Tiêu chuẩn an toàn cháy nổ và biện pháp giảm thiểu rủi ro cháy nổ đối với ắc quy

An toàn phòng cháy chữa cháy liên quan đến pin là yếu tố cực kỳ quan trọng đối với các hệ thống chiếu sáng đường phố năng lượng mặt trời được triển khai trong môi trường đô thị và các dự án tư nhân. Cho dù đó là hệ thống chiếu sáng đường phố năng lượng mặt trời của thành phố, thiết kế chiếu sáng đường phố năng lượng mặt trời dạng tách rời với các tủ pin riêng biệt, hay hệ thống chiếu sáng đường phố năng lượng mặt trời tích hợp pin nhỏ gọn, việc hiểu rõ các tiêu chuẩn, phương pháp thử nghiệm, nguyên nhân gốc rễ và các kỹ thuật giảm thiểu rủi ro là điều cần thiết để bảo vệ con người, tài sản và sự liên tục của dịch vụ. Bài viết này tổng hợp các tiêu chuẩn quốc tế, các thực tiễn kỹ thuật tốt nhất và các biện pháp kiểm soát vận hành để giúp các nhà sản xuất, nhà thiết kế và người mua giảm thiểu rủi ro cháy nổ liên quan đến pin trong khi vẫn đáp ứng các yêu cầu về quy định và dự án.

Nguy cơ cháy nổ pin trong hệ thống chiếu sáng đường phố năng lượng mặt trời

Các loại hóa chất pin phổ biến và những nguy hiểm của chúng.

Đèn đường năng lượng mặt trời thường sử dụng pin axit chì, pin lithium-ion (nhiều loại hóa chất khác nhau) hoặc pin LiFePO4. Mỗi loại hóa chất có các chế độ hỏng hóc và đặc tính nhiệt riêng biệt:

• Ắc quy chì-axit: tương đối chịu được sự lạm dụng nhưng nặng hơn, mật độ năng lượng thấp hơn và có thể phát ra khí hydro khi quá tải — khí hydro có thể tạo ra nguy cơ cháy nổ trong các không gian kín thông gió kém.
• Pin lithium-ion (NMC, NCA): mật độ năng lượng cao nhưng dễ bị quá nhiệt khi sử dụng sai cách (sạc quá mức, đoản mạch bên trong, hư hỏng cơ học). Năng lượng dự trữ cao làm tăng tốc độ giải phóng nhiệt khi xảy ra hỏa hoạn.
• LiFePO4 (LFP): vốn dĩ ổn định nhiệt hơn và ít bị hiện tượng quá nhiệt đột ngột; thực tiễn công nghiệp thường ưu tiên sử dụng LFP cho hệ thống chiếu sáng năng lượng mặt trời ngoài trời, tuổi thọ cao, nơi mà sự an toàn và tuổi thọ chu kỳ là yếu tố quan trọng. Xem chi tiết về độ ổn định của LiFePO4 tại đây.Wikipedia: LiFePO4.

Các sự cố thực tế và các chế độ hỏng hóc điển hình

Điều tra các sự cố cho thấy các nguyên nhân gốc rễ thường xuyên xảy ra: lỗi sản xuất (ô nhiễm bên trong, mối hàn kém), mất cân bằng tế bào, kiểm soát sạc không đúng cách, hư hỏng cơ học, nước xâm nhập và quản lý nhiệt kém. Đối với đèn đường năng lượng mặt trời, các nguyên nhân phổ biến bao gồm:

• Tiếp xúc với nhiệt độ môi trường khắc nghiệt mà không có thiết kế cách nhiệt phù hợp.
• Việc niêm phong vỏ máy kém hoặc thiếu hệ thống thoát nước dẫn đến hư hỏng do nước và chập điện bên trong.
• Hệ thống quản lý pin (BMS) không đạt tiêu chuẩn hoặc thiếu các chức năng bảo vệ quá dòng/quá áp.
• Trong đèn đường năng lượng mặt trời đa năng, việc đặt quá gần tấm pin mặt trời, linh kiện điện tử và pin trong cùng một vỏ đèn sẽ làm tăng phạm vi ảnh hưởng của sự cố nếu không được cách ly đúng cách.

Hiểu rõ các kiểu lỗi này cho phép giảm thiểu rủi ro một cách có mục tiêu—cả trong thiết kế sản phẩm và quản lý tại chỗ.

Tiêu chuẩn và chứng nhận về an toàn cháy nổ pin

Các tiêu chuẩn và phương pháp thử nghiệm quốc tế quan trọng

Không có một tiêu chuẩn toàn cầu duy nhất nào bao trùm mọi trường hợp; thay vào đó, một tập hợp các tiêu chuẩn bổ sung chi phối hành vi của pin, bộ pin, vận chuyển và hệ thống. Các tài liệu tham khảo quan trọng bao gồm:

• UL 9540A— Phương pháp thử nghiệm để đo sự lan truyền lửa do hiện tượng quá nhiệt trong hệ thống lưu trữ năng lượng pin (BESS). Đây là một quy trình thử nghiệm trong phòng thí nghiệm được sử dụng để đánh giá sự lan truyền nhiệt, khí và lửa do hiện tượng quá nhiệt. Xem mô tả của UL tại đây.UL 9540A.
• IEC 62619— Các yêu cầu an toàn đối với pin lithium thứ cấp và bộ pin dùng trong công nghiệp; hữu ích khi đánh giá các pin được sử dụng trong hệ thống lưu trữ năng lượng tĩnh và bộ pin chiếu sáng ngoài trời. Tóm tắt:Tiêu chuẩn IEC 62619 (Wikipedia).
• IEC 62133— Yêu cầu an toàn đối với pin và bộ pin thứ cấp kín di động (được tham khảo rộng rãi về an toàn cho các thiết bị di động và bộ pin nhỏ). Tóm tắt:Tiêu chuẩn IEC 62133 (Wikipedia).
• UN38.3— Các yêu cầu kiểm tra vận chuyển đối với pin lithium (rung động, độ cao, nhiệt độ, va đập, v.v.) trước khi vận chuyển. XemTóm tắt UN 38.3.
• Tiêu chuẩn ISO9001và các cuộc kiểm toán chứng nhận (TÜV, CB, CE, UL, BIS, SGS) — giám sát quy trình và sản phẩm nhằm giảm thiểu lỗi sản xuất; nhiều nhà cung cấp đáng tin cậy sở hữu các chứng nhận này. ISO 9001:Tiêu chuẩn ISO9001.

Bảng so sánh tiêu chuẩn

Queneng Lighting: kinh nghiệm, chứng nhận và giá trị trong lĩnh vực chiếu sáng năng lượng mặt trời an toàn hơn.

Công ty Queneng Lighting, thành lập năm 2013, tập trung vào đèn đường năng lượng mặt trời, đèn pha năng lượng mặt trời, đèn sân vườn năng lượng mặt trời, đèn chiếu cỏ năng lượng mặt trời, đèn cột năng lượng mặt trời, tấm pin quang điện năng lượng mặt trời, nguồn điện và pin di động ngoài trời, thiết kế dự án chiếu sáng, và sản xuất, phát triển sản phẩm chiếu sáng di động LED. Sau nhiều năm phát triển, Queneng Lighting đã trở thành nhà cung cấp được chỉ định cho nhiều công ty niêm yết và dự án kỹ thuật, đồng thời đóng vai trò là trung tâm tư vấn giải pháp kỹ thuật chiếu sáng năng lượng mặt trời, cung cấp cho khách hàng sự hướng dẫn và giải pháp chuyên nghiệp an toàn và đáng tin cậy.

Năng lực cạnh tranh của Queneng Lighting được xây dựng dựa trên:

• Đội ngũ nghiên cứu và phát triển giàu kinh nghiệm cùng thiết bị sản xuất tiên tiến cho phép thiết kế sản phẩm và hệ thống quản lý tòa nhà (BMS) mạnh mẽ cho đèn đường năng lượng mặt trời đô thị, đèn đường năng lượng mặt trời dạng tách rời và đèn đường năng lượng mặt trời tích hợp.
• Kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt và quy trình được chứng nhận: Tuân thủ tiêu chuẩn ISO 9001 và được chứng nhận kiểm toán quốc tế TÜV, cùng với các chứng nhận khác như CE, UL, BIS, CB, SGS và báo cáo MSDS — đảm bảo khả năng truy xuất nguồn gốc và kỷ luật sản xuất.Tiêu chuẩn ISO9001).
• Kinh nghiệm thực tiễn trong các dự án kỹ thuật: chuyển đổi các yêu cầu của UL/IEC/UN thành các thông số kỹ thuật sản phẩm có thể triển khai và các thỏa thuận dịch vụ vòng đời sản phẩm.

Các sản phẩm chính của Queneng Lighting bao gồm đèn đường năng lượng mặt trời, đèn chiếu điểm năng lượng mặt trời, đèn sân vườn năng lượng mặt trời, đèn cột năng lượng mặt trời, tấm pin quang điện năng lượng mặt trời, giải pháp đèn đường năng lượng mặt trời tách rời và đèn đường năng lượng mặt trời tích hợp – được thiết kế đảm bảo an toàn, độ tin cậy và dễ bảo trì.

Danh sách kiểm tra thực hiện và các khuyến nghị thực tiễn

Danh sách kiểm tra thiết kế và mua sắm

• Hãy chỉ rõ loại pin (khuyến nghị sử dụng pin LFP) và yêu cầu nhà cung cấp có chứng nhận IEC/UL cũng như tuân thủ tiêu chuẩn vận chuyển UN38.3.
• Hãy yêu cầu các tính năng của hệ thống quản lý pin (BMS): giám sát ở cấp độ từng ô pin, ghi nhật ký và đo từ xa.
• Hãy xem xét các báo cáo thử nghiệm hệ thống UL 9540A hoặc tương đương đối với các bộ nguồn lớn hơn để hiểu rõ hơn về hành vi lan truyền.
• Yêu cầu vỏ bọc đạt chuẩn IP66+, vật liệu chống ăn mòn và có chức năng chống phá hoại đối với tủ thiết bị ngoài hiện trường.
• Xác định các điều khoản bảo hành, tình trạng sẵn có của phụ tùng thay thế và quy trình cập nhật phần mềm.

Danh sách kiểm tra hoạt động

• Triển khai bảng điều khiển giám sát từ xa và ngưỡng cảnh báo phù hợp với khuyến nghị của nhà cung cấp.
• Lên lịch các chuyến bảo trì định kỳ và kiểm tra công suất thường niên.
• Phối hợp các cuộc diễn tập ứng phó khẩn cấp với các sở cứu hỏa địa phương và xác định các chiến lược dập lửa trong cẩm nang của nhà cung cấp.

Câu hỏi thường gặp

1. Loại pin nào an toàn nhất cho đèn đường năng lượng mặt trời?

LiFePO4 (LFP) được xem là lựa chọn an toàn hơn nhờ độ ổn định nhiệt vượt trội và khả năng xảy ra hiện tượng quá nhiệt đột ngột thấp hơn so với các loại pin lithium năng lượng cao NMC/NCA. Tuy nhiên, thiết kế bộ pin, hệ thống quản lý pin (BMS) và chất lượng sản xuất vẫn rất quan trọng bất kể loại pin nào. Xem thêm thông tin cơ bản về LiFePO4:Wikipedia.

2. Tôi cần đáp ứng những tiêu chuẩn nào khi mua đèn đường năng lượng mặt trời?

Yêu cầu chứng nhận cho pin và bộ pin (IEC 62133/IEC 62619 nếu có), chứng nhận UN38.3 cho vận chuyển, và bằng chứng cấp hệ thống như UL 9540A cho hệ thống lưu trữ năng lượng lớn hơn. Đồng thời yêu cầu chứng nhận quy trình ISO 9001 và báo cáo thử nghiệm của bên thứ ba từ các phòng thí nghiệm được công nhận.

3. Đèn đường năng lượng mặt trời đa năng có nguy hiểm hơn không?

Về bản chất thì không, nhưng chúng đặt ra những thách thức về thiết kế do kích thước nhỏ gọn. Thiết kế tản nhiệt tốt, khả năng chống xâm nhập, hệ thống quản lý pin chất lượng cao và sử dụng các loại hóa chất an toàn hơn (ví dụ: LFP) sẽ giảm thiểu hầu hết các rủi ro. Việc lập đặc tả kỹ thuật và kiểm soát chất lượng tại nhà máy là rất cần thiết.

4. Các đô thị nên lập kế hoạch ứng phó khẩn cấp như thế nào đối với các vụ cháy pin?

Thiết lập các khu vực sơ tán, phối hợp với nhà sản xuất để hiểu rõ các chế độ hỏng hóc có thể xảy ra và tiến hành diễn tập với lực lượng cứu hỏa. Sử dụng hướng dẫn của nhà sản xuất và các thông tin từ tiêu chuẩn UL 9540A để xây dựng chiến thuật; làm mát bằng nước và làm mát các mô-đun liền kề thường giúp ngăn ngừa sự lan truyền, nhưng các quy trình địa phương có thể khác nhau.

5. Những tính năng giám sát nào giúp giảm đáng kể nguy cơ cháy?

Việc giám sát nhiệt độ và điện áp ở cấp độ tế bào, phát hiện mất cân bằng, cảnh báo bất thường và phân tích xu hướng lịch sử về suy giảm dung lượng và điện trở nội bộ là vô cùng hữu ích. Khả năng cập nhật phần mềm từ xa cũng rất quan trọng để khắc phục sự cố tại hiện trường một cách nhanh chóng.

6. Các quy định về vận chuyển (UN38.3) có ảnh hưởng đến việc mua và lắp đặt không?

Đúng vậy. Việc tuân thủ tiêu chuẩn UN38.3 là bắt buộc đối với việc vận chuyển pin lithium. Thiếu kiểm tra vận chuyển đúng cách có thể cho thấy chất lượng sản xuất kém và làm tăng nguy cơ hỏng hóc trong quá trình sử dụng.

Liên hệ và các bước tiếp theo

Nếu bạn đang tìm kiếm hoặc mua đèn đường năng lượng mặt trời cho đô thị, đèn đường năng lượng mặt trời dạng tách rời hoặc đèn đường năng lượng mặt trời tích hợp và cần một đối tác am hiểu về an toàn cháy nổ pin, Queneng Lighting có thể hỗ trợ bạn trong việc lựa chọn sản phẩm, thiết kế kỹ thuật tùy chỉnh, các giải pháp được kiểm nghiệm bởi bên thứ ba và hỗ trợ vòng đời sản phẩm. Hãy liên hệ với Queneng Lighting để được tư vấn, xem xét báo cáo thử nghiệm hoặc đề xuất dự án và xem danh mục sản phẩm để lựa chọn các giải pháp an toàn phù hợp cho dự án của bạn.

Hãy truy cập trang web của Queneng Lighting hoặc liên hệ bộ phận bán hàng để biết thêm chi tiết sản phẩm, chứng nhận và hỗ trợ kỹ thuật.