送電網の変革に伴い、風力や太陽光などの再生可能エネルギー源が電力生産においてますます重要な役割を果たしています。 特に太陽光発電など、電気を必要とする機会が多くなった現代では、電化製品から離れることが難しくなっているため、バックアップ電源は特に重要です。
エネルギー貯蔵システムが理想的な代替手段として登場しました。 バッテリーは電気を蓄え、風や太陽光が弱いとき、または電力需要のピーク時に電力網に電力を供給します。 より日常的なエネルギー貯蔵製品は、ポータブル発電所とソーラーパネルを組み合わせたソーラー発電機で、持ち運びにも非常に便利で、アウトドア旅行に最適です。
再生可能エネルギー発電設備による電力供給に加え、照明の点灯には蓄電池システムを活用しています。
異常気象、山火事、送電網インフラの老朽化により、一部の地域では計画停電や長期停電が一般的になってきています。
エネルギー貯蔵は、こうした停電に対する電力網の回復力を高める上で重要な役割を果たします。
エネルギー貯蔵システムは送電網の重要な部分となっているが、大規模な蓄電池施設での複数の火災により、蓄電池システムに対する安全性の懸念が高まっている。
この安全性の問題に対処できなければ、エネルギー貯蔵産業の成長が妨げられ、ネットゼロ目標への移行が遅れるだけでなく、人々が停電や制限の脅威にさらされることになります。 それでは、火災のリスクを軽減するために蓄電池業界はどのような措置を講じる必要があるのでしょうか?
バッテリーエネルギー貯蔵業界における火災安全の課題
バッテリー貯蔵業界における火災安全性に関するコメントは、通常、バッテリーの熱暴走という 1 つの重要な課題に限定されています。 熱暴走とは、バッテリーが熱を放散するよりも早く発熱する現象です。 バッテリーの熱暴走の話題が話題を独占していますが、現実ははるかに複雑です。
エネルギー貯蔵システムは、より広範なシステムレベルの考え方を必要とする複雑なシステムです。 エンジニアが火災リスクの原因を検討するとき、通常、重大な火災リスクに寄与する人的要因と環境要因の両方を含むマクロ的な観点から問題を検討します。
この明確さは、熱暴走の問題に焦点を当てることを超えており、したがって、バッテリー貯蔵業界が火災のリスクに対処できるようにする必要性の根本的な原因です。
次に、エンジニアは、より広範囲のリスクに対処するために、蓄電池システムに強力な安全機能を設計しています。
火災安全基準の開発と試験
この拡大された焦点は、エネルギー貯蔵業界を管理する新しい火災安全基準の開発に反映されています。
エネルギー貯蔵プロバイダーは、購入した蓄電池システムが業界のベストプラクティスに準拠しているという確信を顧客に与えるために、安全認証を求めています。
これまで、中核となる規格および試験方法 (UL9540 規格および UL9540A 規格を含む) は主に単セルの熱暴走リスクに焦点を当ててきました。
しかし、最近の業界慣行では、単一バッテリーの熱暴走試験に限定されず、より広範なエネルギー貯蔵火災試験に焦点が移っているため、バッテリーメーカーは複数のバッテリーの熱暴走試験を実施する必要があります。
2023 年までに、このより広範なシステムレベルの考え方を強化するためのさらなる取り組みが行われる可能性があります。
たとえば、熱流束解析の必要性が高まっており、防爆システムが火災のダイナミクスや延焼に及ぼす影響に注意を払う必要性が高まっています。
製品規格を策定する際、設計、建設、発電所のバランス調整および試運転から運用、メンテナンス、廃止措置までのすべてのリンクを含む、エネルギー貯蔵システムのライフサイクル全体をカバーする関連する防火規制が策定されています。
これらの消防法では、電気安全性 (NFPA 70/NEC)、警報および検知 (NFPA 72)、消火 (NFPA 13 および NFPA 15)、爆発保護 (NFPA 68 および NFPA 69) など、他の多くの規格への準拠が必要です。
必須以上の
火災安全基準を満たし、それを超えるには、厳格なテストが必要であり、場合によっては蓄電池システム内のバッテリーを意図的に点火することさえ必要です。
これらのテストを実行すると、メーカー、初期対応者、およびエネルギー貯蔵資産所有者に、非常に可能性の低い壊滅的な障害が発生した場合に蓄電池システムがどのように対応するかに関する重要な情報を提供できます。 最も正確な結果を得るには、エネルギー貯蔵サプライヤーは計算やシミュレーションではなく、最悪の場合のフィールドテストを完了する必要があります。
一部のエネルギー貯蔵メーカーは、顧客や関係者にエネルギー貯蔵システムの安全性をさらに保証するために、必須要件を超えてテストを完了することを選択しています。
業界のモデル消防法 (IFC および NFPA 855、およびそれらが採用する州法) では、UL 9540A に準拠したテストが必要ですが、安全性を重視するエネルギー貯蔵メーカーは、テストを熱暴走を超えて拡大しています。
場合によっては、蓄電池システムに防爆システムが装備されていることを包括的な試験を通じて検証しようとすることもあります。
規制当局や初期対応者と協力する
エネルギー貯蔵業界は、安全規制の施行を担当する現地の規制当局とのコミュニケーションも強化しています。
多くの場合、規制当局者の中には、解決策を提供することはおろか、エネルギー貯蔵火災の原因と影響を理解するのに十分な情報がないと考えている人もいます。
エネルギー貯蔵プロバイダーは、非営利団体や業界団体と協力してベストプラクティスを標準化し、各地の規制当局に知識を広めています。
同様に、エネルギー貯蔵システムのサプライヤーは、消防署、対象分野の専門家、初期対応者と協力して緊急事態への備え訓練を実施する必要があります。
エネルギー貯蔵業界は火災安全に注意を払う必要がある
米国が 2030 年までに温室効果ガス排出量を 50% 削減し、送電網の回復力を高めるには、10 年以内に 100GW のエネルギー貯蔵を導入する必要があります。 エネルギー貯蔵システムの普及により。
都市部や人口密集地域では、より多くの蓄電池システムが導入され、火災安全がより優先されることになります。
エネルギー貯蔵業界が直面する課題を明確にし、火災安全基準を開発し、規制当局とより緊密に連携することにより、エネルギー貯蔵業界は安全性の懸念に対処し、プロジェクト開発を簡素化し、電力網がバッテリーによって確実にサポートされるようにすることができます。
エネルギー貯蔵業界において、さらなる進歩を目指すには安全性の問題は避けては通れませんので、安全性の問題の解決の途中で立ち止まることはなく、初志を貫き、最も安全な段階に到達するために製品の改良を続けます。安全性の問題が解決され、完全に根絶されることを願っています。
太陽光発電メーカーは、こうした安全性の問題を克服するためにあらゆる努力を惜しみません。