ESS 화재 및 조치사항

 

ESS 화재 - 출처: 경남소방본부

국내 ESS 설비에서 2017년 8월부터 현재까지 총 28건의 화재가 발생했습니다.

 

- 정부 합동조사 결과 발표(2019.6월까지) 화재: 23건
- 정부 발표 이후 5건 추가 발생, 경남 하동(10월22일), 경남 김해(10월27일) 발생

 

ESS 화재와 관련해 국내 보험회사의 의뢰로 화재 1건에 대한 심층조사를 진행한 '글로벌 품질 인증·위험 관리회사인 디엔브이지엘(DNV GL)'은 배터리의 ‘작은 제조상 결함’을 발견했습니다.
“안전 관리와 화재 예방 시스템이 미흡해 작은 결함으로 인한 사소한 오작동이 큰 화재로 번지는 것을 막지 못했다”
“작은 고장이 큰 화재 사고로 이어지는 것을 막기 위해서 한국 ESS 개발회사들이 안전 모니터링, 화재 예방 체계를 수립하는 데 주력해야 한다.”
"ESS화재 방지 시스템_연내 시스템 설치를 시작한다 해도 양사 작업이 모두 완료되려면 2020년 3분기는 되어야 할 것"
시공업체 관계자 "그 전까지 신규 설치가 올스톱 된다면, 중소기업은 폐업 직전까지 내몰릴 수 있어 지원책이 필요하다." 

 

 

업체 조치사항

 

* 전기적 조치방안

1. 외부 고전류, 고전압 차단용 3중 안전장치
- SPD(Surge Protection Device)
- 모듈 퓨즈
- 랙 퓨즈
2. 배터리 운송이나 취급 과정에서 충격감지 센서 부착 
3. 설치/시공 감리 강화, 시공사 정기 교육
4. 화재 확산 차단용 특수 소화시스템

- 배터리 셀: 고유의 사용 범위(전압, 온도) 존재 
- BMS: 배터리 셀 전압, 온도 센싱을 통해 위급시 충방전 차단 역할


* 화학적 조치방안

1. 배터리 열폭주 현상: 화재 직전까지 전압, 온도 변화 없음

 

출처: http://sateng.co.kr/business/battery

- 리튬이온 배터리

가열폭주 온도(188도->527도, 발열, 발화), 과충전 열폭주 온도(110도->317도, 발열, 발화), 송곳 관통(발열, 발화)

- 리튬인산철 배터리

가열폭주 온도(186도->267도, 발열), 과충전 열폭주 온도(109도->179도, 발열), 송곳 관통(발열, 발화 없음)

2. 예 방
  1) 충전율 낮추기(배터리 스트레스 제거)
  2) Off-gas 검출
     - 배터리 Cell 열폭주 단계 
       Abuse -> Off-Gas -> Smoke -> 열폭주 -> 화재
       Off-Gas: 연기발생, 화재임박신호
       Off-Gas 발생 후, 스트레스 지속시간 8~12분(MIN) -> 화재 발생   
       SOC, 셀 유형에 따라 분~몇 일로 길어짐
    - 대응방안               
       Off-Gas 검출 -> DC Line 분리 -> PMS, EMS 정보 전송

3) 화재확산 방지 (전체 ESS 설치까지 2020년 3분기 예상)
  - A사: 캡슐(열화상 차단재), 약품(모듈 커버) -> 불 꺼짐
  - B사: 모듈 파이프 연결 -> 열, 연기 감지 -> 물을 뿌려 온도 내림
  - C사: 화재 확신 방지 설계(불연소재, 밀폐형 설계)


- 발화(fire): 단전지, 모듈, 랙, 전지시스템에서 불꽃 맟 화염이 1초 이상 지속적으로 방출되는 현상
- 벤팅(venting): 단전지의 폭발을 방지할 목적으로 설계된 대로 단전지 내부로부터 과다한 압력을 밖으로 배출시키는 것

 

 

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