Protipožární zabezpečení lithiových baterií pomocí termokamery

Lithiové baterie jsou dnes nezbytnou součástí našeho každodenního života. Používáme je v mobilních telefonech, počítačích, elektromobilech a mnoha dalších zařízeních. S rozvojem technologie a vzrůstající popularitou lithium-iontových baterií se také zvyšuje riziko spojené s jejich skladováním a nabíjením. Požáry způsobené vadnými nebo nesprávně zacházenými bateriemi mohou být katastrofální. V tomto článku se zaměříme na protipožární zabezpečení skladovaných a nabíjených baterií s důrazem na využití termokamery pro monitorování teploty. 

Důležitost protipožárního zabezpečení baterií

Rizika spojená s bateriemi jsou dobře zdokumentována. Lithium-iontové baterie mohou při nesprávném zacházení nebo při poruše vyvolat požár. Požáry baterií jsou obzvláště nebezpečné, protože se vyznačují vysokou intenzitou hoření, zejména při prvotním dynamickém rozvoji procesu hoření, kdy je v baterii nashromážděna energie. Teplotní anomálie, které mohou naznačovat problém, jsou často obtížné identifikovat pouhým okem. Zde vstupuje do hry termokamera.

Funkce baterie a technický popis

Základním kamenem pro pochopení potřeby monitorování teploty baterií je znalost jejich funkce. Baterie obsahují několik klíčových částí:

• Anoda a katoda — to jsou elektrody v baterii, které reagují chemicky a umožňují přenos elektrické energie.
• Elektrolyt — slouží k transportu iontů mezi anodou a katodou a vytváří elektrický proud.
• Separátor — odděluje anodu a katodu a zabraňuje fyzickému kontaktu mezi nimi. Představte si separátor, jako tenkou fólii.
• Obal baterie: Obal baterie chrání vnitřní části a udržuje elektrolyt uzavřený.

Technický popis baterií zahrnuje i jejich kapacitu, napětí a chemické složení, které se liší v závislosti na typu baterie. Lithium-iontové baterie jsou nejběžnějším typem a mají vysokou energii vzhledem k váze. Nicméně, jsou známé svou teplotní citlivostí a reakcemi na nadměrnou tepelnou zátěž.

Možnosti poškození baterie

Pokud dojde k fyzickému poškození lithium-iontové baterie, může to způsobit nežádoucí reakci uvnitř baterie, která zvyšuje její teplotu. Nedostatečné ochlazení baterie může vést k uvolňování tepla a potenciálně ke vzplanutí baterie. 

Existuje několik základních příčin poškození těchto baterií:

• Mechanické poškození: Jedním z typických příkladů je fyzické narušení, kde náraz může poškodit separátor uvnitř baterie a způsobit zkrat, což může vyvolat uvolňování velkého množství energie.
• Elektrické poškození: To může nastat například při použití nesprávného typu nabíječky nebo v důsledku poruchy elektrického systému.
• Tepelné poškození: Zvýšení teploty baterie, například při šířícím se požáru, může spustit nežádoucí reakce uvnitř baterie.

Existují i další možné příčiny poškození, jako jsou výrobní vady nebo úmyslné poškození, ale tyto případy by neměly být tak časté jako výše uvedené. Je důležité mít na paměti, že správná údržba a bezpečnostní opatření mohou pomoci minimalizovat riziko poškození lithium-iontových baterií.

Použití termokamery pro monitorování teploty

Termokamera je zařízení, které měří infračervené záření a umožňuje vizualizaci teplotních rozdílů. Nastavením a kalibrací termokamery na sledování baterií lze snadno monitorovat jejich teplotu. Důležité je také stanovit prahovou teplotu pro alarm – například 50 °C. A v návaznosti na možné rozšíření zahřívání stanovit základní bezpečnostní opatření. Od určitě teploty baterie je již teplotní rozklad nezvratný, liší se od použité technologie (cca 65 °C až 80 °C).

Algoritmus pro monitorování baterií termokamerou

Při využití termokamery pro protipožární zabezpečení je důležité mít pevný algoritmus:

1. Nastavení termokamery: Zajistěte, že termokamera je správně nakalibrována a nastavena na sledování teploty baterií. Pro sklady je možné využít stacionární kameru pro trvalé monitorování dané plochy.
2. Nastavení alarmu: Nastavte alarmový systém termokamery tak, aby reagoval na překročení stanovené prahové teploty. Kritickou teplotu zvolte dle instrukcí od výrobce. Nejčastěji se bude jednat o teplotu cca 50 °C, zde máte pravděpodobně ještě dostatek času provést důkladné měření a baterii přemístit na bezpečné místo.
3. Upozornění pověřené osoby: Při spuštění alarmu bude odpovědná osoba automaticky upozorněna na odchylku od žádoucího stavu. 
4. Ruční kontrola termokamerou: Pověřená osoba musí provést ruční kontrolu baterií termokamerou pro ověření teplotní odchylky.
5. Vyvedení potenciálně nebezpečných baterií ven: Pokud jsou identifikovány baterie s vysokou teplotou nebo podezřelými znaky, je třeba je bezpečně vyvést ven na bezpečné místo s dostatečným odstupem od hořlavých materiálů. 

Bezpečnostní opatření a protipožární plán

Vedle použití termokamery může být nutné zavést další bezpečnostní opatření, jako jsou bezpečné kontejnery pro skladování baterií a plány na hašení požáru, které zahrnují speciální zařízení pro baterie. Doporučuje se konkrétní postupy řešit s výrobcem baterií. Prvotní dynamický rozvoj požáru může být schopen iniciovat požár okolních hořlavých materiálů do vzdálenosti několika metrů. Základem je ochlazování baterie, k tomu lze využít například nástěnné hydranty. Krajním řešením problematické baterie je její tzv. utopení s následným monitorováním stavu baterie.

Pravidelná údržba a testování

Pravidelná údržba a kalibrace termokamery a testování protipožárního zabezpečení jsou zásadní pro jeho efektivitu a spolehlivost. Například při přípravě Preventivní požární hlídky může být proveden nácvik reakce na alarm termokamery. Popřípadě při provedení cvičného požárního poplachu prověřena reakce všech zainteresovaných osob.

Závěr

Bezpečnost baterií je nezbytná v dnešním světě plném elektroniky a lithium-iontových baterií. Použití termokamery pro monitorování teploty může poskytnout včasný signál a umožnit rychlou reakci na případné riziko požáru. Je důležité věnovat pozornost pravidelné údržbě, testování a vzdělávání zaměstnanců pro dosažení co nejefektivnějšího protipožárního zabezpečení.