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建築研究簡訊第112期

  • 日期:110-07-15
主題報導蔡銘儒
建築儲能系統(ESS, Energy Storage System) 防火安全要求初探

一、背景說明

綠能科技產業創新推動方案(2017) 能源轉型政策方針,將透過太陽光電與大量建置風力發電機來達成,再生能源在2016年至2025年間將從5%上升至20%;核能從12%下降至0%;燃煤從45.4%下降至30%;燃氣從32.4%上升至50%「家庭用儲能系統標準檢測驗證技術」(2018) 設定目標於2025 年太陽光電及風力發電將分別達到20GW 5.5 GW 的總發電量,但因再生能源之間歇性特性,容易受到天候及時間的限制與影響,為了降低對電網的衝擊與提升電網穩定度,「儲能系統」成為解決方法之一。

近年全球儲能系統快速發展,但防火安全的相關要求相對不足,目前只有國際消防協會International Fire Code (IFC)、美國National Fire Protection Association (NFPA)、日本及中國有較完整之規定。即便近年在儲能市場發展迅速的德國及澳洲,其防火標準也仍在研擬當中。而且隨著儲能裝置的容量密度及容量不斷增加,防火問題逐漸成為隱憂,再加上韓國、美國及中國大陸發生多起火災事故,更突顯目前國際上對於儲能系統的防火安全要求仍未完善,本研究將整理並探討美國建築儲能系統之防火安全相關法規、規範及檢測標準之規定,以作為國內建築儲能系統防火安全規定參考。

二、     重要發現

(一)         儲能系統之電池設計生產製造者,應提高電池內部、外部誘發熱失控與熱失控擴散防範與措施。

(二)         儲能系統機架/組容量應依電池類型限制最大容量,以及最大額定容量,若通過大尺度耐火試驗得依測試結果放寬其容量。

(三)         儲能系統機架與機架之間、機架與牆壁之間距離至少0.9 m以上,儲能系統獨立區劃並應距離公共區域15 m以上。

(四)         儲能系統獨立區劃並依建築用途至少應有防火時效1小時以上,並設有偵煙及氣體探測器、經認可之撒水系統,若通過大尺度滅火試驗得依測試結果放寬其條件。

(五)         戶外設置應距離公共道路、建築、可燃物或危險物品3 m以上,集裝箱之間間隔應在6 m以上或1小時以上防火牆區隔。

(六)         應有緊急應變計畫及訓練,並建立正確操作與維護規定。

(七)         當發生火災,於滅火後應立即將該機架/組或電池移除,以避免發生復燃。

三、     相關建議

(一)         研訂建築儲能系統安裝與要求規範

儲能系統安裝因電池類別不同,其防火區劃及消防等要求亦有所不同,在再生能源未達到在2016年至2025年間從5%上升至20%標準前,除電網儲能系統外,建築之儲能系統亦不可或缺,但裝置於建築物內其防火、防爆及通風等安全性必須配合予以規範,因此急待建立安裝及設置要求規範。

(二)         研訂儲能系統火災和爆炸危險試驗標準

儲能系統係由電池所組成,會因電池種類而有不同火災、爆炸危險性,以鋰電池在防火安全上之需求為例,應透過試驗了解其受熱失控的程度,然後評估以證明具有經受熱失控之防護能力。因此,研訂電池儲能系統的試驗法標準及試驗設施設備,以確認不同電池儲能系統的火災和爆炸危險特性實是刻不容緩。