التحقق من السلامة على مستوى النظام من خلال اختبارات قصوى

مع استمرار أنظمة تخزين الطاقة في النمو من حيث السعة والحجم، أصبحت المناقشات حول السلامة أكثر عملية وواقعية بشكل متزايد. وبدلا من الاكتفاء بالسؤال عما إذا كان النظام معتمدا، يطرح العملاء الآن سؤالا أكثر مباشرة: إذا حدث أسوأ سيناريو، فكيف يستجيب النظام — وهل يمكن السيطرة على المخاطر؟

مؤخرا،أكمل نظام SolaX ORI 5MWh لتخزين الطاقة على نطاق واسع اختبار احتراق انفجاري كامل النطاق على مستوى النظام باستخدام خلايا حقيقية ضمن إطار مقترح UL 9540A:2025، وذلك بمشاركة مباشرة من UL Solutions في تصميم الاختبار وتنفيذه وتقييمه. ويمثل ذلك أول اختبار احتراق انفجاري على مستوى النظام تجريه UL عالميا ضمن هذا الإطار المقترح.

إعادة إنشاء أكثر سيناريوهات المخاطر تطلبا على مستوى النظام

أجري الاختبار على نظام ORI 5MWh متكامل بالكامل لتخزين الطاقة على نطاق واسع. في ظل ظروف خاضعة للرقابة، جرى دفع خلايا بطارية حقيقية عمدا إلى حالة الانفلات الحراري، مع إبقاء نظام التهوية الطارئة مغلقا طوال فترة الاختبار. ثم مر النظام بالتسلسل الكامل لإطلاق الغازات القابلة للاشتعال وتراكمها وحدوث الاحتراق الانفجاري، بما يغطي سلسلة المخاطر الرئيسية المستخدمة في تقييم السلامة على مستوى النظام.

تم تخطيط موقع الاختبار وإعداد النظام وظروف التشغيل من قبل UL Solutions استنادا إلى أعمال المحاكاة، وصممت لتمثل سيناريو عالي المتطلبات للغاية. وضع موضع التحفيز في منطقة يمكن أن تتطور فيها موجات الضغط واضطرابات اللهب بشكل أقوى، مما يزيد من التحدي أمام السلامة الهيكلية ومسارات تخفيف الضغط.

استجابة النظام متوافقة مع توقعات التصميم

أظهرت ملاحظات الاختبار أنه أثناء حدث الاحتراق الانفجاري:

• تم تفعيل هيكل تخفيف الضغط وفقا للتصميم

• بقيت أبواب الحاوية مغلقة طوال الحدث، دون ملاحظة أي تشوه كبير

• ظل هيكل الحاوية سليما دون حدوث تمزق

• لم يتم قذف أي مكونات أو شظايا هيكلية

• لم يتم تحديد أي مخاطر إضافية على الأفراد المحيطين أو على البيئة

يوفر أداء نظام ORI 5MWh لتخزين الطاقة على نطاق واسع في ظل الظروف القصوى دليلا هندسيا قيما لدعم السلامة على مستوى النظام في مجال تخزين الطاقة.

تقييم UL Solutions الهندسي

علق أحد مهندسي UL Solutions المشاركين في الاختبار قائلا: "تم تصميم الاختبار لتحقيق أقصى قدر ممكن من الشدة والواقعية في سيناريو الاحتراق الانفجاري. ومع ذلك، فإن استخدام خلايا بطاريات ليثيوم-أيون حقيقية يدخل بطبيعته عوامل عدم يقين مرتبطة بالانفلات الحراري وانتشار الغازات الحرة.

ولذلك صمم تخطيط الاختبار لتقليل هذه العوامل من خلال إدراج مصادر إشعال احتياطية متعددة، وتحديد نمط بدء الانفلات الحراري للخلية المحفزة بدقة، ووضع الخلية المحفزة في موقع يزيد من احتمالية الاحتراق الانفجاري، مع الاستمرار في تقييم ما إذا كان النظام يستجيب وفقا للمنطق الهندسي عند حدوث الاحتراق الانفجاري.

لقد شكلت ظروف الاختبار المطبقة على نظام SolaX ORI 5MWh لتخزين الطاقة على نطاق واسع مستوى عاليا من التحدي لكل من السلامة الهيكلية ووظائف الأمان، وتوفر النتائج مرجعا قيما لفهم حدود السلامة على مستوى النظام."

منظور SolaX: السلامة كأساس للتطوير

صرح ممثلو البحث والتطوير في SolaX: "بالنسبة لنا، لا تعد السلامة مجرد محطة امتثال، بل أساسا يتم التحقق منه مرارا وتكرارا طوال عملية التطوير. بمجرد نشر النظام، يتحمل العميل في النهاية المخاطر المرتبطة به.

إن تحديد المشكلات المحتملة مبكرا وتحديد حدود السلامة بوضوح من خلال اختبارات صارمة هو مسؤوليتنا الأساسية."

نظرة مستقبلية

ستواصل SolaX العمل بشكل وثيق مع UL Solutions وغيرها من المؤسسات المعترف بها دوليا لتعزيز سلامة تخزين الطاقة من خلال التحقق الهندسي على مستوى النظام، ودعم الدمج طويل الأمد والموثوق لتخزين الطاقة في أنظمة الطاقة العالمية.