Batarya Yangınlarına Karşı Yeni Nesil Güvenlik: Immersion Cooling Teknolojisi

Lityum-iyon batarya sistemleri, enerji dönüşümünün itici gücü olsa da, beraberinde ciddi bir güvenlik riski getiriyor: termal kaçak. Bir batarya hücresinde başlayan arızanın zincirleme şekilde diğer hücrelere sıçrayarak yangına yol açtığı bu süreç, sıcaklığın saniyeler içinde yüzlerce dereceye ulaşmasına neden olabilir. Güney Kore'de 2017-2019 yılları arasında yaşanan 23 büyük yangın, termal kaçağın yayılma hızı ve bastırılamaz oluşunun, geleneksel soğutma ve söndürme sistemlerinin yetersiz kaldığını tüm dünyaya kanıtladı. Enerji depolama sektörünün geleceği, bu riski proaktif olarak yönetebilen yeni teknolojilere bağlı.

Geleneksel Yöntemlerin Sınırları

Mevcut hava ve sıvı plakalı soğutma sistemleri, yalnızca batarya çalışırken oluşan ısıyı dağıtmaya odaklanır. Ancak bu sistemler hücreleri tam olarak kapsayamaz ve sıcaklık dengesizliğine yol açarak "sıcak nokta" oluşumuna neden olabilir. Yangın söndürme sistemleri ise ancak olay gerçekleştikten sonra devreye girer. Termal kaçağı tamamen önleyemedikleri için sadece hasarın yayılmasını yavaşlatmaya çalışırlar; bu da reaktif, yani tepkisel bir yaklaşımdır. Yeni nesil çözümlere olan ihtiyaç, tam da bu yetersizlik noktasında ortaya çıkıyor.

Immersion Cooling: Fiziksel Bir Yangın Bariyeri

Immersion cooling (daldırma soğutma), batarya güvenliğinde devrim niteliğinde bir adım sunar. Bu sistem, batarya hücrelerinin yanmaz ve elektrik iletkenliği olmayan özel bir sıvının içine tamamen daldırılmasıyla çalışır. Sıvı, hücrelerin yüzeyine doğrudan temas ederek:

• Oluşan ısıyı anında emer ve çevresine eşit şekilde yayar.

• Batarya hücrelerini oksijenle temas ettirmeyerek yangının çıkmasını engeller.

Bu yöntem, sadece bir soğutma çözümü değil, aynı zamanda yangın önleyici bir fiziksel bariyer görevi de görür. Yangın riski, oksijen izolasyonu ve hızlı ısı dağılımı olmak üzere iki temel mekanizmayla azaltılır. Laboratuvar testleri, bu sistemle donatılmış batarya modüllerinde termal kaçağın diğer hücrelere yayılmadığını kanıtlamıştır; arıza tek bir hücreyle sınırlı kalır.

Performans ve Ömür Açısından Çifte Avantaj

Daldırma soğutma, sadece güvenliği değil, aynı zamanda batarya sistemlerinin verimliliğini ve ömrünü de artırır. Hücrelerin sabit ve düşük sıcaklıkta çalışması, kimyasal bozulmayı yavaşlatır ve kapasite kaybını azaltır. Karşılaştırmalı testler, immersion cooling sistemine sahip bataryaların geleneksel yöntemlere göre ortalama 5 yıl daha uzun ömürlü olduğunu göstermiştir. Ayrıca, daha düşük iç direnç sayesinde enerji kayıpları azalır ve sistem verimliliği artar.

Bu teknoloji, EticaAG gibi öncü firmalarca batarya enerji depolama sistemlerinde ticari olarak uygulanmakta ve yangın testlerinde tam başarı göstermektedir. Elektrikli araçlarda ise Mahle tarafından hızlı şarjın yarattığı ısıl yükleri güvenli şekilde yönetmek için kullanılmaktadır.

Türkiye İçin Stratejik Fırsat

Immersion cooling teknolojisi, özellikle son üç yılda Asya ve Avrupa'da hızla yayılıyor. Güney Kore’de geliştirilen sistemler, dünyada ticari olarak kullanılan ilk daldırma soğutmalı batarya enerji depolama çözümü oldu. Avrupa ve ABD'deki enerji regülatörleri de bu teknolojiyi tanımaya ve teşvik etmeye başladı.

Türkiye, önümüzdeki on yılda 80 GWh kapasiteye ulaşmayı hedeflerken, bu büyümenin güvenlik konusunu en baştan doğru ele almasını gerektiriyor. Immersion cooling, ülkemizin sıcak yaz iklimi, zorlu saha koşulları ve yoğun depolama ihtiyacı karşısında ideal bir çözüm olabilir. Türkiye'de bu teknoloji için AR-GE projeleri desteklenmeli, yönetmelikler güncellenmeli ve uluslararası teknoloji sağlayıcılarla iş birlikleri kurulmalıdır. Böylece, yalnızca daha fazla değil, daha güvenli enerji depolayan bir ülke olabiliriz.