El análisis de incidentes de fallos en los Sistemas de Almacenamiento de Energía en Baterías (BESS) realizado por EPRI revela datos clave sobre la evolución y seguridad de estas tecnologías. En los últimos cinco años, la capacidad de BESS a escala global ha aumentado significativamente, mientras que la tasa de incidentes ha disminuido un 97% entre 2018 y 2023, a pesar de la atención mediática sobre incendios en BESS. Este descenso se debe a los esfuerzos activos de la industria de baterías para mejorar las medidas de prevención y mitigación a través de la investigación y el desarrollo. EPRI ha creado la base de datos más completa de incidentes de BESS estacionarios, conocida como EPRI BESS Incident Database, complementada por otras bases de datos notables como el UL’s Lithium-Ion Battery Incident Reporting y EV FireSafe. El documento detalla la metodología utilizada para la recopilación y clasificación de incidentes, proporcionando un análisis exhaustivo de las causas raíz, elementos fallidos y un análisis biaxial. Los resultados incluyen mitigaciones, recomendaciones y una perspectiva futura para la seguridad de los BESS, destacando la importancia de comprender las diversas causas de los fallos para mejorar la seguridad y la fiabilidad en la industria. La necesidad de un sistema de clasificación integral para los incidentes de BESS es fundamental para mejorar la seguridad y entender los riesgos asociados. Actualmente, no existe un recurso público que categorice los incidentes de BESS por causa de fallo, lo cual es clave para determinar el papel de los diferentes componentes en los incidentes y su prevención. El informe de EPRI aborda esta brecha desarrollando un sistema de clasificación práctico para interesados técnicos y no técnicos, utilizando datos de su base de datos de incidentes de fallos de BESS, informes de incidentes, análisis de causas raíz y entrevistas con expertos. Este sistema de clasificación utiliza un marco biaxial para categorizar los incidentes por causa raíz del fallo y el elemento del BESS que experimentó el fallo, proporcionando un análisis detallado y una tendencia en el tipo y la tasa de fallos a lo largo del tiempo. A pesar de las barreras legales y la falta de requisitos de informes de incidentes, el estudio busca fomentar la transparencia y optimizar la investigación en seguridad y el desarrollo de productos en la industria de BESS. 

El análisis de fallos en los sistemas de almacenamiento de energía, particularmente en las baterías de iones de litio, es fundamental para mejorar la seguridad y fiabilidad de estas tecnologías. El sistema de clasificación de fallos se divide en dos categorías principales: Causa Raíz y Elemento Fallido. Las Causas Raíz se subdividen en cuatro tipos: Diseño, que abarca fallos debido a la arquitectura planeada, el diseño o la funcionalidad de los componentes; Fabricación, que incluye defectos introducidos durante el proceso de fabricación; Integración, Ensamblaje y Construcción, que comprende fallos debido a una integración deficiente, incompatibilidad de componentes o instalación incorrecta; y Operación, que cubre fallos resultantes de comportamientos de carga, descarga o reposo que exceden las tolerancias de diseño. Los Elementos Fallidos se categorizan en: Célula/Módulo, fallos originados en la unidad funcional básica del sistema de almacenamiento de energía; Controles, fallos en los sistemas de gestión de baterías y comunicación; y Balance del Sistema (BOS), fallos en elementos como barras colectoras, cableado, recintos y sistemas de enfriamiento. Un ejemplo ilustrativo es el incendio en la instalación de almacenamiento de baterías de Elkhorn en Moss Landing, CA, el 20 de septiembre de 2022, donde la intrusión de agua de lluvia causó un arco eléctrico y una fuga térmica debido a una instalación inadecuada y una respuesta de alarma insuficiente. Este incidente resalta la importancia de una instalación y mantenimiento adecuados, así como de sistemas de alarma eficaces para prevenir fallos en los BESS. Desde 2018, la disponibilidad de información sobre las causas raíz de los fallos en BESS ha aumentado, reflejando una mayor madurez de la industria y un enfoque creciente en la seguridad. Entre 2017 y 2018, las implementaciones de BESS aumentaron significativamente a nivel global, duplicando su despliegue y llevando a un pico de incidentes de fallos entre 2017 y 2019, especialmente en Corea del Sur, donde la rápida implementación de BESS no fue acompañada de normas de seguridad robustas. Este aumento en las causas raíz identificadas desde 2018 sugiere mejoras en la investigación y transparencia en la industria, subrayando la importancia de comprender y mitigar los diversos factores que pueden provocar fallos en los sistemas de almacenamiento de energía. 

Las fallas y problemas de seguridad en los Sistemas de Almacenamiento de Energía en Baterías (BESS) son temas claves en la industria energética. A pesar de que estándares de productos más robustos, como UL 1973 y UL 1642, han mejorado la calidad de las baterías, la mayoría de los problemas de manufactura son menores y no se espera que impacten significativamente la seguridad. Un análisis detallado revela que los componentes del Balance del Sistema (BOS) y los controles representan la mayoría de los elementos fallidos, mientras que solo el 11% de los incidentes clasificados se atribuyen directamente a las celdas de las baterías. Sin embargo, muchos fallos en los controles están relacionados con problemas operativos destinados a gestionar las limitaciones de las celdas. Por ejemplo, en 2021, un fallo en el sistema de enfriamiento de la instalación de la Gran Batería de Victoria en Australia, debido a problemas de calidad en el ensamblaje, provocó un incendio durante la fase de puesta en marcha, subrayando la importancia de procesos de integración e instalación adecuados para asegurar la compatibilidad y funcionalidad de todos los componentes del sistema. Asimismo, las fallas operativas y relacionadas con la integración son causas raíz comunes de los incidentes en los BESS. Los fallos operativos, a menudo vinculados a altos niveles de estado de carga (SOC), fueron frecuentes en Corea del Sur entre 2018 y 2019, donde se enfrentaron desafíos para determinar los límites operativos adecuados. A medida que los productos BESS evolucionaron rápidamente de contenedores a sistemas pre-integrados, surgieron desafíos de integración y problemas potenciales de compatibilidad. La falta de experiencia y capacitación entre los nuevos actores en el mercado puede haber contribuido a fallos recientes relacionados con el ensamblaje y la construcción. Es esencial integrar la seguridad en todas las escalas de un proyecto BESS, desde la selección de materiales a nivel de celda hasta los impactos en la salud pública a nivel comunitario, y considerar la seguridad a lo largo de todo el ciclo de vida del proyecto. Para abordar estos problemas, se recomienda cumplir con los códigos y estándares pertinentes, realizar evaluaciones de riesgos específicas del sitio, implementar sistemas robustos de detección y monitoreo, y asegurar la calidad durante la instalación mediante controles rigurosos y capacitación adecuada del personal. 

En definitiva, el análisis realizado por EPRI sobre los incidentes de fallos en los BESS destaca la importancia de comprender y mitigar las diversas causas de fallos para mejorar la seguridad y fiabilidad de estas tecnologías. A pesar de que la capacidad global de BESS ha aumentado significativamente en los últimos cinco años, la tasa de incidentes ha disminuido un 97% entre 2018 y 2023. Este logro se debe a los esfuerzos continuos de la industria para mejorar las medidas de prevención y mitigación a través de la investigación y el desarrollo. El informe subraya la necesidad de un sistema de clasificación integral de incidentes de BESS, dado que actualmente no existe un recurso público que categorice estos incidentes por causa de fallo, lo cual es clave para identificar y prevenir los problemas en los diferentes componentes del sistema. Las fallas más comunes se relacionan con los componentes del Balance del Sistema (BOS) y los controles, en lugar de las celdas de las baterías. Los incidentes, como el incendio en la instalación de Elkhorn en 2022, resaltan la importancia de una correcta instalación, mantenimiento y sistemas de alarma eficaces. Además, la rápida evolución de los productos BESS ha generado desafíos de integración y posibles problemas de compatibilidad, subrayando la necesidad de estándares mejorados y pruebas rigurosas para prevenir fallos futuros. El informe concluye con recomendaciones para mejorar la seguridad, incluyendo evaluaciones de riesgos específicas del sitio, sistemas robustos de detección y monitoreo, y una capacitación adecuada del personal, destacando la importancia de la transparencia y la colaboración en la industria para optimizar la seguridad y el desarrollo de productos BESS.  

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