Se concentrer sur le matériel pour arrêter les incendies dans les projets de stockage d'énergie

L’industrie du stockage d’énergie connaît une transformation remarquable. Au cours des cinq prochaines années, la capacité de stockage d’énergie aux États-Unis devrait croître de près de 500 %. Cette croissance est tirée par la prolifération des énergies renouvelables, qui ont positionné les batteries à l’échelle du réseau comme un élément essentiel de notre infrastructure énergétique, assurant l’équilibre et la résilience des réseaux électriques.

Cependant, les incendies dans les systèmes de stockage d'énergie ont jeté une ombre sur l'ascension par ailleurs rapide de l'industrie. Même si les incendies dans le secteur du stockage d'énergie constituent un défi complexe nécessitant une réponse intégrée, il est crucial que les fabricants se concentrent sur le développement et l'installation de matériel capable d'empêcher le déclenchement et la propagation des incendies.

Le matériel joue un rôle crucial en scellant les batteries contre les corps étrangers susceptibles de déclencher des incendies, en maintenant des températures de fonctionnement standard et en les protégeant contre les irrégularités électriques. Pour garantir la sécurité, la fiabilité et une croissance soutenue, les fabricants du secteur du stockage d’énergie doivent remédier aux faiblesses de leur arsenal matériel. Nous devons mettre l’ensemble du secteur aux normes – puis aller encore plus loin.

Tous les fabricants doivent s'assurer que leurs batteries sont protégées des liquides et solides qui pourraient pénétrer dans leurs batteries. La condensation, la poussière et d'autres corps étrangers peuvent déclencher des incendies si le boîtier ou le module de la batterie n'est pas correctement scellé. L'indice de protection (IP) évalue la résistance d'un système à ces substances étrangères, agissant comme la première ligne de défense contre les sources d'inflammation potentielles.

Pour le boîtier de batterie (le boîtier de protection externe qui entoure et contient les composants d'un système de batterie), l'indice IP minimum requis est IP 55, un niveau d'efficacité d'étanchéité relativement élevé. À ce niveau sur l'échelle IP, les boîtiers sont protégés contre une pénétration limitée de poussière et contre des jets d'eau à basse pression provenant de toutes les directions. Il n'y a pas d'indice IP minimum pour les modules (les unités autonomes de cellules de batterie au sein d'un système plus vaste), mais les principaux fabricants devraient viser un indice qui correspond au boîtier. Cela garantit que les modules restent scellés pendant les activités de maintenance ou en cas de défaillance de l'étanchéité du boîtier, réduisant ainsi le risque d'exposition à des corps étrangers.

En concevant et en mettant en œuvre méticuleusement des boîtiers et des modules à indice de protection élevé, les fabricants peuvent créer une barrière robuste qui scelle efficacement les composants cruciaux des éléments.

Cependant, toutes les batteries ne peuvent pas être scellées efficacement. Par définition, les systèmes de batteries refroidis par air sont plus exposés aux corps étrangers pénétrant dans le boîtier ou le module que les systèmes refroidis par liquide. Le refroidissement par air consiste à utiliser l’air ambiant pour dissiper la chaleur générée par le système de stockage d’énergie. Une fois que la poussière ou la saleté pénètre dans un système refroidi par air, elle peut être recirculée dans tout le boîtier. Le refroidissement liquide, quant à lui, utilise un système de circulation pour faire passer un liquide de refroidissement à travers une plaque froide ou des tuyaux à l'intérieur du système de batterie.

Même si tout système est susceptible de voir des corps étrangers briser les joints, toute faiblesse IP dans un système refroidi par air sera rapidement découverte. En comparaison, les systèmes refroidis par liquide sont plus résistants. Ils devraient subir un dysfonctionnement critique ou des dommages externes pour permettre à des corps étrangers de pénétrer dans la batterie.

Cependant, choisir entre le refroidissement par air et le refroidissement par liquide a également des implications au-delà de l’étanchéité efficace de la batterie. Les systèmes de refroidissement sont un élément fondamental pour maintenir des températures de fonctionnement sûres au sein d’une batterie. L’un des principaux risques d’incendie associés aux batteries lithium-ion est l’emballement thermique – une réaction en chaîne au sein de la batterie qui peut démarrer à partir d’un court-circuit, d’un défaut de fabrication, d’une chaleur externe, d’une surcharge ou d’un dommage physique. Une fois qu’une cellule entre en emballement thermique, elle peut produire suffisamment de chaleur pour amener les cellules adjacentes à faire de même, entraînant une défaillance en cascade. Les systèmes de refroidissement sont responsables du refroidissement et de la gestion thermique afin de prévenir ou d'atténuer l'emballement thermique.