Magazyny energii to urządzenia o zdolności przechowywania znacznej ilości energii, równej nawet kilkuset megawatogodzinom, przez co pełnią znaczącą rolę dla przyszłości energetycznej. Jednak z ich zdolnością do magazynowania energii mogą pojawić się pewnego rodzaju zagrożenia pożarowe, których nie można bagatelizować. Zagrożenia te wynikają z budowy baterii litowo-jonowych, które są bardzo reaktywnymi substancjami.

Rodzaje baterii elektrycznych, a zagrożenie pożarowe

Ogniwa lub inaczej baterie litowo-jonowe, możemy podzielić na dwie grupy:

1. Pierwsza grupa to ogniwa o wyższej gęstości energii, czyli ogniwa litowo-polimerowe (Li-po) lub niklowo-manganowo-kobaltowe (NMC).

2. Druga grupa, ogniwa litowo-żelazowo-fosforanowe (LFP) charakteryzuje się wyższym bezpieczeństwem.

Te dwie grupy ogniw różnią się tym, jak zachowują się w sytuacji przegrzania. Ogniwa typu LFP osiągają niższe temperatury w przypadku zapłonu i są bardziej stabilne, co oznacza, że nie wybuchają.

Zagrożenia pożarowe związane z korzystaniem z baterii litowo-jonowych

Zagrożenia pożarowe wynikające z użytkowania baterii typu litowo-jonowe w magazynach energii nie są nowym zjawiskiem. Należy pamiętać, że baterie są w stanie przechowywać znaczne ilości energii elektrycznej potrzebnej do zasilenia nawet całego miasteczka. Jednak zagrożenia pożarowe powstają najczęściej w wyniku zaniedbań i można ich uniknąć. Aby zapobiegać incydentom pożarowym, szczególną uwagę należy zwrócić, na użyte materiały, jakość wykonania, sposób montażu, zastosowane zabezpieczenia prewencyjne,a także starzenie się urządzeń i ich użytkowanie.

1.Wytyczne przeciwpożarowe (PPOŻ) dla magazynów energii poniżej 600 kWh

Wytyczne dla ogniw typu LFP, LTO

1. Pomieszczenie wentylowane z czujką dymu (EN14604), nie przeznaczone do stałego przebywania przez ludzi.
2. Ściany i sufity pomieszczenia wykonane z materiału niepalnego lub zabezpieczone płytą GK. Obudowy BESS i konstrukcji wsporczych powinny być wykonane z materiałów niepalnych.
3. Zakres temperatury w pomieszczeniu w zakresie od -20°C do +50°C i wilgotności względnej nieprzekraczającej 95% .
4. Drzwi stale zamknięte lub wyposażone w samozamykacze lub inne środki umożliwiające samoczynne domykanie drzwi. Drzwi do pomieszczenia chronionego powinny otwierać się na zewnątrz.
5. Pomieszczenie i urządzenie poprawnie oznakowane.
6. Magazyn energii oznaczony na planie pomieszczenia.
7. Dodatkowe zabezpieczenie przed uszkodzeniem mechanicznym w obszarze poruszania się pojazdów.
8. Wnętrze magazynu energii powinno być podzielone na sekcję akumulatorów, sekcję urządzeń ładujących, sekcję zawierającą wyłącznik obwodowy. Zachowany odstęp 1m pomiędzy szafami bateryjnymi.
9. W pomieszczeniach poniżej poziomu gruntu, system bateryjny montowany na podwyższeniu o wysokości min. 30 cm.
10. Pomieszczenie wyposażone w gaśnice 4 kg ABC w pomieszczeniu.
11. Zakaz montażu przy/w drogach ewakuacyjnych.
12. Zachowanie odstępu min. 1 m od materiałów łatwo rozprzestrzeniających ogień za wyjątkiem połączeń kablowych z resztą instalacji.
13. Magazyn energii, którego wierzchnia część jest wykonana z materiału palnego należy:

• zabezpieczyć od góry dodatkowym daszkiem z materiału niepalnego przed skapującym płonącym plastikiem lub
• lokalizować poza obszarem kroplenia płonącego plastiku / opadem innych płonących elementów

Wytyczne dla ogniw NMC, Li-Po

Należy spełnić wszystkie wytyczne z punktu wyżej oraz następujące wytyczne.

1. Montaż w pomieszczeniu tylko z bezpośrednim dostępem z zewnątrz
2. Zakaz montażu w pomieszczeniach poniżej poziomu gruntu
3. Zaleca się, aby energoelektronika posiadała funkcje zapobiegającą powstawaniu łuków elektrycznych po stronie prądu stałego DC (AFCI)
4. Naklejka ostrzegawcza na magazynie energii informująca o zagrożeniu wybuchem

Dodatkowe zalecenia dla magazynów energii w budynkach

1. Zaleca się, aby fakt otwarcia drzwi przez okres dłuższy niż jest to potrzebne do wejścia do pomieszczenia był sygnalizowany i rejestrowany w systemie zarządzania budynkiem
2. Zaleca się, aby miejsce lokalizacji magazynu energii zostało musi być wyposażony w System Sygnalizacji Pożaru (SSP) oraz Samoczynne Urządzenie Gaśnicze (SUG)
3. Zaleca się, że jeżeli magazyn jest zlokalizowany na piętrze, pod warunkiem dostępu dla zespołów ratowniczych (z wykorzystaniem dźwigów i drabin).
4. Magazyn powinien być wyposażony w urządzenia do kontroli i gaszenia pożaru. Intensywność zraszania instalacji tryskaczowych dla energii 50 kWh przyjmuje się na poziomie 12.2 mm/min.
5. Miejsca lokalizacji magazynów energii muszą być wyposażone w system wykrywania dymu lub promieniowania (np. wg NFPA 72). Systemy wykrywania pożaru chroniące magazyn powinny mieć dodatkowe zasilanie zdolne do pracy przez 24 h w trybie gotowości i przez 2 h w trybie alarmu.
6. Wytrzymałość ogniowa ścian, drzwi i przepustów na poziomie 2 h. (Norma NFPA 855 dopuszcza wydzielenie przegrodami o trwałości 1 h, gdy akumulatory spełniają wymagania normy UL 9540.)
7. Zapewnienie wody do zewnętrznego gaszenia. Dopuszcza się pominięcie tego wymagania w przypadku budynków dedykowanych magazynom energii i jednostek zewnętrznych zlokalizowanych w odległości ponad 30.5 m od innych obiektów.

Dodatkowe zalecenia dla magazynów energii na zewnątrz

1. Odległość od dróg publicznych, granic działek, budynków, materiałów palnych, linii energetycznych i materiałów niebezpiecznych musi wynosić co najmniej 3m, chyba że określono inaczej w innych przepisach. W określonych przypadkach dopuszczalne jest zmniejszenie odległości do 0.9 m, przy odporności ogniowej obudowy na poziomie 2 h. Przy rozmieszczaniu magazynu należy się wtedy kierować zapewnieniem bezpiecznej odległości dla drogi ewakuacyjnej.
2. Maksymalny rozmiar pomieszczenia/kontenera wynosi 16.2 m x 2.6 m x 2.9 m nie wliczając urządzeń HVAC i innego sprzętu. Magazyny przekraczające te wymiary powinny podlegać indywidualnej ocenie.
3. Klasyfikacja magazynu w „odległej lokalizacji” przy zachowaniu odległości powyżej 30.5 m od innych obiektów.
4. Dostęp do magazynu tylko dla osób wykwalifikowanych.
5. Brak roślinności w otoczeniu 3m od magazynu.
6. Obudowy wykonane z materiałów niepalnych oraz odpornych na przenikanie wody.
7. Zaleca się zastosowania wentylacji awaryjnej, co najmniej 0.3 m3/min/m2, uruchamianą z czujników gazu.

2. Wytyczne przeciwpożarowe dla magazynów energii powyżej 600 kWh

Ogólne wymagania, w tym dla rozwiązań ze środkiem gaśniczym typu FK-5-1-12 (NOVEC 1230) oraz LITHFOR (wodna dyspersja wermikulitu)

1. Magazyn powinien być wyposażony w urządzenia do kontroli i gaszenia pożaru, wyposażone w system wykrywania dymu lub energii promieniowania.
2. Systemy wykrywania pożaru chroniące magazyn powinny mieć dodatkowe zasilanie zdolne do pracy przez 24 h w trybie gotowości i przez 2 h w trybie alarmu
3. Zaleca się, aby pomieszczenie objęte ochroną SUG oraz pomieszczenie, w którym znajdują się zbiorniki ze środkiem gaśniczym zostały wydzielone pożarowo zgodnie z klasą budynku, w którym się znajdują.
4. Przy ocenie szczelności pomieszczenia zabezpieczanego pod uwagę bierze się w szczególności miejsca poniżej dysz wylotowych gdzie występują lub mogą wystąpić nieszczelności.
5. Każde pomieszczenie gaszone systemem gazowym powinno być wystarczająco szczelne, aby zapewnić utrzymanie stężenia gaśniczego przez wymagany czas zwany czasem retencji. W celu sprawdzenia szczelności zgodnie z normą ISO 14520 ( NFPA 2001 i PN-EN 15004 ) należy wykonać test za pomocą wentylatorów drzwiowych. Wykonanie testu szczelności pomieszczenia pozwala określić czas retencji środka w gaszonym pomieszczeniu.
6. Należy sprawdzić deklaracje producenta systemu SUG i czy jest wymagane zastosowanie klapy odciążającej w chronionym pomieszczeniu.
7. Wymagane jest, aby centrala nadrzędna po odebraniu sygnału przekazanego z CSUG wysterowała klapy pożarowe (jeżeli występują) do pozycji zamkniętej oraz wyłączyła pracę wentylacji w chronionym pomieszczeniu przed rozpoczęciem wyzwolenia gazu. Procedura ta jest niezbędna w celu zapewnienia odpowiedniej szczelności, a tym samym utrzymania stężenia gaśniczego oraz skutecznego gaszenia.
8. Jeżeli w chronionym pomieszczeniu występuje klimatyzacja z obiegiem wewnętrznym nie ma potrzeby jej wyłączania przy ewentualnej akcji gaśniczej.
9. Rozłącznik umieszczony na zewnątrz wyłączający odbiorniki lub uniemożliwiające pracę układu w celu ograniczenia ryzyka porażenia służb podczas gaszenia.
10. Systemy magazynowania energii powinny być dostępne bez przechodzenia przez inne pomieszczenia ruchu elektrycznego.
11. Należy przygotować plan działań na wypadek awarii.
12. Oznaczenie przedstawiające ryzyko elektryczne, zastosowany system gaśniczy, kontakt do obsługi technicznej oraz miejsca, w których można rozłączyć system w przypadku wystąpienia zagrożenia.
13. Nie składowanie materiałów palnych w otoczeniu magazynu energii.

Dodatkowe wymagania dla środka gaśniczego typu INERGEN (mieszanina gazów obojętnych: argonu i azotu):

1. Zaleca się montaż klapy odciążającej
2. Przygotowanie systemu SSP budynku na potrzeby instalacji gaśniczej
3. Doprowadzenie zasilania do centrali sterującej gaszeniem oraz uziemienia do butli i rurociągów.

2.1. Sytuacje wyjątkowe

1. Dopuszcza się rezygnację z głównych wymogów pożarowych pod warunkiem, że mamy do czynienia z budynkiem przeznaczonym tylko pod magazyn energii oddalonym od głównych zagrożeń ponad 30.5m
2. Zapewnienie wody do zewnętrznego gaszenia. Dopuszcza się pominięcie tego wymagania w przypadku budynków dedykowanych magazynom energii i jednostek zewnętrznych zlokalizowanych w odległości ponad 30.5 m od innych obiektów.

3. Standardy normatywne i inne dokumenty

Warto również zapoznać się z wymaganiami normatywnymi, które pozwalają bardziej szczegółowo zapoznać się z wymaganiami przeciwpożarowymi oraz stosowanymi standardami.

Normy obowiązujące w Polsce

• PN-EN IEC 62485-5:2021-08
• PN-EN IEC 62619:2023-02
• PN-EN IEC 63056:2020-12
• PN-EN IEC 62933-5-2:2020-07

Inne dokumenty

• VDE-AR-E-2510-50
• NFPA 855
• NFPA 68
• UL9540A
• UL9450
• UL 1974 ( dla drugiego zastosowania ogniw)
• FM Global 5-33
• PGS 37-1