Πάρκα Αποθήκευσης Ενέργειας Συσσωρευτών – BESS

∗ Νικόλαος Ζώκας

Γράφει ο ∗ Νικόλαος Ζώκας,  Διπλ. Ηλεκτρολόγος Μηχανικός, Διευθυντής Βόρειας Ελλάδας της ΖΑΡΙΦΟΠΟΥΛΟΣ Α.Ε.

Αποτελούν μια σύγχρονη τεχνολογία που επιτρέπει την αποθήκευση ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές. Βελτιώνουν τη σταθερότητα του δικτύου, προσφέρουν υποστήριξη σε περιπτώσεις διακοπών ρεύματος και βελτιστοποιούν τη χρήση της ενέργειας.

Τα συστήματα BESS προσφέρουν σημαντικά οφέλη σε διάφορους τομείς

Ολοένα και περισσότερο τα τελευταία χρόνια, στο εξωτερικό και στη χώρα μας, εντάσσονται στα δίκτυα τροφοδοσίας με ηλεκτρική ενέργεια τα Συστήματα Αποθήκευσης Ενέργειας Συσσωρευτών (Battery Energy Storage Systems – BESS). Αποτελούν τεχνολογία που εξασφαλίζει την αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας σε συσσωρευτές και την απόδοσή της όταν χρειάζεται, βελτιώνοντας έτσι την ενεργειακή απόδοση και την ενίσχυση της αξιοπιστίας των δικτύων, ενώ μπορεί να οδηγήσει και στη μείωση του κόστους της ενέργειας. Η ενέργεια μπορεί να αποθηκευτεί σε ένα σύστημα BESS, μέσω του εθνικού δικτύου μεταφοράς, από διαφορετικές πηγές, όπως είναι οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και οι υφιστάμενες μονάδες παραγωγής.

Ένα σύστημα BESS (πάρκο μπαταριών) αποτελείται από τα εξής τμήματα – τις συστοιχίες συσσωρευτών, το σύστημα διαχείρισης (BMS), το μετατροπέα και το σύστημα διαχείρισης ενέργειας (EMS).

Συγκεκριμένα περιλαμβάνονται:

• Οι συσσωρευτές – αποθηκεύουν την ηλεκτρική ενέργεια. Κατά τη μεγάλη τους πλειοψηφία είναι τύπου ιόντων λιθίου (Li-ion) και τοποθετούνται στο πάρκο εντός ειδικών κοντέινερ.
• Το Σύστημα Διαχείρισης BMS – εξασφαλίζει τη λειτουργία, την ασφάλεια και τη φόρτιση των συσσωρευτών.
• Ο Μετατροπέας – μετατρέπει την αποθηκευμένη ενέργεια (συνεχούς ρεύματος – DC) σε εναλλασσόμενο ρεύμα (AC) και αντίστροφα μετατρέπει το εναλλασσόμενο σε συνεχές για τη φόρτιση των συσσωρευτών.
• Το Σύστημα Διαχείρισης EMS – επιβλέπει τη λειτουργία και ρυθμίζει πότε θα φορτίσουν οι συσσωρευτές και πότε θα αποδώσουν.

Νομοθεσία

Στη χώρα μας τα μέτρα πρόληψης και καταστολής της φωτιάς στα Πάρκα BESS καθορίζονται από την Απόφαση Αριθμ. Ε-204/2023 περί «Διενέργειας δεύτερης (β’) Ανταγωνιστικής Διαδικασίας υποβολής προσφορών για τη χορήγηση επενδυτικής και λειτουργικής ενίσχυσης σε σταθμούς αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας σύμφωνα με τις διατάξεις του άρθρου 143ΣΤ του ν. 4001/2011 (Α’ 179)», εφημερίδα της Κυβέρνησης Αρ. Φύλλου 5628, 23 Νοεμβρίου 2023, το ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Η.1 της Απόφασης, «ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ, ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΑΙ ΑΣΦΑΛΑΕΙΑΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣ ΣΥΣΣΩΡΕΥΤΩΝ» και ειδικότερο το Κεφάλαιο IV «Fire Protection». Στο εξωτερικό πολύ αναλυτική είναι η νομοθεσία που έχει υιοθετηθεί στις ΗΠΑ και συγκεκριμένα ο NFPA 855, όπως και τα ευρωπαϊκά πρότυπα EN IEC 62933-5-2 και EN IEC 61936-1.

Τα κοντέινερ των συσσωρευτών πρέπει να είναι πιστοποιημένα σύμφωνα με διεθνώς αναγνωρισμένα πρότυπα που αποδεικνύει τη συμμόρφωση με αυστηρά πρότυπα ασφαλείας, διαδικασία που γίνεται από τον κατασκευαστή τους. Ένα εξ αυτών είναι το UL 9540A. Σχετικά με την πυροπροστασία των συσσωρευτών τύπου Li-ion μπορούμε να πούμε ότι εξακολουθεί να υπάρχει έλλειμα γνώσης σχετικά με την αποτελεσματική καταστολή μιας πυρκαγιάς και λίγα διαθέσιμα δεδομένα σχετικά με μεγάλης κλίμακας δοκιμές πυρκαγιάς. Τα τελευταία χρόνια γίνονται δοκιμές για να κατανοηθεί ο τρόπος με τον οποίο τα συστήματα καταστολής επιδρούν, ωστόσο πολλά πρέπει ακόμη να ερευνηθούν.

Ιδιαιτερότητα των συσσωρευτών τύπου Li-ion είναι το φαινόμενο της θερμικής διαφυγής (thermal runaway), κατά το οποίο από έναν προβληματικό συσσωρευτή εκλύονται αέρια. Φαινόμενο που προπορεύεται την έναρξη της φωτιάς και μας βοηθάει να εντοπίσουμε, σχετικά νωρίς, το πρόβλημα. Για το λόγο αυτό εντός των κοντέινερ των συσσωρευτών εγκαθίστανται συστήματα ανίχνευσης H₂ και CO καθώς και συστήματα εξαερισμού.

Σύμφωνα με την ελληνική και τη διεθνή νομοθεσία όλα τα κοντέινερ, συμπεριλαμβανομένων των Μετατροπέων (μετασχηματιστών) θα πρέπει να διαθέτουν αυτόματο σύστημα ανίχνευσης και καταστολής πυρκαγιάς με νερό. Σε πρώτη φάση, σύμφωνα με το πρότυπο UL 9540A, η κατάσβεση μπορεί να γίνει με διάφορα κατασβεστικά μέσα, όπως Αερολύματα (Aerosol) ή κατασβεστικό αέριο FK-5-1-12. Η φιάλη με το κατασβεστικό μέσο ενεργοποιείται από σύστημα αυτόματης ανίχνευσης που είναι εγκαταστημένο εντός του κοντέινερ.

Τα μέσα αυτά μπορεί να είναι αποτελεσματικά για την πρώτη, άμεση αντιμετώπιση μιας φωτιάς, ωστόσο πάντα υπάρχει ο κίνδυνος της αναζωπύρωσης και της συνέχισης της καύσης. Για το λόγο αυτό η νομοθεσία και τα διάφορα πρότυπα προβλέπουν την τοποθέτηση εντός των κοντέινερ συστημάτων κατάσβεσης με νερό, συνήθως δίκτυο σωληνώσεων με καταιονητήρες sprinkler ή ψεκαστήρες νερού ανοικτού τύπου στους μετασχηματιστές. Το σύστημα καταστολής με νερό θα πρέπει να εξασφαλίζει πυκνότητα του νερού πυρόσβεσης τουλάχιστον 12,2 mm/min, που σημαίνει τουλάχιστον 12,2 lt/min/m² επιφάνειας κοντέινερ ή μετασχηματιστή. Σύμφωνα με την παραπάνω Απόφαση θα πρέπει να εγκαθίσταται μόνιμη, αξιόπιστη παροχή νερού. Εάν αυτό δεν είναι δυνατό ή εάν η μόνιμη παροχή δεν μπορεί να διατηρήσει την απαραίτητη ροή νερού, θα πρέπει να εγκατασταθεί δεξαμενή τουλάχιστον 20 m³ νερού. Το σύστημα θα πρέπει να συμπληρωθεί με αντλητικό συγκρότημα, το οποίο θα εξασφαλίζει τις απαιτούμενες ποσότητες νερού και πίεση στα κοντέινερ συσσωρευτών και στους μετασχηματιστές της εγκατάστασης.

Η εταιρία ΖΑΡΙΦΟΠΟΥΛΟΣ Α.Ε. έχει ολοκληρώσει επιτυχώς την κατασκευή δύο Πάρκων Αποθήκευσης Ενέργειας Συσσωρευτών – BESS και έχει σε εξέλιξη την κατασκευή άλλων τριών, συμπληρώνοντας τη μεγάλη γκάμα έργων με αντικείμενο την πυροπροστασία κρίσιμων υποδομών, πρωτοπορώντας σε ένα νέο κλάδο ενεργειακών έργων.

πηγή: Εργοληπτικόν Βήμα Νο_146 της ΠΕΣΕΔΕ Το επιστημονικό σημείο αναφοράς του εργοληπτικού κόσμου

ΒΙΩΣΙΜΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ

Αυτά και άλλα πολλά άκρως ενδιαφέροντα στο περιοδικό της ΠΕΣΕΔΕ που κυκλοφορεί – ΠΑΤΗΣΤΕ ΕΔΩ! Καλή ανάγνωση!