การลดความเสี่ยงในระบบกักเก็บพลังงานด้วยเทคโนโลยีกล้องถ่ายภาพความร้อน

Challenge

ในยุคที่พลังงานสะอาดและระบบกักเก็บพลังงาน (Energy Storage Systems – ESS) มีบทบาทสำคัญในการขับเคลื่อนอนาคตของอุตสาหกรรมและเมืองอัจฉริยะ ความปลอดภัยของระบบเหล่านี้จึงกลายเป็นประเด็นสำคัญที่ไม่อาจมองข้าม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ความเสี่ยงจากการเกิดความร้อนสะสมหรือ “thermal runaway” ในแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนที่อาจนำไปสู่ไฟไหม้หรือการระเบิด การนำเทคโนโลยีกล้องถ่ายภาพความร้อนมาใช้เพื่อตรวจจับอุณหภูมิผิดปกติแบบเรียลไทม์ จึงเป็นหนึ่งในแนวทางสำคัญในการลดความเสี่ยง ป้องกันความเสียหาย และเพิ่มความมั่นใจให้กับการใช้งานระบบกักเก็บพลังงานในระยะยาว เพื่อเฝ้าระวังและป้องกันอันตราย ก่อนที่ปัญหาจะลุกลามจนยากเกินควบคุม

การป้องกันไฟไหม้ และตรวจจับจุดความร้อนล่วงหน้าในแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน

แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนมีความสำคัญต่อการสนับสนุนพลังงานสะอาดและลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในหลายภาคส่วน แต่ขณะเดียวกันก็มีความเสี่ยงสูงต่อการเกิดไฟไหม้จากปรากฏการณ์ Thermal Runaway โดยเฉพาะในขั้นตอนการผลิต การจัดเก็บ และการรีไซเคิล สาเหตุอาจมาจากการชาร์จเกิน ความร้อนสูง ความเสียหายเชิงกล หรือข้อบกพร่องจากการผลิต ซึ่งกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ภายในแบตเตอรี่จนเกิดไฟไหม้ ระบบตรวจจับไฟแบบเดิมมักทำงานเมื่อเกิดเหตุแล้ว จึงไม่ตอบโจทย์การป้องกัน ความท้าทายนี้สามารถแก้ไขได้ด้วยการใช้เทคโนโลยีกล้องถ่ายภาพความร้อนที่ช่วยเฝ้าระวังอุณหภูมิแบบไม่สัมผัสและแบบเรียลไทม์ เพื่อตรวจจับความผิดปกติก่อนจะลุกลาม การแยกแบตเตอรี่ที่มีความเสี่ยงและทำให้เย็นลงแต่เนิ่น ๆ จะช่วยลดโอกาสเกิดไฟไหม้ และเพิ่มความปลอดภัยให้กับระบบกักเก็บพลังงานในระยะยาว

ภาวะ thermal runaway : ปฏิกิริยาลูกโซ่ที่ไม่สามารถควบคุมได้ซึ่งทำให้เซลล์แบตเตอรี่ร้อนขึ้นอย่างรวดเร็ว จนนำไปสู่การปล่อยแก๊ส ควัน ไฟ หรือแม้กระทั่งการระเบิด

Challenge

แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนมีความเสี่ยงสูงต่อการเกิดไฟไหม้เนื่องจากปรากฏการณ์ Thermal Runaway โดยเฉพาะในสถานที่ที่มีการจัดเก็บหรือการผลิตแบตเตอรี่หนาแน่น ระบบตรวจจับเพลิงไหม้แบบดั้งเดิมมักเป็นการตอบสนองแบบ “เชิงรับ” ที่สามารถตรวจจับความผิดปกติได้ก็ต่อเมื่อเกิดการสลายตัวของแบตเตอรี่แล้ว ทำให้การเข้าควบคุมสถานการณ์ล่าช้าและเพิ่มความเสี่ยงต่อความเสียหายรุนแรง

Solution

ระบบกล้องถ่ายภาพความร้อน (Infrared Camera Systems) ช่วยให้สามารถตรวจวัดอุณหภูมิได้อย่างต่อเนื่องโดยไม่ต้องสัมผัสตัวอุปกรณ์ ช่วยตรวจจับความร้อนสะสมในเซลล์แบตเตอรี่ก่อนที่ Thermal Runaway จะเกิดขึ้นจริง ด้วยการตรวจพบอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอย่างช้า ๆ ตั้งแต่ระยะแรก ทำให้สามารถดำเนินการป้องกันล่วงหน้า เช่น การระบายความร้อน หรือแยกเซลล์ที่มีปัญหาออกจากระบบ เพื่อลดโอกาสเกิดเพลิงไหม้ และเพิ่มความปลอดภัยในการจัดการแบตเตอรี่

Benefits

  • ช่วยให้สามารถดำเนินการป้องกันได้ตั้งแต่ก่อนแบตเตอรี่เข้าสู่ภาวะวิกฤต
  • ลดความเสี่ยงจากไฟไหม้ในกระบวนการจัดเก็บ ผลิต และรีไซเคิลแบตเตอรี่
  • ตรวจสอบความปลอดภัยในสภาพแวดล้อมแรงดันไฟฟ้าสูงได้โดยไม่ต้องสัมผัสโดยตรง
  • ยกระดับความปลอดภัยของสถานที่ด้วยระบบตรวจจับจุดร้อนอัตโนมัติและสัญญาณเตือน
  • ลดเวลาหยุดชะงักและความสูญเสียจากแบตเตอรี่ที่มีปัญหา

กล้องถ่ายภาพความร้อนช่วยป้องกันไฟไหม้แบตเตอรี่: กุญแจสำคัญสู่การตรวจจับ Thermal Runaway ตั้งแต่ระยะเริ่มต้น

          ปรากฏการณ์ Thermal Runaway ของแบตเตอรี่ไม่ได้เกิดขึ้นทันที แต่จะเกิดขึ้นเป็นลำดับขั้น โดยเริ่มจากระยะการเกิดความร้อนสะสม (Overheating) ซึ่งอุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีต่อเนื่อง และการสร้างความร้อนเพิ่มขึ้นอย่างควบคุมไม่ได้ โดยปฏิกิริยาคายความร้อนนี้จะเริ่มที่อุณหภูมิประมาณ 70°C ถึง 100°C หากไม่ได้รับการระบายความร้อนอย่างเพียงพอ ชั้นอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็ง (SEI) จะเริ่มสลายตัว ทำให้เกิดความร้อนเพิ่มขึ้นและมีปฏิกิริยาเคมีอื่น ๆ ตามมา ซึ่งอาจทำให้ แผ่นกั้น (separator) ละลายได้ เมื่อความร้อนยังคงสะสมต่อไปและอัตราการเพิ่มของอุณหภูมิเร่งขึ้น แบตเตอรี่จะเข้าสู่ระยะ Thermal Runaway อย่างสมบูรณ์ ซึ่งอัตราการเพิ่มของอุณหภูมิในระยะนี้จะอยู่ที่ไม่น้อยกว่า 10 °C ต่อนาที และนำไปสู่สถานการณ์ที่ไม่สามารถควบคุมได้ ทั้งอุณหภูมิที่สูงผิดปกติ การปล่อยก๊าซพิษ การลุกไหม้ หรือแม้แต่การระเบิด โดยอุณหภูมิอาจพุ่งขึ้นสูงถึง 100°C ถึง 200°C หรือมากกว่านั้น

          ในกระบวนการผลิตและประกอบแบตเตอรี่แรงดันสูง การใช้เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิแบบสัมผัสไม่เหมาะสมเนื่องจากข้อจำกัดด้านความปลอดภัยและพื้นที่ การตรวจจับอุณหภูมิด้วยกล้องถ่ายภาพความร้อนอินฟราเรดจึงเป็นทางเลือกที่แม่นยำและปลอดภัยกว่ามาก กล้องสามารถตรวจจับความร้อนผิดปกติได้ตั้งแต่ระยะเริ่มต้น ก่อนที่จะเกิดควันหรือเปลวไฟ โดยต้องใช้กล้องที่ผ่านการสอบเทียบอุณหภูมิอย่างละเอียดเพื่อหลีกเลี่ยงการแจ้งเตือนผิดพลาด ในกรณีที่เซลล์แบตเตอรี่ถูกบรรจุไว้ภายใน กล้องยังสามารถจับความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างเซลล์ที่ดีและเซลล์ที่มีปัญหาได้อย่างแม่นยำ

การป้องกันไฟไหม้แบตเตอรี่ด้วยกล้องอินฟราเรดซีรีส์ Xi จากแบรนด์ Optris

กล้องรุ่นอุตสาหกรรม เช่น Optris มีความทนทาน ติดตั้งง่าย กันน้ำกันฝุ่น และให้มุมมองกว้าง เหมาะกับการเฝ้าระวังในโรงงานหรือศูนย์จัดเก็บแบตเตอรี่ที่มีความเสี่ยงสูง มาพร้อมฟังก์ชันตรวจจับจุดร้อนอัตโนมัติและสัญญาณแจ้งเตือนทันทีโดยไม่ต้องใช้ซอฟต์แวร์เสริม ช่วยตรวจพบจุดที่มีความร้อนผิดปกติตั้งแต่ระยะเริ่มต้นก่อนเกิดไฟไหม้หรือการระเบิด ช่วยลดความเสี่ยงด้านสุขภาพ ความเสียหาย และการหยุดชะงักของการดำเนินงาน กล้องสามารถเชื่อมต่อผ่าน Ethernet ได้โดยตรง รองรับการแสดงภาพจากหลายกล้องในหน้าจอเดียว เหมาะกับการเฝ้าระวังแบตเตอรี่ในหลายขั้นตอน เช่น การจัดเก็บ การผลิต และการขนส่ง สามารถแจ้งเตือนล่วงหน้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ เน้นตรวจจับความร้อนที่อาจนำไปสู่ Thermal Runaway เมื่อตรวจพบ สามารถทำให้แบตเตอรี่ที่มีความร้อนผิดปกติเย็นลง หรือแยกออกจากเซลล์อื่น จะช่วยจำกัดความเสียหายและเพิ่มความปลอดภัยโดยรวมของระบบจัดการแบตเตอรี่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

Picture5

Xi 80 LT ETH

  • ผสานข้อดีของกล้องถ่ายภาพความร้อนและไพโรมิเตอร์ไว้ในอุปกรณ์เดียว
  • Distance‑to‑spot ratio สูงสุดถึง 190:1 ซึ่งช่วยให้สามารถวัดจุดที่อยู่ไกลได้แม่นยำ
  • สามารถปรับโฟกัสอัตโนมัติผ่านซอฟแวร์เพื่อให้ได้ภาพที่ชัดเจนแม้จุดที่ต้องการวัดอยู่ไกล
  • โครงสร้างตัวกล้องทนทาน ออกแบบมาสำหรับสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรม

Xi 410 LT ETH

  • สามารถปรับโฟกัสอัตโนมัติผ่านซอฟแวร์เพื่อปรับจุดโฟกัสให้ชัดเจนแม้เป้าหมายอยู่ไกล
  • วิเคราะห์ภาพความร้อน บันทึกข้อมูล จัดการ alarm การตั้งค่าต่าง ๆ
  • มีเลนส์ให้เลือกหลายมุมมอง อัตราส่วน Distance‑to‑spot size ต่างกันตามเลนส์
  • ตัวกล้องทนทาน วัสดุเป็นสแตนเลส กันฝุ่นและน้ำได้ตามมาตรฐาน IP67

Xi 640 LT USB

  • โฟกัสอัตโนมัติ ปรับจุดโฟกัสได้แม่นยำจากระยะไกลโดยไม่ต้องปรับด้วยมือ
  • ความละเอียดสูง+frame rate ‎32 Hz ช่วยจับอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงเร็วได้
  • Distance‑to‑spot size ต่างกันตามเลนส์ ช่วยให้ตรวจจุดร้อนที่อยู่ไกลหรืออยู่ในที่ที่เข้าถึงยาก
  • ทนต่อสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรม – ฝุ่น น้ำ อุณหภูมิแวดล้อมสูง + น้ำหนักเบา

สนใจศึกษาผลิตภัณฑ์ Optris เพิ่มเติมได้ที่: https://entechsi.com/brand/optris-th/

สนใจผลิตภัณฑ์ติดต่อสอบถามเพิ่มเติม: คุณวศิกา โทร. 094-462-6616 และ 092-249-8787 Line ID: entechsi

Social Share