56 DOĞALGAZ VE ENERJİ • Kasım / 2024 dir. Söz konusu zaman diliminde depolanan enerji, güneşin olmadığı saatlerde şebekeye geri verilebilmektedir. Farklı amaçlara uygun enerji depolama sistemleri mevcuttur. Bu sistemler, kısaca özetlenecek olursa: • Sıkıştırılmış hava (compressed air energy storage – CAES) • Pompaj depolamalı hidroelektrik • Volan ataleti ile enerji depolama • Elektrokimyasal kapasitörler • Bataryalar şeklindedir Batarya ile enerji depolama malzemesine, enerji yoğunluğuna bağlı olarak farklı tiplerde olabilir. En bilinen batarya çeşitleri, kurşun – asit, nikel – kadmiyum, sodyum – sulfur, lityum – iyon bataryalardır. Anlık elde edilen enerji yoğunluğu, şarj döngü sayısı, şarj süresi, deşarj süresi gözetildiğinde lityum iyon bataryalar günümüzde bir çok hizmet alanında daha çok tercih edilmektedir. Lityum iyon bataryalarda katod tarafında lityum metalinin farklı bileşikleri kullanılmaktadır. En sık bilinen lityum bileşikleri, lityum kobalt, lityum mangan, lityum alüminyum, lityum titanyum ve son yıllarda talebi artan lityum demir fosfat (LiFEPO4) şeklindedir. Lityum iyon bataryalarda grafit malzemeden anot, bileşik malzemeden katod, elektrolit, geçirgen yüzey ve dış koruyucu katmandan oluşan hücre pedleri şekil 2.a’da yer almaktadır. Rulo şeklinde sarılan çok katmanlı yapı silindirik form haline getirilir (şekil 2.b), silindirik formdaki hücre (cell) seri bağlanarak modüller (module) oluşturulur (şekil.2c). Modüllerin bir araya getirilmesiyle batarya sistemi olarak hizmete sunulur. Bu bataryalar önce raflar halinde bir araya getirilir (Şekil 3.a), ardından batarya raflarından oluşan dolaplar konteyner tipi kabinlere yerleştirilerek enerji depolama ünitesi kurulur (şekil 3.b). 2. ENERJI DEPOLAMA SISTEMLERINDE YANGIN TEHLIKELERI Enerji depolama sistemlerinde lityum-iyon bataryaların depolanması ve şarj edilmesi, içsel riskleri beraberinde getirir. Ark patlaması haricinde genellikle yangın, bataryaların içindeki ısınma olayına geri besleme yapan kontrolsüz bir tepkime olan termal kaçak olayı ile ilişkilidir. Termal kaçağa yol açabilecek durumlar aşağıda şekilde özetlenebilir: • İç üretim hataları. • Dendrit oluşumu nedeniyle ayırıcı yüzeydeki hatalar. • Mekanik dış etkiler (ezilme/penetrasyon). • Termal dış etkiler (yüksek sıcaklıklar, alev maruziyeti, vb.). • Elektriksel dış etkiler (aşırı yük, kısa devre, vb.). Belirtilen etkilerden kaynaklı zararı azaltmak için çeşitli tedbirler uygulanabilir. Ezilme ve delinmeye karşı fiziksel koruyucu kabuk uygulaması başlıca tedbirdir. Ayrıca batarya işletim yazılımı ve sensörler sayesinde batarya sıcaklığı sürekli izlenmekte ve kontrol edilmektedir. Yazılım tarafından aşırı ısınma eğilimi tespit edildiğinde hücrelerin enerji hattından ayrılması, aktif soğutmanın ve havalandırmanın başlatılması sağlanabilir. Bataryanın modüller ile bölümlenmesi termal kaçak sonrası başlayabilecek yangının komşu modüllere yayılımını geciktirebilir hatta sınırlandırabilir. Batarya yangınlara karşı koruma önlemlerinin seçimi, meydana gelen yangının özelliği ve boyutuna bağlıdır. Mobil cihaz bataryası, kampçılık faaliyetlerinde kullanılan taşınabilir batarya gibi araç bataryası ile kıyaslandığında küçük ölçekli cihazlardaki yangınlara bireysel müdahale imkanları mevcuttur. Ticari olarak satılan suyla karıştırılmış vermikülit granülleri, hidrojeller, söndürücü köpükler veya kuartz boncuklar gibi malzemeler mevcuttur. Bu ticari malzemelerin üreticileri tarafından yayımlanan tanıtım sunumlarına göre bir bataryada termal kaçakla açığa çıkan alev kısa bir süre için bastırılabilmektedir. Bu zaman aralığında, kullanılan müdahale malzemesi ile dolu başka bir kabın içine bataryanın yerleştirilmesi ile batarya kısmen izole edilebilmektedir. Bu yöntemde, alev bastırılmasına rağmen halen devam etmekte olan reaksiyonun çıktısı termal kaçak ile ortama yayılan yanıcı gazların tutuşması bir süreliğine engellenebileceği bile ifade edilmektedir. Batarya haznesi içinde gerçekleşen reaksiyona doğrudan temas sağlanamadığı için ve yanıcı gaz çıkışı devam ettiği için izolasyon kabında patlama tehŞekil 2. Hücre, modül ve batarya sisteminin aşama aşama oluşturulması Şekil 3. Batarya rafları ve enerji depolama kabinlerinin gösterimi MAKALE
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=