Les bateries i els incendis

Els sistemes d'emmagatzematge d'energia distribuïts (DESS) podrien contribuir en les activitats preventives pre-incendis, en respostes correctives i proactives durant el transcurs dels  incendis i en accions de restauració després d’incendis per reduir l’impacte dels incendis obre les xarxes elèctriques.

Durant els darrers anys, els incendis forestals han provocat danys i importants interrupcions  a les xarxes elèctriques. En el 2019, al voltant de 940.000 clients de 38 comtats del nord i de  Califòrnia Central, van estar sense servei elèctric a causa del risc d’incendi. Els incendis forestals de Tasmània a Melbourne, Austràlia, en el 2019 van provocar apagades, que van afectar a més de 30.000 llars i empreses. Per a això, és imprescindible explorar solucions per proporcionar un subministrament elèctric continu i fiable als clients en situacions d'incendi.

Font: T&D world

Els sistemes distribuïts d’emmagatzematge d’energia (DESS) podrien tenir un paper fonamental en la millora de la fiabilitat i la resiliència de les xarxes intel·ligents. Abans dels incendis i com a part de les activitats preventives per reduir els seus impactes, els DESS podrien ajudar a formar sistemes d’energia descentralitzats i a promoure la generació, emmagatzematge i control d’energia local independentment de la xarxa elèctrica principal. El funcionament intel·ligent dels DESS, són una millora per la flexibilitat de les xarxes i augmenten el grau de llibertat en la gestió del flux de la  potència elèctrica. Per tant, durant els casos  d’incendis, els DESS podrien facilitar les respostes correctives i proactives en termes d’assetjament del sistema i configuració de la xarxa. Finalment, després dels incendis, els DESS serien capaços de minimitzar l’impacte dels incendis sobre els clients, l’economia i el sistema, mitjançant l’assistència en accions de restabliment de les càrregues. Tot i això, encara hi ha alguns reptes a causa de les característiques i la naturalesa d’algunes de les tecnologies acctuals  d’emmagatzematge d’energia, com per exemple, el risc d’inflamabilitat i d’explosió de les bateries.

Abans dels casos d’incendis, amb l’objectiu de reduir l’impacte potencial, cal fer un conjunt d’accions preventives per augmentar la resiliència de la xarxa en termes de robustesa i recursos. L'integració dels DESS a les xarxes, es pot considerar com una d’aquestes accions preventives, si els DESS estan equipats amb mecanismes de control intel·ligents. L’energia emmagatzemada als DESS pot proporcionar una inèrcia virtual per a la xarxa i, per tant, augmentar la tolerància i la robustesa del sistema a sobtats disturbis o al desequilibri d’energia causats per incendis. Els DESS poden alliberar energia emmagatzemada de manera eficaç i oportuna, cosa que mitigarà les pertorbacions i amortirà la potencial inestabilitat del sistema. A més, els DESS podrien millorar la capacitat dels recursos per als clients que corren un gran risc de perdre el subministrament. 

Font: Greentech media

Durant les situacions d’incendis, les respostes proactives com ara la reconfiguració de la xarxa, l’aprofitament òptim de les càrregues i /o l’òptim enviament dels sistemes d’energia podrien minimitzar de forma efectiva l’impacte en casos d'incendis. El terreny comú per a totes les anteriors accions correctores, és resoldre el flux de potència òptim restringit per seguretat, que té com a objectiu optimitzar el funcionament de recursos i equips controlables modelant la flexibilitat de la xarxa i les limitacions del sistema. La incorporació dels DESS a les plataformes de les  xarxes intel·ligents, afegeix nous punts de control i relaxa algunes de les limitacions del sistema. Els DESS, augmenten la flexibilitat del sistema i amplien les opsions de solució:

 1) Facilitant la concordança entre l’oferta i la demanda, 

 2) Fent que els recursos renovables siguin despatxables,

 3) Augmentant el rang  de la variació de les càrregues,

Després de casos d’incendis, l’acció més important, és tornar a fer ràpidament que el sistema al funcionament normal. Els mètodes òptims  de restauració tenen com a objectiu minimitzar el temps, minimitzar la pèrdua de potència activa i maximitzar la càrrega servida. Durant el procés de restabliment del sistema d’energia a causa de la seva vulnerabilitat, la insuficient capacitat de regulació i la capacitat de generació limitada, el procés de restauració es realitza de forma seqüencial i gradual al llarg del temps, que normalment és lent. 

Font: Clean Technica

La flexibilitat en la càrrega i descàrrega del DESS, podria ajudar a mantenir constantment l’equilibri oferta-demanda en el procés de restablir i accelerar la normalització del sistema elèctric afectat. A més, en el procés d’entrega d’energia, els DESS podrien proporcionar energia local i reduir les pèrdues d’energia a les línies elèctriques. Com que els DESS es distribueixen pel sistema, l’accessibilitat als recursos després de casos d’incendis pemetrien augmentar la quantitat d'energia servida. A més, els DESS podrien actuar com a recursos de recuperació després d'una falla del sistema elèctric, o bé, la seva energia emmagatzemada es podria utilitzar per iniciar seqüències  d'acoblament de generadors  després d'una falla per poder assumir càrregues més gran. Els DESS es poden fer servir com a càrregues durant  el procés que cal per reduir consum a la xarxa de transport, cosa que minimitza una possible sobretensió als extrems d'aquestes línies  i també redueix, els problemes d’autoexcitació en els generadors. A més, a la primera fase i durant el procés de restauració, la distribució dels fluxos d’energia pot ser força desigual.  

Malgrat les contribucions positives dels DESS en la reducció dels impactes dels incendis forestals a les xarxes elèctriques, el desplegament de tecnologies d’emmagatzematge d’energia, inclou algunes preocupacions. L'explosió i el foc a la instal·lació d'emmagatzematge de les  bateries de 2 MW a la subestació McMicken a l'oest de Fènix han fet aparèixer preocupacions sobre els reptes i els riscos del desplegament de les tecnologies d'emmagatzematge de bateries donada  la seva inflamabilitat i característiques explosives. A més,  les piles de combustible, tots els combustibles adequats que s’utilitzen a les cel·le s’incendien fàcilment i representen, per tant, un important risc d’incendi i explosió. 

L’Associació Nacional de Protecció contra Incendis (NFPA) ha publicat el NFPA 855, que és l’estàndard per al desplegament de sistemes d’emmagatzematge d’energia estacionaris, que cobreix els perills de seguretat contra incendis i la vida associats als sistemes d’emmagatzematge d’energia.

El  NFPA 855 s’ha de seguir per assegurar  una instal·lació tingui un funcionament segur amb diferents tecnologies d’emmagatzematge d’energia, especialment en aplicacions relacionades amb casos d'incendis forestals. 

Font: IEEE Smart Grids