Lo stoccaggio dell’energia tramite batterie si sta rapidamente trasformando da una tecnologia di supporto a una parte fondamentale delle moderne infrastrutture energetiche.
Ora è ampiamente utilizzato per l'integrazione delle energie rinnovabili, il peak shaving, l'energia di backup, i servizi di rete e la ricarica ad alta-potenza. L'Agenzia internazionale per l'energia stima che lo stoccaggio globale delle batterie dovrà aumentare fino a circa 1.200 GW entro il 2030 nell'ambito del suo scenario di transizione energetica-, richiedendo una crescita media annua della distribuzione di circa il 25%.
Tuttavia, poiché i sistemi diventano più grandi e vengono installati più vicino a fabbriche, edifici commerciali e aree residenziali, l’accesso al mercato non è più determinato solo dalla capacità delle batterie e dal prezzo.
La domanda più importante sta diventando:
Il sistema è in grado di dimostrare che i suoi rischi elettrici, termici e di incendio sono adeguatamente controllati?
Perché la sicurezza sta diventando un requisito-per l'ingresso nel mercato
Un progetto di accumulo di batterie deve normalmente superare diversi livelli di revisione prima di poter essere installato e messo in funzione. A seconda del mercato e del tipo di progetto, queste possono comportare la certificazione del prodotto, la conformità-alle norme antincendio, la documentazione di trasporto, l'approvazione dell'edificio, la valutazione assicurativa e la revisione da parte delle autorità locali.
Un sistema può offrire prezzi competitivi e specifiche tecniche rigorose, ma deve comunque affrontare ritardi o essere rifiutato se i suoi documenti di sicurezza sono incompleti o la sua configurazione testata non corrisponde all'installazione proposta.
Il Regolamento sulle batterie dell’Unione Europea richiede esplicitamente che i sistemi di accumulo dell’energia delle batterie stazionarie immessi sul mercato o messi in servizio siano sicuri durante il normale funzionamento e utilizzo.
Negli Stati Uniti, standard come UL 9540 e requisiti di installazione come NFPA 855 sono diventati riferimenti importanti per l'approvazione del sistema e la valutazione della sicurezza-antincendio.
La sicurezza quindi non è solo un punto di forza tecnico. Influisce direttamente sulla possibilità che un prodotto di storage possa entrare nel mercato, ottenere l'approvazione del progetto e garantire la fiducia dei clienti.
La sicurezza inizia dalla cella della batteria-ma non finisce qui
Celle affidabili sono il fondamento di un sistema di storage. La selezione delle celle dovrebbe considerare la coerenza della produzione, la variazione di capacità, la resistenza interna, le prestazioni del ciclo e la tracciabilità.
Tuttavia, l'utilizzo di celle di alta-qualità non garantisce automaticamente un sistema di batterie sicuro.
Il rischio può essere introdotto anche attraverso:
- Celle incoerenti all'interno dello stesso modulo
- Limiti di carica o scarica errati
- Collegamenti elettrici deboli
- Scarsa qualità della saldatura
- Isolamento insufficiente
- Raffreddamento irregolare
- Sbarre o terminali allentati
- Rilevamento della temperatura impreciso
- Integrazione del sistema errata
La sicurezza deve quindi essere controllata a livello di cella, modulo, rack, custodia e-sistema completo.
Tecnologie chiave per la sicurezza
1. Gestione della batteria e protezione elettrica
Il BMS dovrebbe monitorare la tensione, la corrente, la temperatura, lo stato di carica e le condizioni di isolamento delle celle.
Deve inoltre funzionare con fusibili, contattori, interruttori automatici e funzioni di arresto di emergenza. I sistemi efficaci utilizzano diversi livelli di protezione anziché fare affidamento su un allarme o sensore.
2. Gestione termica
Una temperatura irregolare o eccessiva può accelerare l’invecchiamento cellulare e aumentare lo squilibrio.
Il raffreddamento ad aria può essere adatto per i sistemi più piccoli, mentre il raffreddamento a liquido è sempre più utilizzato nello storage commerciale e industriale a densità più elevata-. Il design del raffreddamento deve corrispondere alla chimica della batteria, alla potenza operativa e al clima locale.
3. Controllo della propagazione-incontrollata termica
Un guasto di una singola cella-non dovrebbe diffondersi facilmente attraverso il modulo, il rack o l'enclosure.
Le misure comuni includono:
Barriere-resistenti al calore
Spaziatura dei moduli
Isolamento-ritardante di fiamma
Separazione dei compartimenti
Rilevamento precoce di gas e temperatura
Percorsi di rilascio della pressione-controllata
4. Gestione incendi e gas
Un guasto alla batteria può rilasciare gas infiammabili prima che appaia un fuoco visibile.
A seconda delle dimensioni e dell'involucro del sistema, la protezione può includere rilevamento di gas, sensori di fumo e calore, ventilazione, scarico della pressione, soppressione degli incendi e allarmi remoti.
5. Controllo qualità della produzione
La sicurezza dipende anche dalla qualità della produzione.
I controlli importanti includono:
Corrispondenza delle celle e ispezione in entrata
Monitoraggio della qualità-della saldatura
Controllo della coppia delle sbarre
Test di isolamento
Test di tenuta del sistema-di raffreddamento
Calibrazione BMS
Test funzionale finale
Tracciabilità del prodotto
Una connessione allentata o una saldatura scadente possono creare un surriscaldamento locale anche quando le celle funzionano normalmente.
Standard e test chiave
CEI 62619
Copre i requisiti di sicurezza per celle e batterie al litio industriali, comprese le applicazioni di stoccaggio stazionario.
CEI 63056
Fornisce ulteriori requisiti di sicurezza per le batterie al litio utilizzate nei sistemi di accumulo dell'energia elettrica.
CEI 62933-5-2
Si concentra sulla sicurezza a livello di sistema-per i sistemi di accumulo di energia elettrochimica integrati nella rete-.
UL1973
Comunemente utilizzato in Nord America per la valutazione delle batterie stazionarie.
UL9540
Valuta il sistema completo di accumulo dell'energia, comprese batterie, controlli, apparecchiature di protezione e-conversione dell'energia.
UL9540A
Un metodo di prova per la propagazione del-incendio incontrollato-termico. Fornisce dati sul calore, sul rilascio di gas e sul comportamento al fuoco, ma non deve essere descritto come un certificato generale del prodotto.
NFPA 855
Una norma di installazione che copre i requisiti antincendio e di sicurezza per i sistemi fissi di accumulo di energia.
ONU 38.3
Copre i test di trasporto delle batterie al litio. Non sostituisce la certificazione di sicurezza per lo stoccaggio stazionario.
Cosa dovrebbero verificare gli acquirenti
Prima di effettuare un ordine, gli acquirenti devono confermare:
- Il modello esatto elencato sul certificato
- Se l'approvazione riguarda la batteria o l'ESS completo
- La norma e l'edizione applicabili
- La cella, il modulo e l'involucro utilizzati durante il test
- Condizioni di prova del fuoco-e limiti di installazione
- Distanziamento, ventilazione e protezione antincendio richiesti
- Documenti di trasporto ONU 38.3
- Registri di produzione e tracciabilità
- Requisiti relativi alla rete locale, agli edifici e alle norme antincendio-
Un certificato deve essere sempre confrontato con la configurazione effettiva del prodotto.
Poiché lo stoccaggio delle batterie diventa un’infrastruttura essenziale, la sicurezza sta diventando la vera condizione per l’accesso al mercato.
SINELINKfornisce soluzioni di accumulo di energia residenziale, commerciale e industriale per diversi ambienti di progetto. Collaboriamo con strutture di produzione partner per supportare la selezione delle celle, la configurazione del BMS, la progettazione della gestione termica, la protezione dell'armadio, la documentazione tecnica e il coordinamento delle certificazioni, aiutando gli appaltatori EPC, i distributori e gli acquirenti di progetti a bilanciare prestazioni del sistema, conformità e affidabilità operativa a lungo termine.