শক্তি সঞ্চয়ের ব্যাটারির নিরাপত্তা কীভাবে নিশ্চিত করা হয়?

শক্তি সঞ্চয় ব্যাটারি এবং থার্মাল রানঅ্যাওয়ে ঝুঁকি

লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি সিস্টেমে তাপীয় ছড়িয়ে পড়া (থার্মাল প্রোপাগেশন) বোঝা

থার্মাল রানঅ্যাওয়ে হল এখনও লিথিয়াম-আয়নের জন্য সবচেয়ে গুরুতর নিরাপত্তা সংক্রান্ত উদ্বেগ শক্তি সঞ্চয়কারী ব্যাটারি , যা ঘটে যখন তাপ উৎপাদনের হার চালানোর সময় তাপ অপসারণের হারকে ছাড়িয়ে যায়। NMC (নিকেল ম্যাঙ্গানিজ কোবাল্ট) এর ক্ষেত্রে এই ডমিনো প্রভাব 160-210°C তাপমাত্রায় শুরু হয় কিন্তু LFP (লিথিয়াম ফেরাস ফসফেট) এর ক্ষেত্রে এটি 270°C এ চলে যায় কারণ কেলাসের মধ্যে এর রাসায়নিক গঠন আরও স্থিতিশীল (থার্ড-পার্টি ল্যাব স্টাডি, 2025)। ব্যর্থতার বিশ্লেষণের তিনটি সম্ভাব্য উদ্দীপক রয়েছে:

• প্রভাব বা সংকোচনের কারণে যান্ত্রিক ক্ষতি
• ওভারচার্জিং বা শর্ট সার্কিটের কারণে বৈদ্যুতিক অপব্যবহার
• অপারেশনাল সীমা ছাড়িয়ে যাওয়া তাপীয় চাপ

২০২৪ সাইন্টিফিক রিপোর্টস এই গবেষণায় দেখা গেছে যে মাল্টি-সেল সিস্টেমগুলিতে ভার্টিক্যাল হিটিংয়ের তুলনায় পাশের দিক থেকে উত্তপ্ত করলে প্রসার হওয়া 34% দ্রুততর হয়, এবং ক্যাসকেডিং ব্যর্থতার সময় সর্বোচ্চ তাপমাত্রা 800°C অতিক্রম করে। ফ্লেম-রিটারড্যান্ট সেপারেটর সহ মডুলার ডিজাইনগুলি এখন নিরাপত্তা সিস্টেমগুলির জন্য গুরুত্বপূর্ণ প্রতিক্রিয়ার সময় প্রদানের জন্য 12-18 মিনিট ধরে সমালোচিত তাপমাত্রার সীমা বিলম্বিত করে।

বিইএসএস ইনস্টলেশনগুলির জন্য আগুন নিয়ন্ত্রণ কৌশল

আধুনিক ব্যাটারি শক্তি সঞ্চয় সিস্টেম (বিইএসএস) প্যাসিভ এবং সক্রিয় উভয় পদ্ধতির সমন্বয়ে তৈরি করা হয়:

1. প্যাসিভ আগুনের বাধা সেরামিক ফাইবার বা ফুলকো আবরণ ব্যবহার করে 1,200°C তাপমাত্রা সহ্য করতে পারে 90+ মিনিট
2. গ্যাস ভেন্টিং সিস্টেম প্রভাবিত মডিউলগুলি থেকে দূরে থার্মাল রানঅ্যাওয়ে উৎপাদনগুলি পুনঃনির্দেশ করে
3. কক্ষ বিভক্ত আবরণ দহন দমনের জন্য অক্সিজেনের উপলব্ধতা সীমিত করুন

2025 সালের একটি বেঞ্চমার্ক বিশ্লেষণে দেখা গেছে যে সংহত ধোঁয়া সনাক্তকরণ এবং তরল শীতলীকরণ ব্যবহার করে স্থাপনের ফলে বায়ু-শীতলীকৃত স্থাপনগুলির তুলনায় 78% পর্যন্ত সম্পূর্ণ পরিসরের তাপীয় ঘটনা কমেছে। NFPA 855-অনুযায়ী মডিউলগুলির মধ্যে 3 ফুট দূরত্ব বজায় রাখা তাপ স্থানান্তরের হার 0.8°C/সেকেন্ডের নিচে নামিয়ে আনে যা ক্রস-ইগনিশন ঝুঁকি আরও হ্রাস করে।

কেস স্টাডি: 2023 ব্যাটারি অগ্নিকাণ্ডের বিশ্লেষণ

2023 সালে একটি বড় পরিমাপের BESS অগ্নিকাণ্ডে তিনটি NMC মডিউলে অস্বাভাবিক স্ব-স্রাব ঘটার ফলে অসনাক্ত তাপ সঞ্চয় ঘটে এবং প্রকৃত ডিজাইনের ত্রুটি প্রকাশ পায়। তদন্তমূলক বিশ্লেষণে প্রাপ্ত গুরুত্বপূর্ণ তথ্যগুলি হল:

• তাপমাত্রা সেন্সরগুলি গুরুত্বপূর্ণ সীমা পার হওয়ার 22 সেকেন্ড পরে তথ্য প্রদান করেছিল
• উচ্চ আর্দ্রতাযুক্ত পরিবেশে আগুনের দেয়ালের যথেষ্ট ক্ষয় প্রতিরোধ ছিল না
• লিথিয়াম-ভিত্তিক আগুন মোকাবেলার জন্য জরুরি প্রতিক্রিয়াকারীদের বিশেষ প্রশিক্ষণের প্রয়োজন ছিল

দুর্ঘটনার পরের অনুকল্পনাগুলি দেখিয়েছে যে জরুরি বন্ধের নতুন প্রোটোকলগুলি সুবিধার 11% ক্ষতি নিয়ন্ত্রণ করতে পারতো, যা প্রকৃতপক্ষে 63% হ্রাস হয়েছিল। এই ঘটনাটি 14টি মার্কিন রাজ্যজুড়ে ডাবল-পথ তাপমাত্রা পর্যবেক্ষণ এবং প্রতি ত্রৈমাসিক তাপীয় ইমেজিং পরিদর্শনের জন্য নিয়ন্ত্রক বাধ্যতামূলক আদেশগুলি ত্বরান্বিত করেছিল।

শক্তি সঞ্চয় ব্যাটারি নিরাপত্তা পরীক্ষণ প্রোটোকলস

UL 9540A বৃহৎ পরিসরে অগ্নিকাণ্ড পরীক্ষণ পদ্ধতি

প্রয়োগ করা হয়েছে আধুনিক নিরাপত্তা পদ্ধতি শক্তি সঞ্চয়কারী ব্যাটারি uL 9540A এর মতো প্রচলিত অগ্নি পরীক্ষা এবং অগ্নি ঝুঁকি মূল্যায়নের উপর ভিত্তি করে, যাতে শৃঙ্খল বিক্রিয়ায় তাপীয় দৌড় এবং ব্যাটারি মডিউল ডিভাইসগুলির ধারাবাহিক ব্যর্থতার মতো সবথেকে খারাপ পরিস্থিতির মডেল অন্তর্ভুক্ত থাকে। নতুনভাবে আপডেট করা UL 9540A (2025) সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারি সহ নতুন প্রযুক্তির মূল্যায়নের অনুমতি দেয় এবং কঠোর অগ্নি ঝুঁকি পর্যালোচনা নিশ্চিত করে। উদাহরণস্বরূপ, পরীক্ষার ফলাফল থেকে বোঝা যায় যে গ্যাস নিঃসরণ নিয়ন্ত্রণের জন্য অগ্নি রেটযুক্ত আবরণ বা ভেন্টিলেশন ইনস্টলেশনের প্রয়োজন আছে কিনা। এখন পাওয়ারপ্যাকের রসায়ন আরও ব্যাপক শ্রেণিতে পড়ে, যা শক্তি সঞ্চয় শিল্পে আরও সাধারণ অগ্রগতি প্রতিফলিত করে।

CSA C800-2025 স্থায়িত্ব মূল্যায়নের প্রয়োজনীয়তা

CSA C800-2025, যার কোডটি আর্গন্নে তৈরি করা হয়েছে, এটি যানবাহন ব্যাটারির জন্য পাশাপাশি মানক এবং ব্যাটারি সিস্টেমগুলির জন্য উন্নত দীর্ঘস্থায়ীতার প্রয়োজনীয়তার উপর জোর দেয়। এর মধ্যে রয়েছে যান্ত্রিক এবং পরিবেশগত দীর্ঘস্থায়ীতা। পরীক্ষা করা হয় 2,000+ ঘন্টা 'অনুকরণ' করা হয় তাপমাত্রা চক্র, কম্পন চাপ যা ভূমিকম্প অঞ্চল 4 এর শর্তের সমতুল্য হবে, আর্দ্রতা প্রকাশ 95% RH-এ। এগুলি নিশ্চিত করে যে ব্যাটারি কেসগুলির মাধ্যমে চরম আবহাওয়ায় ইলেক্ট্রোলাইটগুলি কখনও ফুটবে না, যা বিশেষত উপকূলের অঞ্চলে বা ভূমিকম্পের ঝুঁকির ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ।

ESS নির্ভরযোগ্যতার জন্য তৃতীয় পক্ষের প্রত্যয়ন পদ্ধতি

স্বাধীন প্রত্যয়ন সংস্থাগুলি NFPA 855 এবং IEC 62933 মানগুলির সাথে সামঞ্জস্য রেখে মাল্টি-ফেজ অডিটের মাধ্যমে শক্তি সঞ্চয় সিস্টেমগুলি প্রত্যয়িত করে। এই প্রক্রিয়ায় অন্তর্ভুক্ত রয়েছে:

• উপাদান-স্তরের উপকরণ বিশ্লেষণ (যেমন, অগ্নি-প্রতিরোধী পৃথককরণ অখণ্ডতা)
• ±15% ভোল্টেজ সহনশীলতায় সম্পূর্ণ সিস্টেম অপারেশনাল চাপ পরীক্ষা
• ক্লাউড-কানেক্টেড ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেমের জন্য সাইবার সিকিউরিটি মূল্যায়ন

নির্দিষ্ট সময়ের আগেই সংশ্লিষ্ট কর্মকর্তাদের পরিদর্শন করে নিশ্চিত করা হয় যাতে নিয়ম মেনে চলা হচ্ছে, 2024 এর ইএসএস নিরাপত্তা প্রতিবেদন অনুযায়ী ব্যর্থ অডিটের 93% এর কারণ হয়েছে ভুল তাপীয় সেন্সর ক্যালিব্রেশন।

শক্তি সঞ্চয় ব্যাটারি নিরাপত্তা বৈশিষ্ট্য ডিজাইন

থার্মাল রানঅ্যাওয়ে থেকে শক্তি সঞ্চয়কারী ব্যাটারিগুলির উচ্চ নিরাপত্তার জন্য বহু-স্তরের প্রকৌশল ব্যবস্থার মাধ্যমে নিরাপত্তা ব্যবস্থা অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছে। প্রধান উদ্ভাবনগুলি তিনটি ক্ষেত্রে থেকে উদ্ভূত হয়েছে, যেমন অন-লাইন মনিটরিংয়ের জন্য উন্নত ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম (বিএমএস), আগুন প্রতিরোধক ইলেক্ট্রোলাইট সংযোজন এবং ত্রুটি স্থানীকরণের জন্য মডুলার স্থাপত্য। একসাথে নেওয়া হলে, এই ডিজাইন নীতিগুলি সিস্টেমগুলিকে স্থানীয় ত্রুটির সাথে মোকাবিলা করার ক্ষমতা বাড়ায় এবং বিপর্যয়কর ব্যর্থতার সম্ভাবনা কমায়।

উন্নত ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম (বিএমএস) স্থাপত্য

আধুনিক বিএমএস সিস্টেমগুলি সেল-স্তরের ভোল্টেজ, অভ্যন্তরীণ তাপমাত্রা এবং এসওসি ট্র্যাক করতে প্রেডিক্টিভ অ্যালগরিদম ব্যবহার করে। ঘটনাচক্রে, তাদের পরিচালনের অংশ হিসাবে অস্বাভাবিকতার প্রাথমিক সনাক্তকরণ, যেমন: ওভারচার্জিং বা তাপীয় চাপ, ক্ষতিগ্রস্ত মডিউলগুলির প্রো-অ্যাক্টিভ শাটডাউন ট্রিগার করে যখন ক্ষতির পরিমাণ ঘটে, যথোপযুক্ত। এই সময়মতো হস্তক্ষেপ বাস্তব সময়ে স্থানীয় সমস্যাগুলি পুরো সিস্টেমে তাপীয় ঘটনায় পরিণত হওয়া থেকে বাঁচাতে সাহায্য করে, বিশেষত বড় ইনস্টলেশনগুলির জন্য এটি গুরুত্বপূর্ণ।

ফ্লেম-রিটার্ডেন্ট ইলেক্ট্রোলাইটে উপাদান বিজ্ঞানের আবিষ্কার

অগ্নি-প্রতিরোধী ইলেকট্রোলাইটের উপর গবেষণায় ব্যতিক্রমী অগ্রগতি ঘটেছে, যা শুধুমাত্র আগুন প্রতিরোধ করে না, সেইসাথে আগুনের ছড়ানোও ধীর করে দেয়। 2024-এর ব্যাটারি নিরাপত্তা গবেষণা হালনাগাদ করে জানা গেছে যে ইলেক্ট্রোফাইল হ্রাস পদ্ধতি ব্যবহার করে সলিড-স্টেট ডিজাইন ইলেকট্রোলাইটগুলোকে স্থির করে এবং লিথিয়াম ডেনড্রাইটগুলোকে নিয়ন্ত্রিত করে। এই কৌশলটি 99.9% কুলম্বিক দক্ষতা এবং 10,000 ঘন্টার চক্র জীবন ফলাফল দেয় যা আগুনের ঝুঁকি কমিয়ে দেয়।

ত্রুটি আলাদাকরণ ও নিয়ন্ত্রণের জন্য মডুলার ডিজাইন

মডুলার ব্যাটারি বিন্যাস কোষগুলিকে অগ্নি-প্রতিরোধী এককে ভাগ করে দেয় যা তাপীয় বাধা দ্বারা পৃথক করা হয়। যদি তাপীয় দৌড় ঘটে, তবে এই ডিজাইনটি ক্ষতি শুরু হওয়া মডিউলে সীমাবদ্ধ রাখে এবং অন্য এককে ছড়ানো বন্ধ করে। ত্রুটিগুলো আলাদা করে রাখলে মেরামতের সময় সিস্টেমগুলো আংশিকভাবে কাজ করতে থাকে - সম্পূর্ণ বন্ধ না করেই লক্ষ্য করা উপাদান প্রতিস্থাপন করা সম্ভব হয় এবং সময় নষ্ট কমে যায়।

NFPA 855 এর সঙ্গে সামঞ্জস্যপূর্ণ শক্তি সঞ্চয় ব্যাটারি

পরিষ্কার দূরত্ব এবং আবদ্ধ স্থানের স্পেসিফিকেশন

এবং এই কারণে, NFPA 855 তাপীয় বিপর্যয় ছড়িয়ে পড়া প্রতিরোধের জন্য ESS ইউনিটগুলি এবং নিকটতম দেয়ালের মধ্যে ন্যূনতম তিন ফুট দূরত্ব প্রয়োজন। অগ্নি-প্রতিরোধী বাধা এবং নিশ্চিতকৃত হ্রাসকরণ বিকল্পগুলির পূর্ণ-স্কেল পরীক্ষার মাধ্যমে এই দূরত্বগুলি কমানো যেতে পারে। UL 94 V-0 রেটিং সহ পুনর্বলিত ইস্পাত আবদ্ধ স্থানগুলির সাথে, শিল্পের অগ্রণীরা তাপ সঞ্চালনের ঝুঁকি 40–60% হ্রাস করতে দহনশীল FR প্লাস্টিক থেকে দূরে সরে এসেছেন।

ধোঁয়া সনাক্তকরণ এবং ভেন্টিলেশন সিস্টেমের প্রয়োজনীয়তা

NFPA 72 গাইডলাইন অনুযায়ী কণা সনাক্তকরণের 30 সেকেন্ডের মধ্যে উন্নত ধোঁয়া সনাক্তকরণ সিস্টেমকে সতর্কবার্তা ট্রিগার করতে হবে। ভেন্টিলেশন ডিজাইনগুলি হাইড্রোজেন ফ্লোরাইডের মতো দাহ্য গ্যাসগুলি দ্রবীভূত করার উপর ফোকাস করে, আবদ্ধ স্থানগুলিতে ঘন্টায় 12–15 বার বাতাস পরিবর্তনের প্রয়োজন হয়। 2023 সালের একটি শিল্প অধ্যয়ন দেখিয়েছে যে তাপীয় বিপর্যয় পরিস্থিতিতে উপযুক্ত ভেন্টিলেশন গ্যাস সঞ্চয়ের ঝুঁকি 60% হ্রাস করে।

অগ্নি সুরক্ষা মানগুলির রাজ্য-স্তরের গ্রহণ

বর্তমানে 23টি রাজ্য ইউটিলিটি-স্কেল ব্যাটারি ইনস্টলেশনের জন্য NFPA 855 প্রয়োজন, মিশিগান এবং ক্যালিফোর্নিয়া উভয়ই 2023 সালের পরে হওয়া আগুনের জন্য স্বাধীন সাইট-নির্দিষ্ট হ্যাজার্ড বিশ্লেষণ বাধ্যতামূলক করেছে। সবচেয়ে বেশি ক্ষতিগ্রস্থ: 2024 ন্যাশনাল সেফটি ব্লুপ্রিন্ট রিপোর্ট অনুযায়ী নতুন প্রকল্পগুলির 89% এখন বেল্ট-অ্যান্ড-সাসপেন্ডার্স ফায়ারওয়াল এবং স্বয়ংক্রিয় সাপ্রেশন সিস্টেমের মাধ্যমে ন্যূনতম NFPA মান অতিক্রম করেছে। ক্যালিফোর্নিয়া, এক ডজন রাজ্য 2025 সালের খসড়া চূড়ান্ত করেছে, আরও কঠোর শহুরে ESS ক্লিয়ারেন্স সহ।

শক্তি সঞ্চয় ব্যাটারি জরুরি প্রতিক্রিয়া পরিকল্পনা

BESS আগুনের জন্য ফায়ার বিভাগের সমন্বয় প্রক্রিয়া

ব্যাটারি এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেম (বিইএসএস) এর জন্য অগ্নিনির্বাপন নিয়মগুলি আপদকালীন প্রতিক্রিয়াকে সফলভাবে পরিচালনা করার জন্য প্রয়োজন। সংশ্লিষ্ট সংস্থাগুলি অবশ্যই ভিন্ন লিথিয়াম-আয়ন রসায়নের জন্য নির্দিষ্ট তাপীয় বিপর্যয় দমন কৌশল, বৈদ্যুতিক আলাদাকরণ পদ্ধতি এবং জল প্রয়োগ কৌশল সহ প্রথম ঘটনার আগে পরিকল্পনা প্রণয়ন করবে। সিস্টেম-অপারেটর সহযোগিতামূলক প্রশিক্ষণ ড্রিল যেখানে প্রথম প্রতিক্রিয়াশীলদের শেখানো হয় যেখানে ব্যাটারি দরজা এবং ব্যাটারি কাটঅফ অবস্থিত। ফ্যাসিলিটি মনিটরিং সিস্টেম এবং ঘটনা নিয়ন্ত্রণ কেন্দ্রগুলিতে প্রকৃত-সময়ের তথ্য ভাগাভাগি যোগাযোগ কাঠামোতে অন্তর্ভুক্ত করা আবশ্যিক যাতে তাপীয় ঘটনার জন্য আটকে রাখার কার্যক্রম সমন্বয়ে সহায়তা করা যায়।

জনস্বাস্থ্য প্রভাব হ্রাসকরণ কৌশল

বিএসএস দুর্ঘটনাগুলির মধ্যে বিষাক্ত গ্যাস এবং কণা নির্গমনের জন্য পাবলিক হেলথ হ্যাজার্ডগুলি মাল্টি-লেয়ার কন্টেইনমেন্ট হিসাবে উপস্থাপিত হয়। স্ট্রাটেজিক ভেন্টিলেশন এবং বায়ুমণ্ডলীয় মনিটরিং কমিউনিটিগুলি রক্ষা করতে এক্সক্লুশন অঞ্চলগুলি প্রতিষ্ঠিত করে। ইভ্যাকুয়েশন প্ল্যানগুলি প্লুম ডিসপার্সন মডেল (বাতাসের দিকনির্দেশ এবং ব্যাটারি রসায়ন) বিবেচনা করা উচিত। ওয়ার্ল্ড-ওয়াইড লিথিয়াম-আয়ন সেফটি কল্যাবোরেশনের মতো প্রকল্পগুলি ক্ষতিগ্রস্ত ব্যাটারি প্যাকের কন্টেইনমেন্টের আরও ভালো পদ্ধতি তৈরি করতে কাজ করছে। এই নির্দেশিকাগুলি পোস্ট-ঘটনা পরিবেশগত নমুনা এবং স্বাস্থ্য তত্ত্বাবধান পদক্ষেপের মাধ্যমে দীর্ঘমেয়াদী বায়ু গুণমান নিয়ন্ত্রণকে সমর্থন করে।

FAQ বিভাগ

শক্তি সঞ্চয় ব্যাটারিতে থার্মাল রানঅ্যাওয়ে কী?

থার্মাল রানঅ্যাওয়ে হল লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির জন্য একটি নিরাপত্তা সমস্যা, যা ঘটে যখন তাপ উৎপাদন তাপ বিকিরণের চেয়ে বেশি হয়, ব্যাটারি সিস্টেমে ডমিনো প্রভাব সৃষ্টি করে।

শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থায় থার্মাল রানঅ্যাওয়ে কীভাবে প্রতিরোধ করা যেতে পারে?

থার্মাল রানঅ্যাওয়ে প্রতিরোধের জন্য ফ্লেম-রিটারডেন্ট সেপারেটরসহ মডুলার ডিজাইন, প্যাসিভ ফায়ার ব্যারিয়ার, কম্পার্টমেন্টালাইজড এনক্লোজার এবং অ্যাডভান্সড ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেমের মাধ্যমে রিয়েল-টাইম মনিটরিং ব্যবহার করা হয়।

শক্তি সঞ্চয় ব্যাটারির জন্য প্রাসঙ্গিক নিরাপত্তা মানগুলি কী কী?

NFPA 855, UL 9540A এবং CSA C800-2025 হল কমপ্লায়েন্সের জন্য প্রধান নিরাপত্তা মান, যা আগুন পরীক্ষা, স্থায়িত্বের প্রয়োজনীয়তা এবং সঠিক ইনস্টলেশন পদ্ধতির উপর জোর দেয়।

শক্তি সঞ্চয় সিস্টেমের জন্য প্রধান আগুন নিয়ন্ত্রণ কৌশলগুলি কী কী?

ফায়ার ব্যারিয়ার, গ্যাস ভেন্টিং সিস্টেম এবং ফায়ার-রেটেড এনক্লোজারের মতো প্যাসিভ এবং অ্যাকটিভ ব্যবস্থা ব্যবহার করে শক্তি সঞ্চয় সিস্টেম আগুন নিয়ন্ত্রণ এবং ক্ষতি সীমিত করে।

নিরাপত্তা নিশ্চিত করতে অ্যাডভান্সড ব্যাটারি ম্যানেজমেন্টের ভূমিকা কী?

অ্যাডভান্সড BMS আর্কিটেকচার প্রিডিক্টিভ অ্যালগরিদম ব্যবহার করে গুরুত্বপূর্ণ পরামিতিগুলি ট্র্যাক করে, সিস্টেম-ওয়াইড থার্মাল ইভেন্ট প্রতিরোধের জন্য প্রো-একটিভ শাটডাউন ট্রিগার করে।