Modelowanie CFD pożarów magazynów energii z systemami gaszenia mgłą wodną
DOI:
https://doi.org/10.36119/15.2025.10.3Słowa kluczowe:
baterie, pożar, magazyn energii, CFDAbstrakt
Wraz z dynamicznym rozwojem technologii magazynowania energii, opartych na bateriach litowo-jonowych, problem ich bezpieczeństwa pożarowego nabiera coraz większego znaczenia. Baterie te, zawierające palne elektrolity organiczne, w warunkach przegrzania, przeciążenia lub uszkodzeń mechanicznych mogą ulec zjawisku ucieczki termicznej, prowadzącej do emisji gazów, zapłonów wtórnych, a nawet eksplozji. Artykuł prezentuje wyniki badań numerycznych (CFD) dotyczących skuteczności systemów gaszenia z użyciem niskociśnieniowej mgły wodnej w pomieszczeniach magazynów energii. Badania wykazały, że choć mgła wodna nie zatrzymuje samego procesu ucieczki termicznej w pojedynczym ogniwie, znacząco ogranicza propagację ognia, obniża temperaturę oraz redukuje ryzyko zapalenia sąsiednich modułów. Modelowanie CFD w programie Fire Dynamics Simulator pozwoliło na odwzorowanie warunków pożarowych od poziomu pojedynczego ogniwa, aż po skalę pełnego pomieszczenia magazynowego, potwierdzając wysoką skuteczność mgły wodnej w kontrolowaniu rozwoju pożaru. Wyniki badań podkreślają konieczność stosowania systemów gaszenia jako uzupełnienia zabezpieczeń wewnętrznych baterii oraz wskazują na możliwości dalszej optymalizacji rozkładu dysz i wielkości kropel w projektowaniu instalacji ochrony przeciwpożarowej dla magazynów energii za pomocą symulacji komputerowych CFD.
Pobrania
Bibliografia
X. Feng, D. Ren, X. He, and M. Ouyang, “Mitigating Thermal Runaway of Lithium-Ion Batteries,” Joule, vol. 4, no. 4, pp. 743–770, 2020, doi: 10.1016/j.joule.2020.02.010.
H. Joachin, T. D. Kaun, K. Zaghib, and J.Prakash, “Electrochemical and Thermal Studies of LiFePO4 Cathode in Lithium-Ion Cells,” 2008. doi: 10.1149/1.2943220.
D. Mishra, R. Tummala, T. Brigmon, and A. Jain, “Simulations-based investigation of the effectiveness of fire suppression techniques for safe, large-scale storage of Li-ion batteries,” J Energy Storage, vol. 84, no. PB, p. 110870, 2024, doi: 10.1016/j.est.2024.110870.
Pobrania
Opublikowane
Licencja
Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa 4.0 Międzynarodowe.
Authors retain copyright and grant the journal the right of first publication, with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License, which permits others to share the work with appropriate acknowledgment of the authorship and initial publication in this journal.
