পটভূমি

শক্তি সংকট গত কয়েক বছরে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেম (ESS) কে আরও ব্যাপকভাবে ব্যবহার করেছে, তবে বেশ কয়েকটি বিপজ্জনক দুর্ঘটনাও ঘটেছে যার ফলে সুবিধা এবং পরিবেশের ক্ষতি হয়েছে, অর্থনৈতিক ক্ষতি হয়েছে এবং এমনকি ক্ষতি হয়েছে। জীবন তদন্তে দেখা গেছে যে যদিও ESS ব্যাটারি সিস্টেমের সাথে সম্পর্কিত মানগুলি পূরণ করেছে, যেমন UL 9540 এবং UL 9540A, তাপীয় অপব্যবহার এবং আগুনের ঘটনা ঘটেছে৷ অতএব, অতীতের ঘটনাগুলি থেকে পাঠ শেখা এবং ঝুঁকি এবং তাদের প্রতিকারের বিশ্লেষণ ইএসএস প্রযুক্তির বিকাশকে উপকৃত করবে।

কেস পর্যালোচনা

নিম্নলিখিতটি 2019 থেকে আজ পর্যন্ত বিশ্বজুড়ে বৃহৎ-স্কেল ESS-এর দুর্ঘটনার ঘটনাগুলির সংক্ষিপ্ত বিবরণ দেয়, যা সর্বজনীনভাবে রিপোর্ট করা হয়েছে।

উপরোক্ত দুর্ঘটনার কারণগুলিকে নিম্নলিখিত দুটি হিসাবে সংক্ষিপ্ত করা যেতে পারে:

1) অভ্যন্তরীণ কোষের ব্যর্থতা ব্যাটারি এবং মডিউলের তাপীয় অপব্যবহারকে ট্রিগার করে এবং শেষ পর্যন্ত সমগ্র ESS-এ আগুন ধরে বা বিস্ফোরণ ঘটায়।

কোষের তাপীয় অপব্যবহারের ফলে সৃষ্ট ব্যর্থতা মূলত লক্ষ্য করা যায় যে একটি বিস্ফোরণের পর আগুন। উদাহরণস্বরূপ, 2019 সালে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের অ্যারিজোনায় ম্যাকমিকেন পাওয়ার স্টেশন এবং 2021 সালে চীনের বেইজিং-এর ফেংতাই পাওয়ার স্টেশনের দুর্ঘটনা উভয়ই আগুনের পরে বিস্ফোরিত হয়েছিল। এই ধরনের ঘটনাটি একটি একক কোষের ব্যর্থতার কারণে ঘটে, যা একটি অভ্যন্তরীণ রাসায়নিক বিক্রিয়াকে ট্রিগার করে, তাপ (এক্সোথার্মিক বিক্রিয়া) নির্গত করে এবং তাপমাত্রা ক্রমাগত বাড়তে থাকে এবং কাছাকাছি কোষ এবং মডিউলগুলিতে ছড়িয়ে পড়ে, আগুন বা এমনকি বিস্ফোরণ ঘটায়। একটি কোষের ব্যর্থতার মোড সাধারণত অতিরিক্ত চার্জ বা নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার ব্যর্থতা, তাপীয় এক্সপোজার, বাহ্যিক শর্ট সার্কিট এবং অভ্যন্তরীণ শর্ট সার্কিট (যা বিভিন্ন অবস্থার যেমন ইন্ডেন্টেশন বা ডেন্ট, উপাদানের অমেধ্য, বাহ্যিক বস্তুর অনুপ্রবেশ ইত্যাদির কারণে হতে পারে) দ্বারা সৃষ্ট হয়। )

কোষের তাপীয় অপব্যবহারের পরে, দাহ্য গ্যাস উত্পাদিত হবে। উপরে থেকে আপনি লক্ষ্য করতে পারেন যে বিস্ফোরণের প্রথম তিনটি ক্ষেত্রে একই কারণ রয়েছে, তা হল দাহ্য গ্যাস সময়মতো নিষ্কাশন করতে পারে না। এই মুহুর্তে, ব্যাটারি, মডিউল এবং ধারক বায়ুচলাচল ব্যবস্থা বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ। সাধারণত গ্যাসগুলি নিষ্কাশন ভালভের মাধ্যমে ব্যাটারি থেকে নিঃসৃত হয় এবং নিষ্কাশন ভালভের চাপ নিয়ন্ত্রণ দাহ্য গ্যাসের জমা কমাতে পারে। মডিউল পর্যায়ে, সাধারণত একটি বাহ্যিক পাখা বা একটি শেলের কুলিং ডিজাইন ব্যবহার করা হবে যাতে দাহ্য গ্যাস জমা না হয়। পরিশেষে, কন্টেইনার পর্যায়ে, দহনযোগ্য গ্যাসগুলি সরানোর জন্য বায়ুচলাচল সুবিধা এবং পর্যবেক্ষণ ব্যবস্থাও প্রয়োজন।

2) বহিরাগত অক্জিলিয়ারী সিস্টেম ব্যর্থতার কারণে ESS ব্যর্থতা

একটি সামগ্রিক ESS ব্যর্থতা একটি সহায়ক সিস্টেমের ব্যর্থতার কারণে সাধারণত ব্যাটারি সিস্টেমের বাইরে ঘটে এবং এর ফলে বাহ্যিক উপাদানগুলি জ্বলতে বা ধোঁয়া হতে পারে। এবং যখন সিস্টেমটি নিরীক্ষণ করে এবং একটি সময়মত এটির প্রতিক্রিয়া জানায়, এটি কোষের ব্যর্থতা বা তাপীয় অপব্যবহারের দিকে পরিচালিত করবে না। ভিস্ট্রা মস ল্যান্ডিং পাওয়ার স্টেশন ফেজ 1 2021 এবং ফেজ 2 2022 এর দুর্ঘটনায় ধোঁয়া এবং আগুন উৎপন্ন হয়েছিল কারণ ফল্ট মনিটরিং এবং বৈদ্যুতিক ব্যর্থ-নিরাপদ ডিভাইসগুলি কমিশনিং পর্বের সময় সেই সময়ে বন্ধ ছিল এবং সময়মতো সাড়া দিতে পারেনি। . এই ধরনের শিখা জ্বলতে সাধারণত ব্যাটারি সিস্টেমের বাইরে থেকে এটি শেষ পর্যন্ত কোষের অভ্যন্তরে ছড়িয়ে পড়ার আগে শুরু হয়, তাই কোনও হিংসাত্মক এক্সোথার্মিক প্রতিক্রিয়া এবং দাহ্য গ্যাস জমে না এবং তাই সাধারণত কোনও বিস্ফোরণ হয় না। আরও কী, যদি স্প্রিংকলার সিস্টেমটি সময়মতো চালু করা যায় তবে এটি সুবিধার ব্যাপক ক্ষতির কারণ হবে না।

2021 সালে অস্ট্রেলিয়ার জিলং-এ "ভিক্টোরিয়ান পাওয়ার স্টেশন" অগ্নি দুর্ঘটনাটি কুল্যান্ট লিকেজের কারণে ব্যাটারিতে একটি শর্ট সার্কিটের কারণে হয়েছিল, যা আমাদের ব্যাটারি সিস্টেমের শারীরিক বিচ্ছিন্নতার দিকে মনোযোগ দেওয়ার কথা মনে করিয়ে দেয়। পারস্পরিক হস্তক্ষেপ এড়াতে বাহ্যিক সুবিধা এবং ব্যাটারি সিস্টেমের মধ্যে একটি নির্দিষ্ট স্থান রাখার সুপারিশ করা হয়। বাহ্যিক শর্ট সার্কিট এড়াতে ব্যাটারি সিস্টেমটি ইনসুলেশন ফাংশন দিয়ে সজ্জিত করা উচিত।

পাল্টা ব্যবস্থা

উপরের বিশ্লেষণ থেকে, এটা স্পষ্ট যে ESS দুর্ঘটনার কারণ হল কোষের তাপীয় অপব্যবহার এবং অক্জিলিয়ারী সিস্টেমের ব্যর্থতা। যদি ব্যর্থতা প্রতিরোধ করা না যায়, তবে ব্লকিং ব্যর্থতার পরে আরও অবনতি হ্রাস করাও ক্ষতি হ্রাস করতে পারে। নিম্নলিখিত দিক থেকে পাল্টা ব্যবস্থা বিবেচনা করা যেতে পারে:

কোষের তাপীয় অপব্যবহারের পরে তাপীয় বিস্তারকে অবরুদ্ধ করা

কোষের তাপীয় অপব্যবহারের বিস্তারকে ব্লক করতে নিরোধক বাধা যোগ করা যেতে পারে, যা কোষের মধ্যে, মডিউলগুলির মধ্যে বা র্যাকের মধ্যে ইনস্টল করা যেতে পারে। NFPA 855 (Standard for the Installation of Stationary Energy Storage Systems) এর পরিশিষ্টে, আপনি সম্পর্কিত প্রয়োজনীয়তাগুলিও খুঁজে পেতে পারেন। বাধা বিচ্ছিন্ন করার জন্য নির্দিষ্ট ব্যবস্থার মধ্যে রয়েছে ঠান্ডা জলের প্লেট, এয়ারজেল এবং কোষের মধ্যে লাইক ঢোকানো।

ব্যাটারি সিস্টেমে একটি অগ্নি দমন ডিভাইস যোগ করা যেতে পারে যাতে এটি একটি একক কোষে তাপীয় অপব্যবহার ঘটলে আগুন দমন যন্ত্রটি সক্রিয় করতে দ্রুত প্রতিক্রিয়া দেখাতে পারে। লিথিয়াম-আয়ন অগ্নি ঝুঁকির পিছনের রসায়ন প্রচলিত অগ্নিনির্বাপক সমাধানগুলির তুলনায় শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থার জন্য একটি ভিন্ন অগ্নি দমন নকশার দিকে পরিচালিত করে, যা শুধুমাত্র আগুন নিভানোর জন্য নয়, ব্যাটারির তাপমাত্রা কমাতেও। অন্যথায়, কোষের এক্সোথার্মিক রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটতে থাকবে এবং পুনরায় ইগনিশন শুরু করবে।

অগ্নি নির্বাপক উপকরণ নির্বাচন করার সময় অতিরিক্ত যত্ন প্রয়োজন। জ্বলন্ত ব্যাটারির আবরণে সরাসরি জল স্প্রে করা হলে একটি দাহ্য গ্যাসের মিশ্রণ তৈরি হতে পারে। এবং যদি ব্যাটারি কেসিং বা ফ্রেম ইস্পাত দিয়ে তৈরি হয়, জল তাপ অপব্যবহার প্রতিরোধ করবে না। কিছু ক্ষেত্রে দেখা যায় যে ব্যাটারি টার্মিনালের সংস্পর্শে থাকা জল বা অন্যান্য ধরণের তরলও আগুনকে আরও বাড়িয়ে তুলতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, 2021 সালের সেপ্টেম্বরে ভিস্ট্রা মস ল্যান্ডিং পাওয়ার স্টেশনের অগ্নি দুর্ঘটনায়, রিপোর্টগুলি নির্দেশ করে যে স্টেশনের কুলিং হোস এবং পাইপ জয়েন্টগুলি ব্যর্থ হয়েছে, যার ফলে ব্যাটারি র্যাকে জল স্প্রে হয়েছে এবং শেষ পর্যন্ত ব্যাটারিগুলি শর্ট সার্কিট এবং চাপ সৃষ্টি করেছে।

1. দাহ্য গ্যাসের সময়মত নির্গমন

উপরের সমস্ত কেস রিপোর্টগুলি বিস্ফোরণের প্রাথমিক কারণ হিসাবে দাহ্য গ্যাসের ঘনত্বকে নির্দেশ করে। অতএব, সাইট ডিজাইন এবং লেআউট, গ্যাস পর্যবেক্ষণ এবং বায়ুচলাচল ব্যবস্থা এই ঝুঁকি কমানোর জন্য গুরুত্বপূর্ণ। এনএফপিএ 855 স্ট্যান্ডার্ডে উল্লেখ করা হয়েছে যে একটি অবিচ্ছিন্ন গ্যাস সনাক্তকরণ ব্যবস্থা প্রয়োজন। যখন একটি নির্দিষ্ট স্তরের দাহ্য গ্যাস (যেমন LFL এর 25%) সনাক্ত করা হয়, তখন সিস্টেমটি নিষ্কাশন বায়ুচলাচল শুরু করবে। উপরন্তু, UL 9540A পরীক্ষার মান নিষ্কাশন সংগ্রহ এবং গ্যাস LFL এর নিম্ন সীমা সনাক্ত করার প্রয়োজনীয়তার কথাও উল্লেখ করে।

বায়ুচলাচল ছাড়াও, বিস্ফোরণ ত্রাণ প্যানেল ব্যবহার করারও সুপারিশ করা হয়। NFPA 855 এ উল্লেখ করা হয়েছে যে ESS গুলি NFPA 68 (Deflagration Venting দ্বারা বিস্ফোরণ সুরক্ষার মানক) এবং NFPA 69 (বিস্ফোরণ সুরক্ষা সিস্টেমের মান) অনুযায়ী ইনস্টল ও রক্ষণাবেক্ষণ করতে হবে। যাইহোক, যখন সিস্টেমটি ফায়ার এবং বিস্ফোরণ পরীক্ষা (UL 9540A বা সমতুল্য) মেনে চলে, তখন এটি এই প্রয়োজনীয়তা থেকে অব্যাহতি পেতে পারে। যাইহোক, যেহেতু পরীক্ষার শর্তগুলি সত্যিকারের পরিস্থিতির সম্পূর্ণ প্রতিনিধিত্ব করে না, তাই বায়ুচলাচল এবং বিস্ফোরণ সুরক্ষা উন্নত করার সুপারিশ করা হয়।

2. অক্জিলিয়ারী সিস্টেমের ব্যর্থতা প্রতিরোধ

অপর্যাপ্ত সফ্টওয়্যার/ফার্মওয়্যার প্রোগ্রামিং এবং কমিশনিং/প্রি-স্টার্ট পদ্ধতিগুলিও ভিক্টোরিয়ান পাওয়ার স্টেশন এবং ভিস্ট্রা মস ল্যান্ডিং পাওয়ার স্টেশনের অগ্নিকাণ্ডে অবদান রেখেছে। ভিক্টোরিয়ান পাওয়ার স্টেশনের অগ্নিকাণ্ডে, একটি মডিউলের একটি দ্বারা শুরু করা তাপীয় অপব্যবহার চিহ্নিত বা অবরুদ্ধ করা যায়নি এবং আগুনের পরেও বাধা দেওয়া হয়নি। এই পরিস্থিতির কারণ হল যে সেই সময়ে কমিশনিংয়ের প্রয়োজন ছিল না, এবং টেলিমেট্রি সিস্টেম, ফল্ট মনিটরিং এবং বৈদ্যুতিক ব্যর্থ-নিরাপদ ডিভাইস সহ সিস্টেমটি ম্যানুয়ালি বন্ধ হয়ে গিয়েছিল। উপরন্তু, সুপারভাইজরি কন্ট্রোল অ্যান্ড ডেটা অ্যাকুইজিশন (SCADA) সিস্টেমটিও এখনও চালু ছিল না, কারণ এটি সরঞ্জাম সংযোগ স্থাপন করতে 24 ঘন্টা সময় নেয়।

তাই, লক-আউট সুইচের মাধ্যমে ম্যানুয়ালি বন্ধ না করে যেকোনো নিষ্ক্রিয় মডিউলে সক্রিয় টেলিমেট্রি, ফল্ট মনিটরিং এবং বৈদ্যুতিক সুরক্ষা ডিভাইসের মতো ডিভাইস থাকা উচিত। সমস্ত বৈদ্যুতিক সুরক্ষা সুরক্ষা ডিভাইস সক্রিয় মোডে রাখা উচিত। উপরন্তু, বিভিন্ন জরুরী ইভেন্ট সনাক্ত করতে এবং প্রতিক্রিয়া জানাতে অতিরিক্ত অ্যালার্ম সিস্টেম যুক্ত করা উচিত।

ভিস্ট্রা মস ল্যান্ডিং পাওয়ার স্টেশন ফেজ 1 এবং 2-এ একটি সফ্টওয়্যার প্রোগ্রামিং ত্রুটি পাওয়া গেছে, যেহেতু স্টার্ট-আপ থ্রেশহোল্ড অতিক্রম করা হয়নি, ব্যাটারি হিট সিঙ্ক সক্রিয় করা হয়েছিল। একই সময়ে, ব্যাটারির উপরের স্তরের ফুটো সহ জলের পাইপ সংযোগকারী ব্যর্থতা ব্যাটারি মডিউলে জল উপলব্ধ করে এবং তারপরে শর্ট সার্কিট ঘটায়। এই দুটি উদাহরণ দেখায় যে সফ্টওয়্যার/ফার্মওয়্যার প্রোগ্রামিং স্টার্ট-আপ পদ্ধতির আগে চেক করা এবং ডিবাগ করা কতটা গুরুত্বপূর্ণ।

সারাংশ

এনার্জি স্টোরেজ স্টেশনে বেশ কয়েকটি অগ্নি দুর্ঘটনার বিশ্লেষণের মাধ্যমে, বায়ুচলাচল এবং বিস্ফোরণ নিয়ন্ত্রণ, সফ্টওয়্যার প্রোগ্রামিং চেক সহ সঠিক ইনস্টলেশন এবং কমিশনিং পদ্ধতিগুলিকে উচ্চ অগ্রাধিকার দেওয়া উচিত, যা ব্যাটারি দুর্ঘটনা প্রতিরোধ করতে পারে। উপরন্তু, বিষাক্ত গ্যাস এবং পদার্থের উৎপাদনের সাথে মোকাবিলা করার জন্য একটি ব্যাপক জরুরী প্রতিক্রিয়া পরিকল্পনা তৈরি করা উচিত।