Un primario operatore del settore della generazione elettrica ha affidato a TECSA la conduzione della Hazard Mitigation Analysis (HMA) di un impianto BESS (Battery Energy Storage System) di grande taglia, realizzato all’interno del perimetro di una centrale termoelettrica esistente: 44 container “Non Walk-In” da 20 piedi con celle litio-ferro-fosfato (LFP), distribuiti su 22 isole tecnologiche, per una potenza complessiva di circa 100 MW e circa 220 MWh di capacità nominale.
Il pericolo analizzato è la reazione di thermal runaway delle celle con rilascio di gas infiammabili, potenziale innesco di scenari di incendio e di esplosione. Lo studio è stato condotto in accordo alla norma NFPA 855 e alle Linee Guida del Corpo Nazionale dei Vigili del Fuoco sui sistemi di accumulo (Circolare DCPST del 23/12/2024), a supporto della documentazione di sicurezza del sito (VRI, DPCE e PEI). Da sempre TECSA affianca gli operatori dell’energia nella valutazione quantitativa dei rischi degli impianti della transizione energetica, tra cui l’accumulo elettrochimico in BESS.
L’approccio metodologico
L’analisi ha integrato, in un’unica filiera coerente con la ISO 31000, tecniche qualitative, semi-quantitative e di calcolo numerico avanzato:
- Metodo Bow-Tie – componente centrale dello studio: quattro diagrammi, uno per ciascuna configurazione di vita dell’impianto (operations in due configurazioni, precommissioning e stoccaggio), sviluppati in sessioni tecniche multidisciplinari, con circa 50 barriere censite, classificate e correlate alle strategie antincendio del Codice di Prevenzione Incendi (DM 18/10/2019). Il Bow-Tie cattura l’essenza della valutazione sia in termini qualitativi sia quantitativi, evidenziando immediatamente il grado di sicurezza sostanziale e i potenziali ambiti di miglioramento.
- Sicurezza funzionale – studi SIL in conformità a IEC 61511 e IEC 61508 per la determinazione della probabilità di fallimento su domanda (PFD) delle funzioni strumentate di sicurezza dei container (protezioni del BMS, rilevazione incendio e gas, estinzione ad aerosol).
- Alberi di guasto – analisi delle cause comuni di guasto tra barriere non indipendenti, con individuazione dei minimal cut set e calcolo delle PFD combinate mediante codice FTA dedicato.
- Analisi LOPA – quantificazione per ordini di grandezza delle frequenze degli scenari, con eventi iniziatori e PFD tratti da fonti riconosciute (CCPS, IAEA, CIGRE) e modificatori condizionali (time to risk, spatial occupancy) per l’esposizione effettiva dei lavoratori.
- Modellazione CFD delle esplosioni – simulazioni fluidodinamiche con il solutore Viper::Blast, a partire dagli off-gas caratterizzati sperimentalmente dai test UL 9540A, con analisi di sensitività sulla velocità del fronte di fiamma (fino al limite della transizione deflagrazione-detonazione) e modellazione delle curve di cedimento dei pannelli di sfogo dei container.
I risultati
Il confronto delle frequenze attese con le soglie di accettabilità della SFPE (accettabilità 10⁻⁶ occ/anno, tollerabilità 10⁻⁴ occ/anno) ha dimostrato un rischio corrente accettabile per tutti gli scenari incidentali safety, senza necessità di azioni correttive: il trattamento del rischio si concentra sul mantenimento nel tempo delle prestazioni delle barriere esistenti. Le simulazioni CFD hanno confermato la bontà del layout: la sovrappressione massima sul bersaglio più esposto resta al di sotto della soglia di danno di 7 kPa e lo sfogo dell’energia, guidato dai pannelli di deflagrazione, avviene prevalentemente in direzione verticale, con carichi trascurabili sui container adiacenti.
Lo studio si è avvalso di strumenti e codici di calcolo validati e di oltre venti riferimenti tra norme, standard, linee guida e letteratura scientifica peer-reviewed, a garanzia della solidità di ogni assunzione.
