儲能系統熱失控防⽕防爆設計 確保安全運⾏的關鍵措施

為配合淨零排放政策的能源轉型，如何提升目前儲能系統的消防安全管理至關重要，其中儲能系統熱失控防⽕防爆設計，被認為是確保安全的關鍵措施，可確保儲能系統的安全運⾏。主因是儲能系統在運⾏過程中，存在因電池故障或外部因素導致熱失控的⾵險，進⽽引發⽕災甚⾄爆炸事故。

2023年5⽉，加利福尼亞州的Gateway儲能電站發⽣了⼀起嚴重⽕災，該⽕災持續了六天之久，並引發了多次復燃。事故的原因與使⽤的三元鋰電池有關，這類電池在⾼溫情況下容易發⽣熱失控，釋放出⼤量可燃氣體，造成巨⼤的安全隱患。此外，在2021年，北京⼤紅⾨儲能電站也發⽣了重大的爆炸事故，進⼀步凸顯了儲能系統安全問題的嚴重性。

根據經濟部標準檢驗局公告「⼾外電池儲能系統案場驗證技術規範」的要求，應評估儲能系統發⽣熱失控（Thermal Runaway）所釋放出的能量、氣體組成、排放措施、防⽕與防護措施，以及對應的⽕災探測與⾃動滅⽕⽅式。為保障儲能系統的安全性和可靠性，防⽕防爆設計⾄關重要。本報特別 專訪聯索建築科技針對儲能系統熱失控的防⽕防爆設計，包括洩爆設計和防⽕牆設計，提出深入的說明解析，值得發展儲能設備的相關業者留意關注。

⼀、洩爆設計

洩爆設計是通過設置洩壓裝置，在儲能系統發⽣熱失控時，及時釋放內部產⽣的⾼溫⾼壓氣體，以防⽌儲能箱體因壓⼒過⾼⽽發⽣爆炸。洩爆設計的關鍵在於準確計算洩爆⾯積和選擇合適的洩壓裝置。

1. 洩爆判定和洩爆⾯積計算

根據NFPA 855標準，需要先判定儲能系統是否需要進⾏洩爆計算。判定依據是電池產氣量和儲能箱體積計算出的可燃氣體濃度是否達到爆炸下限（LFL）。如果需要進⾏洩爆計算，則需根據NFPA 68標準，計算所需的洩爆⾯積和洩壓裝置的佈置⽅案。

2. 洩壓裝置

Vent Pro S 洩爆板是⼀款專為儲能系統熱失控防護設計的洩壓裝置。它符合UL 9540A、NFPA 68、NFPA 855和ATEX等國際標準，能夠在設備內部壓⼒異常升⾼時⾃動迅速釋放壓⼒和⽕焰，保障系統安全。該產品具有以下特點：

* 滿⾜國際標準，安全性⾼

* 安裝和維護簡便

* 可定制絕緣層厚度

* ⼯作溫度範圍廣

⼆、防⽕防爆牆設計

防⽕防爆牆設計是在儲能系統內部周圍及隔間設置防⽕隔離措施，以防⽌⽕勢蔓延到其他區域。

1. 輕質防⽕防爆板

LS輕質防⽕防爆板是⼀種新型防⽕防爆材料，可⽤於儲能系統的防⽕防爆牆建設。它具有以下優點：

* 防⽕性能優異，通過CNS耐燃⼀級和室內防⽕牆防⽕時效3⼩時測試

* 重量輕，占地⾯積⼩，施⼯速度快

* 可靈活應⽤於牆體和天花板

* 成本較低

2. 防⽕時效要求

根據經濟部標準檢驗局公告的「⼾外電池儲能系統案場驗證技術規範」，儲能系統防⽕牆的防⽕時效需經相關機構認可。

三、相關標準和規範

儲能系統防⽕防爆設計需要遵循相關標準和規範，例如：

* CNS 10205 消防緊急⽤電蓄電池設備

* CNS 62619 含鹼性或其他⾮酸性電解質之⼆次單電池及電池組－應⽤於產業之⼆次鋰單電池及電池組的安全要求

* CNS 62933-1 電能儲存系統(EESS)－第1部：詞彙

* CNS 62933-5-1 電能儲存系統(EESS)－第5-1部：並網式電能儲存系統之安全考量⼀般規定

* CNS 62933-5-2 電能儲存系統(EESS)－第5-2部：並網式電能儲存系統之安全要求電化學系統

* 台灣電⼒股份有限公司儲能系統並聯技術要點

* 台灣電⼒股份有限公司電⼒交易平臺公告事項2-2：並網型儲能設備並網申請作業程式

* IEC 62619:2017 ⼆次電池及含鹼性或其他⾮酸性電解質之⼆次鋰單電池及電池組安全要求

* IEC 60730-1 Annex H:2013 ⾃動電氣控制 - 第1部分：⼀般要求

* IEEE 1547:2003 分散式資源與電⼒系統互聯標準

* NFPA 855:2020 固定式能源儲存系統安裝標準

四、⾵險評估

在進⾏儲能系統防⽕防爆設計之前，需要進⾏⾵險評估，評估熱失控釋放的能量、氣體成分、排放措施、防⽕措施、⽕災探測和⾃動滅⽕⽅式等。

總之，儲能系統熱失控防⽕防爆設計是保障系統安全的重要環節。通過合理的洩爆設計和防⽕牆設計，可以有效降低熱失控帶來的⾵險，確保儲能系統的安全運⾏。

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