Med dagens energisituasjon og høye strømpriser samt økende behov for fornybare energikilder som vind og sol, er det en økende etterspørsel og interesse for energilagringsløsninger. Energilagring kan også bidra til å redusere effekttopper i nettet ved at energien lagres i perioder med lavt forbruk for så å benyttes i perioder når forbruket er høyt. De siste årene har Li-ionebatteri (LiB) overtatt en større og større markedsandel innen dette området. Men LiB fører også til bekymringer knyttet til brann- og eksplosjonsfare. Selv om risikoen for at et LiB starter å brenne er lav, kan konsekvensene være fatale. Og per nå kan vi altfor lite om både risiko og konsekvenser ved slike branner. Det er derfor et stort behov for å øke kunnskapen knyttet til implementering av store batteripakker i bygg. I prosjektet SafeBESS er planen å tette dette kunnskapsgapet ved å gjøre et dypdykk i materien rundt batteribranner, hvordan de bør håndteres og hvordan de trygt kan installeres i både store og små bygg.
Så langt i prosjektet er det gjennomført branneksperimenter med enkeltbatterier og mindre moduler. Ved hjelp av spesialbygde oppsett hvor termoelementer er plassert på utsiden av og mellom battericeller i moduler, er det mulig å følge hvordan en termisk hendelse utvikler seg i en modul. Vi har gjort målinger av varmeutvikling, temperaturer og gassutvikling fra disse brannene. Ved å bruke data fra eksperimentene er det satt opp numeriske modeller for å kunne gjøre beregninger av hvordan varmen og gassene sprer seg. Modellene er fremdeles under utvikling, hvor det er startet med cellenivå som skal utvides til moduler. Målet er at gjennom numeriske simuleringer basert på dataene, skal vi kunne trekke ut informasjon om hvordan en slik brann vil utarte seg for et stort batterisystem uten å måtte gjennomføre kostbare og farlige eksperimenter. Modellene skal også kunne implementere informasjon om batterirommet, som f.eks størrelse, plassering av batteriet, og ventilasjon.
I SafeBESS er det også gjort testing av bygningsmaterialer for å finne styrker og svakheter ved dagens byggematerialer og hvordan disse håndterer en batteribrann. Under branntester for batterimoduler, ble det plassert materialprøver i rommet. Disse blir nå analysert for å finne hvordan materialene håndterer en batteribrann. Her er det analyse av hvor store ødeleggelser som er påført materialene og hvilke typer ødeleggelser, samt om det er rester av kjemiske elementer fra batteribrannen.
Gjennom første del av prosjektet er det også gjort en kartlegging av batteri-installasjoner på flere plasser i Norge. Her er det gjennomgått hvilke sikkerhetstiltak som er gjort, hva slags batteri det er, størrelse på batteriet, samt utforming av rom, ventilasjon og andre elementer som kan påvirke sikkerhet knyttet til et batterirom. Det er også startet arbeidet med å uforme standard prosedyrer for risikoanalyser av batterirom og batteri-installasjoner.
All informasjonen og dataen som samles gjennomprosjektet vil danne grunnlag for nye retningslinjer og anbefalinger for hvordan store batteripakker trygt kan installeres i bygg. Denne informasjonen kan også bidra til at nye regler og lover rundt håndtering og installasjon av batteripakker i bygg.
There is a fast-growing market for stationary energy storage due to i.e. increasing implementation of intermittent energy sources such as wind and PV. Li-ion batteries (LiB), both new and used, are foreseen to cover a large part of this market. With the implementation of large LiB systems comes a whole new set of technical and safety considerations that must be taken into account. In order to address the challenges encountered with placing LiB in or near buildings, it is necessary with a multidisciplinary approach. It is vital to first understand how a battery energy storage system (BESS) will behave in the event of a fire, which is challenging due to costly and hazardous experiments. SafeBESS will therefore choose a combination of experimental investigations and numerical simulations to gain the necessary knowledge related to heat, fire and gas propagation. Full-scale fire experiments will be performed on battery cells and modules, including fire suppression experiments. The data obtained will be used to build models and simulate what would happen in larger battery systems. Simulations will also include fire in a battery room and fire suppression simulations.
It is also important to understand how the toxic and corrosive chemicals produced during a battery fire affect the materials and construction surrounding the battery to establish whether specific requirements should be advised for battery rooms. Here, it is planned to perform extensive materials testing which will provide valuable input to the risk and vulnerability assessments as well as establishing guidelines for choice of materials used in battery rooms.
All the information gained through experiments and numerical simulations will be gathered to provide guidelines for risk and vulnerability assessments related to installation of large-scale BESS. This information will be of great value to a large variety of stakeholders including both public authorities and private industry partners.