق الحماية من الانفجار على العلب الميدانية، والإضاءة، والكاميرات، ومحطات التحكم المحلية، وأجهزة دخول الكابلات، وليس على كل مكون في سلسلة القيمة. يجب أن يكون مراجعة القبول واضحة بشأن هذا الحد.

بالنسبة لحزمة تغذي مشروع EPC أكبر، يجب أن تتضمن الاستفسارات كيمياء البطارية، ورسم تخطيطي للحاوية، ومخطط الخط الواحد، وجدول الكابلات. ثم يتحقق المهندسون مما إذا كانت كل علبة مقاومة للهب أو ذات أمان معزز تحتوي على حجم داخلي كافٍ، وما إذا كانت عبء التبريد مغطى بالفعل، وما إذا كانت ترتيب التأريض الخاص بالعميل يتطابق مع دبابيس التأريض الداخلية/الخارجية. فقدان أحد هذه المدخلات يؤدي إلى عرض سعر يتناسب مع السعر ولكنه لا يتوافق مع الموقع.

تذهب عملية شراء نظام تخزين البطاريات بشكل خاطئ عندما يُعامل المعدات كمشتريات من الكتالوج. التحقق النهائي هو ما إذا كانت مجموعة الغاز، وترتيب دائرة التيار المستمر، ومهمة التبريد، ووثائق القبول تتطابق قبل تخصيص الأموال. يمكن لمهندسي شركة ووروم تكنولوجي مراجعة المخطط الأحادي الأولي، وكيمياء الخلايا، وتصميم الحاوية، وتأكيد المعدات المقاومة للانفجار، ومواد العلب، ومدخلات الكابلات. أرسل تلك الوثائق إلى gm*@***om.com أو اتصل على +86 21 39977076 / +86 21 39972657. شارك كيمياء البطارية ورسم الحاوية أولاً، واطرح سؤالاً محددًا عما إذا كانت جدول التوصيلات والنهايات آمنًا لسيناريوهات إطلاق الغاز المتوقعة.

ماذا تسأل فرق الشراء عن معدات مقاومة للانفجار لتخزين البطاريات؟

هل يحتاج كل حاوية تخزين بطاريات إلى معدات مقاومة للانفجار كاملة؟

لا. الخطر يأتي من إطلاق الغاز غير الطبيعي، وليس من التشغيل العادي. إذا حافظ نظام التهوية HVAC على الحاوية تحت الحد القابل للاشتعال في جميع سيناريوهات الفشل المحددة، فقد تظل الداخلية غير مصنفة. لا تزال كل موقع للمعدات بحاجة إلى تقييم منطقة خطرة موثق. بدون هذا التقييم، استخدام علب ومشابك عادية هو مجرد تخمين، وحادث إطلاق غاز قابل للاشتعال يأتي متأخرًا جدًا لاكتشاف خطئك.

هل يمكننا استخدام معدات المنطقة 1 التي تحمل أيضًا تصنيفات الغبار لتخزين البطاريات؟

فقط إذا كانت المواصفة تتطلب فعلاً التعامل مع الغبار. العديد من الموردين يقدمون تصنيفات مزدوجة للغاز والغبار، على سبيل المثال المنطقة 1 والمنطقة 21، لأن الموقع قد يكون قريبًا من غبار قابل للاشتعال من التصنيع أو بناء غرفة العاكس. التصنيف الإضافي غير ضار، لكنه لا يحل محل التحقق من مجموعة الغاز. إذا تم تركيب نظام تخزين الطاقة البطارية بالقرب من غبار الفحم أو التعامل مع الكتلة الحيوية، فإن المعدات ذات التصنيف المزدوج تكون منطقية. وإلا فهي تضيف القليل فقط بجانب التكلفة.

ما الذي يهم أكثر، تصنيف IP أم شهادة Ex؟

تأتي شهادة Ex أولاً. تصنيف IP66 ليس طريقة لحماية الانفجار. IP66 يمنع الماء والغبار، بينما Ex d أو Ex e يحتوي أو يحد من طاقة الاشتعال داخل الجهاز. علبة مقاومة للعوامل الجوية بتصنيف IP66 بدون شهادة لا تزال غير مقبولة حيث يمكن أن يحدث جو قابل للاشتعال. يجب أن تتطلب حزم نظام تخزين الطاقة البطارية كلا الأمرين: العلامة الصحيحة لـ Ex للمنطقة ومجموعة الغاز، و IP66 أو أفضل للخدمة الخارجية. واحد بدون الآخر يترك مسار فشل مختلف مفتوحًا.

كيف نتحقق من الشهادات قبل التسليم؟

أطلب من الموردين إرسال رقم الشهادة، وليس الصفحة الأمامية للشهادة. يمكن التحقق من الرقم مع الجهة المصدرة، مثل IECEx أو ATEX، ويجب أن يتطابق مع لوحة البيانات على كل عنصر. كما نطلب جهد التصنيف، التيار، مجموعة الغاز، فئة درجة الحرارة، ونموذج خيط دخول الكابل في الوثائق المرسلة. إذا لم يتطابق أي من هذه، فهذه فشل في الوثائق وليس مجرد مشكلة إدارية. شارك قائمة المشتريات الخاصة بك مع gm*@***om.com ويمكننا التحقق من متطلبات العلامات مقابل جدول معداتك.

إذا كنت مهتمًا، اطلع على هذه المقالات ذات الصلة:

لوحة التحكم المعتمدة ضد الانفجار من NEMA 7 مقابل ATEX
WAROM في OTC 2025
ضمان السلامة: الدور الأساسي لمصابيح فلورية مضادة للانفجار
عَرض الطاقة البترولي 2024
ابتكار الطاقة · ذكي وخضراء · القيادة الرقمية · معرض أديبيك لعام 2024 للنفط في أبوظبي

مع أكثر من عقد من الخبرة، هو مهندس كهربائي مقاوم للانفجار متمرس متخصص في تصميم وتصنيع منتجات السلامة ومقاومة الانفجار. يمتلك خبرة عميقة في مجالات رئيسية بما في ذلك أنظمة مقاومة الانفجار، إضاءة الطاقة النووية، السلامة البحرية، حماية من الحرائق، وأنظمة التحكم الذكية. في شركة Warom Technology Incorporated، يشغل مناصب قيادية مزدوجة كمهندس نائب رئيس أول internationales للأعمال ورئيس قسم البحث والتطوير الدولي، حيث يشرف على مبادرات البحث والتطوير ويضمن تقديم وثائق التصميم بدقة للمشروعات الدولية. ملتزم بتعزيز السلامة الصناعية العالمية، يركز على ترجمة التقنيات المعقدة إلى حلول عملية، لمساعدة العملاء في تطبيق أنظمة تحكم أكثر أماناً وذكاءً وموثوقية حول العالم.

Qi Lingyi