Vindkraftverk är över 300 fot höga och varje blad är över 100 fot långt med bladhastigheter på upp till 180 mph. Brandskyddet för dessa gigantiska konstruktioner innebär en rad unika risker. Eftersom det inte finns någon formell rapporteringsprocess för att rapportera och registrera brandincidenter i vindkraftverk är det svårt att få en exakt räkning. I en rapport från 2015, Towering Inferno, som färdigställdes av GCube, en försäkringsleverantör för ren energi, angavs dock 50 brandincidenter i vindkraftverk. Även om denna siffra för vissa inte är särskilt hög är kostnadsimplikationerna betydande. Den totala förlusten av ett vindkraftverk kostar minst 4,5 miljoner dollar, och den siffran ökar i takt med att vindkraftverken blir större. I det här inlägget kommer vi att undersöka faror, antändningskällor och brandskyddsalternativ för vindkraftverk.

Faror &Riskfaktorer

Det är nästan omöjligt att släcka en vindkraftverksbrand med hjälp av manuella brandbekämpningsmetoder. Turbinernas höjd, potentialen hos bladet som fortfarande roterar och de avlägsna platserna många vindkraftverk gör dem svåra, om inte omöjliga, för lokala brandkårer att bekämpa. Brännbara material i vindkraftverket är också riskfaktorer. Kompositmaterial finns i bladen, i nacellens väggar och i de uppskattningsvis 235 liter smörjolja och andra lättantändliga vätskor som förvaras i nacellen. Dessa oljor och vätskor används i växellådan, giraffsystemet, hydraulsystemet, mekanismen för ändring av bladens stigning, oljepumparna, den mekaniska bromsen och den oljefyllda transformatorn. Allt som behövs är en tändkälla för att utlösa en brand.

Tändkällor

De vanligaste tändkällorna finns i gondolen och omfattar elektriska fel, antändning av heta ytor och ljusstrålar. När åskskyddssystem inte installeras eller underhålls ökar risken för brand i vindkraftverket. Elektriska fel, fel och ljusbågar kan uppstå i komponenter som finns i nacellen, medan heta ytor i växellådan, generatorn, bromssystemet, pumparna och transformatorn är alla faktorer som kan antända en brand.

Vindturbinens brandskyddsalternativ

I dagsläget är brandskyddsstandarderna för vindkraftverk på en lokaliserad nivå, vilket kan vara per stat, providence, stad eller till och med kommun. Det finns ingen obligatorisk internationell standard. Den mest erkända rekommendationen är NFPA 850, som rekommenderar praxis för brandskydd för elproduktionsanläggningar och högspänd likströmsomvandlarstationer.

När det gäller brandskydd för vindkraftverk finns det alternativ. Rök-, värme- och flamdetektorer samt brandsläckningssystem kan installeras på vindkraftverk. Dessa olika detektorer kan identifiera en brand i ett tidigt skede och skicka information till ett centralt larmsystem som initierar en fullständig avstängning av turbinens komponenter och aktiverar ett brandsläckningssystem. Särskild hänsyn måste dock tas till landbaserade turbiner som har luftintag/uttag och ventiler i nacellen, vilket för in smuts och damm från utsidan. Alla detektorer måste kunna stå emot den tuffa miljön.

Typer av brandsläckningssystem

Att lägga till ett brandsläckningssystem till ett vindkraftverk ger ett lager brandskydd. Om du bestämmer dig för att välja att lägga till brandsläckningssystem finns det flera alternativ (med varierande framgång).

Vattenbaserat

Vattenbaserade brandsläckningssystem inkluderar sprinkler, vattendimma och skumvatten. Även om dessa typer av system är idealiska för vissa tillämpningar är vindkraftverk inte en av dem. Den första utmaningen är behovet av en vattenförsörjning. På grund av de avlägsna platserna är vatten inte allmänt tillgängligt på platsen och svårt att pumpa upp till turbinernas höjd. Det är möjligt att lagra vatten i nacellen om man använder ett system för vattendimma och skumvattensystem, men utrymmet är fortfarande en utmaning, och systemen kräver mer intensivt underhåll. Slutligen kommer alla vattenbaserade system att ha en viss nivå av skador på kritiska komponenter i nacellen, särskilt om ett felaktigt utsläpp sker.

Koldioxid (CO2)

Utmaningen med att använda CO2-system är behovet av en lufttät nacelle, vilket inte är fallet för landbaserade vindkraftverk. När dessa system aktiveras i en lufttät miljö ger de undertryckning inom några sekunder efter utlösningen och kan tränga in i komponenter och utrustning. Underhållet av gasbaserade system är ganska lågt och bör kontrolleras eller övervakas med avseende på CO2-nivån för att säkerställa att inga läckor uppstår. När CO2 släpps ut lämnar CO2 inga rester och påverkar inte elektriska komponenter negativt; CO2 innebär dock betydande risker för människor som är närvarande under ett utsläpp och kräver omfattande åtgärder för att låsa ut och tagga ut för att garantera människors säkerhet när de har tillträde till utrymmet.

Aerosolbaserat

Aerosolbaserat brandsläckningssystem består av mycket fina fasta partiklar och gasformiga ämnen och ger ett totalt översvämningsskydd. Även om systemen är relativt små måste särskild hänsyn tas under konstruktionen med avseende på närheten till komponenter i nacellen. Aerosolbaserade system anses vara miljövänliga, men de kan lämna rester som skadar kritiska komponenter och är, liksom koldioxid, inte säkra i bebodda utrymmen. Dessa system är lätta att serva eftersom de kräver minimalt underhåll.

Renare medel

Automatiska brandsläckningssystem som använder rena medel, som Chemours FM-200 och 3M Novec 1230, är ett idealiskt alternativ för att skydda vindkraftverk. Det krävs lite utrymme för de cylindrar som innehåller det rena medlet, detektionsslangen kan lätt ledas runt de specifika områden i vindkraftverket som du försöker skydda, och systemen kräver ingen elektricitet för att fungera. Systemen är mindre benägna att falskaktiveras, och rena agenser är säkra i bebodda/avgränsade utrymmen runt människor och skadar inte utrustningen. Det finns inga rester kvar efter en avladdning av rengöringsmedlen, och därför krävs ingen sanering. Genom att genomföra årliga inspektioner säkerställs att systemen är i gott skick.

Slutsats

International Association for Fire Safety Science rapporterade 2014 att över 90 % av vindkraftverkens bränder resulterade i att vindkraftverket gick helt förlorat, eller att vindkraftverket hade allvarliga strukturella fel på sina viktigaste komponenter. Med stigande kostnader för ersättningar av vindkraftverk på grund av bränder är det viktigare än någonsin att skydda dem. Turbiner kan skyddas genom att installera brandsläckningssystem som upptäcker en brand så snart den startar och sedan släcker den för att förhindra att branden sprids. Det finns många typer och storlekar av brandsläckningssystem som alla fungerar på ett unikt sätt. Tänk på att valet och utformningen av det bästa systemet för din tillämpning baseras på den utrustning som behöver skyddas och typen av brandrisk.