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NFPA正计划发布一份新的急需的文件,NFPA 855固定储能系统(ESS)安装标准。该文件正处于自定义2020代码开发修订周期中,如果该文件成功通过该过程,则计划于2020年8月由标准委员会发布。本专栏的重点将放在使用电池进行存储的ES系统上。
住在阿罗哈州的一大好处就是我们的天气和阳光明媚的日子。有幸参观我们的人可能会注意到,即使下雨,太阳也很灿烂。我们称之为液态阳光。
太阳使夏威夷成为利用太阳发电的好地方。《科学美国人》最近指出,屋顶太阳能系统产生了夏威夷33%的电力。
在我们家里,屋顶太阳能热水和光伏系统提供了我们大约70%的电力需求。这包括在工作日没有人在场的时候开空调,这样我们的狗狗就可以在凉爽舒适的环境中悠闲地度过一天。
在檀香山安装的第一个具有成本效益的住宅消费光伏(PV)系统只是产生电力并反馈到电网中。幸运的早期客户与公用事业公司签订了净计量协议,产生的多余电力反馈到系统中,使电表向后运行。从某种意义上说,这些家庭每使用一次千瓦时,就能得到一比一的补偿。
这个净计量项目变得如此受欢迎以至于我们的电力公司不堪重负以至于它破坏了电网的稳定。请记住,火奴鲁鲁不具备与邻近公用事业公司共享电力的优势。
这个问题最终导致了对净计量计划的改进,现在新的住宅用户的系统向电网反馈的电力只补偿了他们为公用事业公司产生的电力的一小部分。
当公用事业公司改变净计量协议时,光伏系统的销量大幅下降,大多数系统供应商都破产了。太阳能光伏对房主来说不再是一笔好交易。
最近在光伏存储系统电池的发展方面的改进使这些系统对住宅消费者来说是负担得起的和具有成本效益的,并且该行业开始缓慢复苏。
我可能不懂,但我不明白为什么我们当地的电力公司如此致力于让夏威夷使用100%的可再生能源。我们的大部分能源来自化石燃料的燃烧。我经常开玩笑说,它目前的商业模式是卖越来越少的电,卖越来越高的价格。在其荒谬的极端,该模型导致以无限的价格出售无电。
我感兴趣的是存储系统能够产生额外的30%,并最终脱离电网。
如前所述,在旧的净计量制度下,我享有特权。但是每月的连接费用有个小问题。不管一个人用多少电,公用事业公司都会收取接驳费。目前,它是一个非常合理的18个月。有人担心,公用事业公司延长当前商业模式的一种方法将是大幅提高接驳费(当然,这纯粹是这位阴谋论者的猜测)。
消防安全问题
我们都知道为什么某些电池不能放在航空公司的托运行李中。此外,我们许多业内人士都知道,正在进行的研究是为了解决仓库中锂离子电池存储的特殊保护需求。
太阳能光伏系统的电池存储系统的普及导致了对这些系统的消防安全的关注。看起来NFPA 855将解决这些问题。
请注意,以下信息是基于建议的标准草案,并且在NFPA发布最终文件之前肯定会有变化。
NFPA 855的拟议范围是“固定式储能系统(ESS)的设计、建造、安装、调试、运行、维护和退役,包括安装在固定式配置中的移动和便携式ESS”。
ESS被定义为“一个或多个设备,组装在一起,能够存储能量,以便在未来的时间向当地电力负荷、公用事业电网或电网支持提供电能。”
在我们进入拟议标准的主体之前,最好看看附件中几个部分提供的优秀信息,特别是:
附录B提供了包括锂离子电池在内的各种电池类型所涉及的特定火灾危险的示例。附件F包含目前出现在其他规范和标准中的信息。
第4章提供了ESS系统的一般需求,并让我们知道主要问题是什么。
4.1.1通用ESS气体释放。在正常充电、放电和使用过程中,ESS不得释放有毒或剧毒气体,造成超出其所在房间或空间允许暴露限值(PEL)的条件。”
在某些条件下,第4章要求进行危害缓解分析,必须处理以下失效模式:
为AHJ审查分析提供了以下指导。
4.1.4.2。如果分析结果证明下列情况,则AHJ应获准批准危险缓解分析作为ESS装置安全的文件:(1)在4.3.6规定的耐火等级的最短持续时间内,火灾将被控制在无人使用的ESS房间内。(2)在需要的地方提供适当的爆燃保护。(3)在被占用的工作中心的ESS柜允许在火灾情况下人员安全撤离。(4)在正常充放电和运行过程中释放的有毒和剧毒气体不会超过ESS所在区域的PEL。(5)在火灾和其他故障情况下释放的有毒和剧毒气体,在撤离该区域的必要时间内,在建筑物或邻近出口路线上的浓度不会超过立即危及生命或健康的水平。(6)充放电和正常运行时释放的可燃气体不超过LFL的25%。
表4.4.2列出了室内ESS安装所需的消防安全特性清单。该表区分了专用ESS建筑和非专用ESS建筑。在任何一种情况下,室内安装都需要隔离,烟雾和火灾探测以及灭火。
关于分离:“4.3.6分离。含有ESS的房间或空间应通过防火屏障与建筑物的其他区域隔开,防火屏障的最低耐火等级为两小时,水平组件的最低耐火等级为两小时,按照当地建筑规范建造。
对灭火系统的要求反映了缺乏关于如何用洒水装置或替代灭火系统正确保护这些系统的良好信息。
以下内容摘自附录第A.4.11.1节“热失控”。虽然非水基灭火已被证明可以有效地抑制ESS外壳中的B级和C级火灾,但目前的水基和非水基灭火剂可能无法阻止热失控。迄今为止,没有发表的案例研究、测试报告或生成的数据表明有其他情况。
“目前NFPA 855中的保护概念,包括尺寸和间隔,最大额定能量和高度,旨在试图防止热失控事件从一个ESS单元传播到另一个ESS单元,在房间或室外步入式单元内控制火灾,并且不允许它危及暴露。”
目前,该标准包含0.30加仑/分钟/英尺的设计排放标准。2500英尺以上的2个用于喷水灭火系统。根据大规模火灾测试的结果,可以选择使用不同的密度。
如果喷头的有效性得到大规模试验的支持,也可以使用喷头的替代品。
蓄电池存储系统要求
第9章专门讨论电池存储系统。表9.2。电化学ESS技术特定要求指出根据所使用的电池技术类型必须满足的一般要求。表中包含的合规功能包括排气通风,泄漏控制,中和,安全帽,热失控,爆炸控制和尺寸/分离。
拟议的标准还包含第17章中针对一户和两户住宅以及联排别墅单元的具体要求。本章的关键条款是地点要求。
17.5.1.ESS只能安装在以下位置:(1)根据当地建筑规范,安装在与住宅单元生活区和睡眠单元分开的附属车库中;(2)安装在独立车库和独立附属结构中;(3)在室外的外墙或距离门窗至少3英尺(914毫米)的地面上;(4)安装在封闭的公用设施壁橱和存储或公用设施空间中。
“17.5.1.1。如果安装ESS的房间或空间未完成,则房间或空间的墙壁和天花板应保护不小于5/8英寸。X型石膏板。
一户和两户住宅不需要抑制,但有检测的要求。
“17.8.1。相互连接的烟雾报警器应安装在整个住宅中,包括房间、附属车库和符合当地建筑规范的ESS安装区域。”
应该祝贺能源存储系统技术委员会的成员所做的努力。这是一个优秀的标准,写得很好,很容易理解,走在了即将到来的电池存储系统雪崩的前面。
值得重复的是:本专栏是基于目前提出的标准,在我们看到NFPA的最终文件之前,可能会有变化。