ระบบ 'ป้องกันไฟไหม้' แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน กุญแจสู่ Data Center ปลอดภัย
ในยุคที่ Data Center และระบบกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (BESS/ESS) มีบทบาทสำคัญต่อโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงาน เพลิงไหม้ในระบบ Power Chain จึงกลายเป็นความเสี่ยงที่ไม่อาจมองข้าม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่อาจเกิดปรากฏการณ์ "Thermal Runaway"
KEY
POINTS
- ความเสี่ยงสูงใน Power Chain: แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในระบบ Power Chain (เช่น BESS, PCU) มีความเสี่ยงเพลิงไหม้สูง โดยเฉพาะจากปรากฏการณ์ "Thermal Runaway" ที่ดับไม่ได้เมื่อเกิดขึ้นแล้ว
- หัวใจคือการตรวจจับเร็ว: การ ตรวจจับเพลิงไหม้ได้รวดเร็วที่สุด ช่วยประหยัดเวลา เงิน และลดความสูญเสียได้อย่างมหาศาล
- กลไก Thermal Runaway: เกิดจากการทำงานผิดปกติ (ชาร์จ/คายประจุเกิน, เสื่อมสภาพ, อุบัติเหตุ) ทำให้เกิดความร้อน ก๊าซรั่วไหล (Smoldering -> Off-gassing) และปะทุเป็นไฟที่ดับไม่ได้
- แนวคิดป้องกัน: เน้น "Prevention Protection" คือการตรวจจับและระงับเหตุการณ์ตั้งแต่ระยะ Smoldering (รั่วไหลก๊าซเล็กน้อย) เพื่อป้องกันไม่ให้เกิด Thermal Runaway
ความเสี่ยงสูงใน Power Chain แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคือจุดเฝ้าระวัง
ณทวิทย์ บุญทริกศิริ Technical Expert – Fire Suppression, Siemens ASEAN กล่าวในงาน Siemens Data Center Conference 2025: Redefining Data Center Infrastructure จัดโดย 'ซีเมนส์และกรุงเทพธุรกิจ'ในหัวข้อ การป้องกันความเสี่ยงจากไฟไหม้ลิเธียมไอออนในศูนย์ข้อมูลด้วยนวัตกรรมความปลอดภัยจากอัคคีภัย ว่า แหล่งกำเนิดเพลิงไหม้ในระบบ Power Chain ไม่ว่าจะเป็นหม้อแปลงไฟฟ้า (Transformers), ตู้ MDB, เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator), UPS ไปจนถึงแบตเตอรี่ ล้วนมีความเสี่ยง แต่สำหรับระบบ Battery Energy Storage System (BESS) และ Power Chain Unit (PCU) นั้น ถือเป็นจุดรวมของอุปกรณ์ที่มีความเสี่ยงสูงเป็นพิเศษ การจัดการกับความเสี่ยงเหล่านี้จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพูดถึงแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
"ยิ่งตรวจจับเร็ว ยิ่งประหยัด" หัวใจของการดับเพลิงที่มีประสิทธิภาพ
ความสำคัญของการมีระบบดับเพลิงที่มีประสิทธิภาพ ซึ่งหมายถึงการ "ตรวจจับเพลิงไหม้ได้รวดเร็วที่สุด"เพื่อป้องกันและดับเพลิงได้อย่างทันท่วงที การดำเนินการที่ฉับไวนี้ไม่เพียงช่วย ประหยัดเวลาและเงินทอง แต่ยัง ลดความสูญเสียของทรัพย์สิน ได้อย่างมหาศาล
เจาะลึก "Thermal Runaway" เพลิงไหม้ที่ดับไม่ได้
เพลิงไหม้ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเกิดจากปฏิกิริยาลูกโซ่ที่เรียกว่า "Thermal Runaway" ซึ่งมีกลไกที่ซับซ้อนและรุนแรง สาเหตุเริ่มต้นอาจมาจากการชาร์จหรือคายประจุเกิน (Overcharge/Overdischarge), การเสื่อมสภาพตามอายุ หรือแม้แต่อุบัติเหตุภายนอกที่ทำให้เกิดการลัดวงจรภายในเซลล์
เมื่อเกิดการลัดวงจร อุณหภูมิจะสูงขึ้น ทำให้อิเล็กโทรไลต์ในแบตเตอรี่กลายเป็นไอ ส่งผลให้แบตเตอรี่บวมและเกิดการรั่วไหลของก๊าซเล็กน้อยที่เรียกว่า "Smoldering" หากยังไม่ได้รับการแก้ไข ก๊าซจะรั่วไหลออกมามากขึ้น (Off-gassing) และภายในเวลาเพียง 4 นาทีหลังจากนั้น เมื่อแก๊สสัมผัสกับออกซิเจนในอากาศ จะเกิดการเผาไหม้รุนแรงหรือระเบิดกลายเป็น Thermal Runaway ซึ่ง "เมื่อเกิดเหตุการณ์นี้ขึ้น ไม่สามารถที่จะดับเพลิงได้" เนื่องจากสารดับเพลิงไม่สามารถดับเพลิงที่เกิดภายในเซลล์แบตเตอรี่ได้โดยตรง ทำได้เพียงดับ "secondary fire" เท่านั้น
นวัตกรรมระบบป้องกันอัคคีภัยแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจาก Siemens
ระบบของ Siemens นำเสนอโซลูชันที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว เพื่อป้องกันและจำกัดความเสียหายจากเพลิงไหม้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน โดยมีองค์ประกอบสำคัญดังนี้:
- การตรวจจับที่รวดเร็ว (Early Detection): ใช้เทคโนโลยี ASD (Aspirating Smoke Detector) หรือ FDA (Fire Detection and Alarm) 2011 ที่มี 2 ลำแสง สามารถตรวจจับ "off-gas" ของลิเธียมไอออนได้ตั้งแต่ระยะ Smoldering และตรวจจับควันได้ตั้งแต่แบตเตอรี่มีอุณหภูมิเพียง 145 องศาเซลเซียส ซึ่งเร็วกว่าการเกิด Thermal Runaway ถึง 32 นาที ถือเป็นการตรวจจับแบบ "very early detect"
- การระงับเหตุด้วยก๊าซเฉื่อย (Inerting): เมื่อตรวจพบสิ่งผิดปกติ ระบบจะส่งสัญญาณไปยังตู้ควบคุมและ BMS เพื่อหยุดจ่ายกระแสไฟ จากนั้นจะฉีด ก๊าซไนโตรเจน (สารเฉื่อย) ของ Siemens ที่เรียกว่า Coroloc NXN เข้าไปในห้องเพื่อลดปริมาณออกซิเจนลงเหลือประมาณ 11% ซึ่งเป็นระดับที่ "เมื่อออกซิเจนรั่วออกมา มันจะไม่สามารถติดไฟได้"
- ผลลัพธ์ของการระงับเหตุ: ระบบจะเปลี่ยนจาก "Inferno Effect" (เปลวเพลิงพุ่งออกมาเหมือนลาวา) ให้กลายเป็น "Glo Effect" (การเผาไหม้แบบช้าๆ คล้ายถ่านหุงข้าวแดงๆ) ซึ่งไม่เกิดเปลวไฟ ไม่มีการระเบิด และมีเพียงควัน ช่วยจำกัดความเสียหายให้เกิดขึ้นเฉพาะกับแบตเตอรี่ที่ผิดปกติเท่านั้น และจะไม่ลุกลามไปยังโมดูลอื่น
การรับรองและการทดสอบที่พิสูจน์ประสิทธิภาพ
ระบบของ Siemens เป็นระบบเดียวในโลกที่ได้รับการรับรองจาก VDS (สถาบันระดับนานาชาติจากเยอรมนี) หมายเลข S619002 ว่า "Concept นี้สามารถใช้ระงับการเกิด Thermal Runaway ได้จริง" จากการทดสอบนับร้อยครั้งในสวิตเซอร์แลนด์ ทั้งกับแบตเตอรี่แบบ Cylindrical และ Prismatic ระบบสามารถหยุดยั้ง Thermal Runaway ได้ทุกครั้ง สำหรับแบตเตอรี่แบบ Pouch แม้จะไม่สามารถหยุดยั้งการลุกลามภายในเซลล์เดียวกันได้ แต่ก็สามารถหยุดยั้งการลุกลามระหว่างโมดูลได้ทุกครั้ง ทำให้ความเสียหายถูกจำกัดอยู่ในวงแคบ
ระบบป้องกันอัคคีภัยของ Siemens นำเสนอโซลูชันที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพในการป้องกันและจำกัดความเสียหายจากเหตุเพลิงไหม้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ด้วยการตรวจจับที่รวดเร็วเป็นพิเศษและการควบคุมสภาพแวดล้อมด้วยก๊าซเฉื่อย เพื่อป้องกันการลุกลามของ Thermal Runaway ซึ่งเป็นก้าวสำคัญในการเพิ่มความปลอดภัยให้กับ Data Center และระบบพลังงานในอนาคต
