Windturbines zijn meer dan 300 ft hoog, elk blad is meer dan 100 ft lang en de bladen kunnen snelheden tot 180 mph halen. Brandbeveiliging voor deze gigantische constructies brengt een aantal unieke risico’s met zich mee. Omdat er geen formeel rapportageproces is voor het melden en registreren van brandincidenten in windturbines, is het moeilijk om een nauwkeurige telling te krijgen. In een rapport uit 2015, Towering Inferno, opgesteld door GCube, een verzekeraar van schone energie, worden echter 50 incidenten met brand in windturbines genoemd. Hoewel dit aantal voor sommigen niet erg hoog is, zijn de kostenimplicaties aanzienlijk. Het totale verlies van een windturbine kost minstens 4,5 miljoen dollar, en dat cijfer stijgt naarmate de windturbines groter worden. In dit bericht zullen we de gevaren, ontstekingsbronnen en brandbeveiligingsopties voor windturbines onderzoeken.

Gevaren &Risicofactoren

Het is bijna onmogelijk om een windturbinebrand te blussen met behulp van handmatige brandbestrijdingsmethoden. De hoogte van turbines, de mogelijkheid dat het blad nog draait, en de afgelegen locaties maken veel windmolenparken moeilijk, zo niet onmogelijk, voor lokale brandweerkorpsen om te bestrijden. Brandbare materialen in de windturbine zijn ook risicofactoren. Composietmaterialen worden aangetroffen in de bladen, de gondelwanden, en naar schatting 235 gallon smeerolie en andere zeer brandbare vloeistoffen die zich in de gondel bevinden. Deze oliën en vloeistoffen worden gebruikt in de tandwielkast, het giermechanisme, het hydraulisch systeem, het mechanisme voor wijziging van de spoed van de bladen, de oliepompen, de mechanische rem en de met olie gevulde transformator. Alles wat nodig is, is een ontstekingsbron om een brand te doen ontbranden.

Ontstekingsbronnen

Gemeenschappelijke ontstekingsbronnen zijn te vinden in de gondel en omvatten elektrische storingen, ontsteking van hete oppervlakken, en blikseminslag. Wanneer bliksembeveiligingssystemen niet zijn geïnstalleerd of niet worden onderhouden, loopt de windturbine een groter risico op brand. Elektrische storingen, fouten en vlambogen kunnen optreden in onderdelen die zich in de gondel bevinden, terwijl hete oppervlakken in de tandwielkast, generator, remsysteem, pompen en transformator allemaal factoren zijn die een brand kunnen doen ontbranden.

Brandbeveiligingsopties voor windturbines

Vanaf vandaag zijn de brandbeveiligingsnormen voor windturbines op lokaal niveau, wat per staat, provincie, stad, of zelfs gemeente kan zijn. Er is geen verplichte internationale norm. De meest algemeen erkende aanbeveling is NFPA 850, die de praktijk aanbeveelt voor brandbeveiliging voor elektrische centrales en hoogspanningsgelijkstroomconvertorstations.

Wanneer het aankomt op brandbeveiliging van windturbines, bestaan er wel opties. Op windturbines kunnen rook-, hitte- en vlamdetectoren worden geïnstalleerd, evenals brandbestrijdingssystemen. Deze verschillende detectoren kunnen een brand in een vroeg stadium identificeren en informatie naar een centraal alarmsysteem sturen dat een volledige uitschakeling van de onderdelen van de turbine in gang zet en een brandbestrijdingssysteem activeert. Er moet echter speciale aandacht worden besteed aan turbines op het vasteland die luchtinlaten/-uitlaten en ventilatieopeningen in de gondel hebben, waardoor vuil en stof van buitenaf worden aangevoerd. Alle detectoren moeten bestand zijn tegen de ruwe omgeving.

Typen brandbestrijdingssystemen

Het toevoegen van een brandbestrijdingssysteem aan een windturbine biedt een laag van brandbeveiliging. Als u besluit een brandbestrijdingssysteem toe te voegen, zijn er verschillende opties beschikbaar (met wisselend succes).

brandbestrijdingssystemen op waterbasis

brandbestrijdingssystemen op waterbasis omvatten sprinklers, watermist en schuimwater. Hoewel deze soorten systemen ideaal zijn voor bepaalde toepassingen, zijn windturbines daar niet één van. De eerste uitdaging is de behoefte aan een watertoevoer. Vanwege de afgelegen locaties is water niet overal op het terrein beschikbaar en moeilijk naar de hoogte van de turbines te pompen. Opslag van water in de gondel is mogelijk als gebruik wordt gemaakt van een watermistsysteem en schuimwatersystemen, maar de ruimte blijft een uitdaging, en de systemen vergen intensiever onderhoud. Tenslotte zullen alle op water gebaseerde systemen tot op zekere hoogte schade toebrengen aan kritische onderdelen binnen de gondel, vooral als er een valse ontlading plaatsvindt.

Koolstofdioxide (CO2)

De uitdaging bij het gebruik van CO2-systemen is de noodzaak van een luchtdichte gondel, wat niet het geval is voor windturbines op het vasteland. Wanneer deze systemen in een luchtdichte omgeving worden geactiveerd, zorgen zij binnen enkele seconden na ontlading voor onderdrukking en kunnen zij binnendringen in onderdelen en apparatuur. Het onderhoud van op gas gebaseerde systemen is vrij gering en het CO2-niveau moet worden gecontroleerd of gemonitord om er zeker van te zijn dat er geen lekken zijn. CO2 laat na het vrijkomen geen residu achter en heeft geen nadelige invloed op elektrische componenten; CO2 vormt echter wel een aanzienlijk risico voor mensen die tijdens het vrijkomen aanwezig zijn en vereist uitgebreide lock out tag out-maatregelen om de veiligheid van mensen te garanderen bij het betreden van de ruimte.

Brandbestrijding op basis van aërosolen

Brandbestrijding op basis van aërosolen bestaat uit zeer fijne vaste deeltjes en gasvormige stoffen en biedt totale bescherming tegen overstromingen. Hoewel de systemen betrekkelijk klein zijn, moet bij het ontwerp speciale aandacht worden besteed aan de nabijheid van onderdelen in de gondel. Systemen op basis van aërosolen worden als milieuveilig beschouwd; zij kunnen echter een residu achterlaten dat schade kan toebrengen aan kritische componenten en zijn, net als CO2, niet veilig in bewoonde ruimten. Deze systemen zijn gemakkelijk te onderhouden, aangezien zij minimaal onderhoud vereisen.

Clean Agent

Automatische brandbestrijdingssystemen die gebruik maken van clean agents, zoals Chemours FM-200 en 3M Novec 1230, zijn een ideale optie om windturbines te beschermen. Er is weinig ruimte nodig voor cilinders die het schone middel bevatten, het opsporingsbuizenstelsel wordt gemakkelijk rond de specifieke gebieden binnen de windturbine geleid die u probeert te beschermen, en de systemen vereisen geen elektriciteit om te werken. De systemen zijn minder gevoelig voor valse activering, en de schone agentia zijn veilig in bezette/afgesloten ruimten rond mensen en beschadigen de apparatuur niet. Er blijven geen resten achter na een ontlading van de reinigingsmiddelen; daarom is er geen schoonmaak nodig. Het uitvoeren van jaarlijkse inspecties zal ervoor zorgen dat de systemen in goede staat zijn.

Conclusie

De International Association for Fire Safety Science meldde in 2014 dat meer dan 90% van de windturbinebranden resulteerde in het totale verlies van de turbine, of de turbine had ernstig structureel falen van de belangrijkste componenten. Nu de kosten stijgen van de vervanging van windturbines als gevolg van branden, is het belangrijker dan ooit om ze te beschermen. De turbines kunnen worden beschermd door brandbestrijdingssystemen te installeren die een brand detecteren zodra hij uitbreekt en hem vervolgens onderdrukken om te voorkomen dat de brand zich uitbreidt. Er zijn vele soorten en maten brandbestrijdingssystemen, die elk op een unieke manier werken. Houd er rekening mee dat het kiezen en ontwerpen van het beste systeem voor uw toepassing gebaseerd is op de apparatuur die moet worden beschermd en het soort brandgevaar.