نواة التحذير المبكر لسلامة تخزين الطاقة! ٣ أجهزة استشعار تحمي "الخط الدفاعي الأول" ضد الاندفاع الحراري

وبوصفها مشروعاً رئيسياً لالتقاط الطاقة وتخزينها وإطلاقها عند الطلب، فقد شهدت مشاريع تخزين الطاقة انتشاراً واسعاً في أنظمة الطاقة، والمركبات الكهربائية الجديدة، وتخزين الطاقة المنزلي، وغيرها من المجالات. ومن خلال تقنيات مثل التخزين بالضخ، وبطاريات الليثيوم، والهواء المضغوط، لا تضمن هذه المشاريع استقرار الشبكة الكهربائية فحسب، بل وتدعم أيضاً استهلاك مصادر الطاقة المتجددة. ومع ذلك، وبسبب تكرار وقوع حوادث الحرائق الناجمة عن الانفجار الحراري في بطاريات الليثيوم-أيون، أصبحت مسألة السلامة محور اهتمام الصناعة، ويُعَدّ كشف الغازات الوسيلة الأساسية للحيلولة دون تفاقم الانفجار الحراري ليصل إلى حد الانفجارات.

أولاً: نقطة الألم في سلامة أنظمة تخزين الطاقة: هذه الغازات هي «القاتلات غير المرئية» للانفجار الحراري

تنتج الحوادث الأمنية الناجمة عن الانهيار الحراري لبطاريات الليثيوم عن مختلف الغازات الخطرة التي تُطلق أثناء هذه العملية، إلى جانب احتمال تسرب الهيدروجين في أنظمة تخزين طاقة الهيدروجين، والتي تشكل معًا مخاطر أمنية:

• المرحلة المبكرة من الانهيار الحراري: يتحلل فيلم واجهة الإلكتروليت الصلب (SEI) الموجود على القطب السالب، ويذوب الفاصل ويقل حجمه، مما يؤدي إلى إطلاق الهيدروجين (H₂) والمركبات العضوية المتطايرة (VOCs)؛

• المرحلة المُشَدَّدة من الانهيار الحراري: يتسبب التوصيل القصير بين القطب الموجب والقطب السالب في تفاعلات عنيفة تُنتج أول أكسيد الكربون (CO) والميثان (CH₄) والإيثيلين (C₂H₄)، وغيرها؛

• المخاطر الأساسية: معظم هذه الغازات قابلة للاشتعال و/أو سامة. وبمجرد أن تصل تركيزاتها إلى الحد الأدنى لقابلية الاشتعال (LFL)، فقد تشتعل أو تنفجر عند تعرضها لللهب المكشوف أو درجات الحرارة المرتفعة، مما يعرّض سلامة الأشخاص والمعدات للخطر.

وبالتالي، فإن المراقبة الدقيقة للغازات المميزة مثل الهيدروجين (H₂) والمركبات العضوية المتطايرة (VOCs) وأول أكسيد الكربون (CO) أمرٌ بالغ الأهمية للإنذار المبكر بحدوث الانفلات الحراري ومنع تفاقم الخطر.

ثانيًا. الحل الأساسي: أجهزة الاستشعار المدمجة من نوع MST لتغطية الإنذار المبكر في جميع المراحل للانفلات الحراري

للاستجابة لاحتياجات مراقبة الغاز في مشاريع تخزين الطاقة، أطلقت شركتنا «حلاً مدمجًا للإنذار المبكر في جميع المراحل» — وهو جهاز استشعار الغاز الطيفي MST136 مع أجهزة استشعار كهروكيميائية من طراز MST140/MST141، والتي توازن بين الكشف عالي الدقة والاستجابة السريعة، وتتكيف تمامًا مع سيناريوهات مختلفة مثل بطاريات الليثيوم وتخزين الطاقة الهيدروجينية.

1. الإنذار المبكر: مستشعر جودة الهواء (الرائحة) MST136

في المرحلة المبكرة من الانهيار الحراري، تكون المركبات العضوية المتطايرة (VOCs) أول ما يُطلق خلال مرحلة انبعاث الغازات، وتؤدي وظيفة "إشارات التحذير المبكر". وبصفته مستشعر غاز واسع النطاق، يتمتع المستشعر MST136 بحساسية عالية جدًّا تجاه الغازات المختزلة على شكل آثار (بما في ذلك المركبات العضوية المتطايرة)، ما يمكنه من اكتشاف الإشارات غير الطبيعية قبل أن تصل البطارية إلى درجة الحرارة الحرجة، وبالتالي كسب وقت استجابة قيّم للموظفين.

• المزايا الأساسية: الحساسية العالية، التكلفة المنخفضة، العمر الافتراضي الطويل، واستهلاك الطاقة المنخفض، وهي مناسبة لاحتياجات المراقبة طويلة الأمد في مشاريع تخزين الطاقة؛

• الوظيفة الأساسية: تشغيل تحذير مبكر بعنوان "مشبوه" وبدء إجراءات الفحص الأولي.

٢. تأكيد المخاطر: مستشعر الغاز الكهروكيميائي MST141

مع تقدم ظاهرة الانهيار الحراري، تطلق بطاريات الليثيوم كمّاً كبيراً من الهيدروجين (H₂). وبما أن الهيدروجين شديد الاشتعال والانفجار، فهو مؤشر أساسي لتقييم تصاعد المخاطر. ويمكن لجهاز MST141 رصد تركيز الهيدروجين بسرعة ودقة، مما يوفّر رؤيةً فوريةً لتراكم الغازات القابلة للاشتعال.

• المزايا الأساسية: سرعة استجابة عالية ودقة كشف ممتازة، تتيح اكتشاف التغيرات في التركيز بدقة؛

• الوظيفة الأساسية: تأكيد مستوى الخطر، وتوجيه العاملين لاتخاذ إجراءات تدخل مثل التهوية وقطع التيار الكهربائي لتفادي الانفجارات.

٣. الاستجابة الطارئة: حساس كهروكيميائي MST140

يشير الارتفاع الكبير في تركيز أول أكسيد الكربون (CO) إلى أن الانهيار الحراري قد دخل مرحلة عنيفة وأكثر خطورة، وقد يرافق ذلك ظهور ألسنة نيران مكشوفة أو ارتفاع شديد في درجات الحرارة. وعند هذه النقطة، يجب على المفتشين ارتداء كواشف محمولة، ويجب إجراء مراقبة وقائية فورية مسبقة. وتتميّز وحدة MST140 باستجابتها الفائقة السرعة لأول أكسيد الكربون وهيكلها المقاوم للتسرب بشكل فريد، ما يجعلها مناسبة لتطبيقات المراقبة الوقائية والكشف المحمول.

• المزايا الأساسية: استجابة فائقة السرعة وهيكل موثوق به، مناسب لكلا الاستخدامين: المراقبة الثابتة والتفتيش المتنقّل؛

• الوظيفة الأساسية: إصدار إنذار «إجراء فوري» لتذكير العاملين بإخلاء الموقع عاجلًا وتفعيل خطة الاستجابة الطارئة.

تتيح المراقبة المدمجة لـ «H₂ + TVOC + CO» عملية اتخاذ قرارات دقيقة تبدأ من «إنذار مشبوه → تأكيد الخطر → الاستجابة الطارئة»، مما يضمن الحفاظ بثبات على خط السلامة في مشاريع تخزين الطاقة.

تذكير ودّي

يجب أن يركّز اكتشاف الغاز في مشاريع تخزين الطاقة على "التغطية الكاملة لمراحل المشروع" و"الاستجابة السريعة": الاعتماد على مراقبة المركبات العضوية المتطايرة (VOCs) لرصد المؤشرات المبكرة، واستخدام الهيدروجين للتحقق من المخاطر في المرحلة المتوسطة، والاعتماد على أول أكسيد الكربون للتحذير من حالات الطوارئ في المرحلة المتأخرة. ويجب إعطاء الأولوية لتثبيت أجهزة الاستشعار داخل حجرات البطاريات، والزوايا الميتة في خزائن تخزين الطاقة ومناطق تراكم الغاز لضمان عدم وجود أي نقاط عمياء في عملية المراقبة.

التوجيه التفاعلي

هل يواجه مشروعك لتخزين الطاقة تحديات في الإنذار المبكر بالانفلات الحراري؟ أم ترغب في التعرّف على خطط التكيّف المحددة التي وضعتها أجهزة الاستشعار المدمجة من شركة MST (مثل سيناريوهات تخزين الطاقة بالبطاريات الليثيومية أو تخزين الطاقة بالهيدروجين)؟ يُرجى إرسال رسالة خاصة تحتوي على العبارة: "مستشعرات تخزين الطاقة + نوع المشروع"، وسنقدّم لك استشارة فنية شخصية وحلولًا مخصصة!