ДОСЛІДЖЕННЯ СИСТЕМНОЇ БЕЗПЕКИ LFP-СИСТЕМ РЕЗЕРВНОГО ЕЛЕКТРОЖИВЛЕННЯ ТА СИНТЕЗ БАГАТОРІВНЕВОЇ АРХІТЕКТУРИ ЗАХИСТУ

Андрій Дорошенко; Дмитро Коломієць

doi:10.20535/1813-5420.3.2026.362979

Т. · № 3 · 2026 жов 12, 2026 ТЕХНОЛОГІЇ ТА ОБЛАДНАННЯ В ЕНЕРГЕТИЦІ

ДОСЛІДЖЕННЯ СИСТЕМНОЇ БЕЗПЕКИ LFP-СИСТЕМ РЕЗЕРВНОГО ЕЛЕКТРОЖИВЛЕННЯ ТА СИНТЕЗ БАГАТОРІВНЕВОЇ АРХІТЕКТУРИ ЗАХИСТУ

АД

Андрій Дорошенко Відповідальний Національний університет харчових технологій, Україна

ДК

Дмитро Коломієць Національний університет харчових технологій, Україна

Сторінки98-111 Опублікованожов 12, 2026 ЛіцензіяВідкритий доступ

PDF

ТОМ · № 3 · 2026 85 Переглянути випуск

Анотація

У роботі оцінено газовибухову небезпеку LFP-акумуляторів у житлових і підвальних приміщеннях багатоквартирних будинків України та обґрунтовано першочергові вимоги до безпечного розміщення акумуляторних систем резервного електроживлення. Для цього проаналізовано наукові дані щодо теплового розгону літій-іонних батарей, міжнародні підходи NFPA 855, UL 9540A, PAS 63100:2024 та IEC 62619, а також відкриті кейси побутового й загальнобудинкового встановлення таких систем. Виконано скринінгові розрахунки можливості досягнення небезпечних концентрацій H2 у типових об’ємах квартир, комор, коридорів і підвалів, а також енергетичне зіставлення аварійного газовиділення з побутовими джерелами горючого газу. Встановлено, що навіть системи малої та середньої ємності можуть створювати небезпечні локальні концентрації водню, а підвальні резервні системи ємністю десятки кВт•год можуть переводити локальну відмову батареї у комбінований пожежний, токсичний і газовибуховий сценарій. Обґрунтовано потребу у вимогах до місця встановлення, вентиляції, маркування, аварійного відключення та інформування мешканців і ДСНС.

Ключові слова

#акумуляторна система резервного електроживлення #літій-залізо-фосфатний акумулятор #системна безпека #аварійний режим #багаторівневий захист #інформаційна цілісність #превентивне керування

Посилання

G. Zachmann, F. Meissner, and I. Riepin, “Mitigating Ukraine’s looming electricity crisis,” Energy Strategy Reviews, vol. 59, Art. no. 101724, 2025, doi: 10.1016/j.esr.2025.101724.
P. Xu, J. Li, Z. Chai, Z. Liu, Z. M. Liu, and Q. Xue, “Experimental and modeling approaches to investigate overcharge-induced thermal runaway behavior for LiFePO4 battery,” Journal of Energy Storage, vol. 92, Art. no. 111687, 2024, doi: 10.1016/j.est.2024.111687.
K. Wang, D. Wu, C. Chang, J. Zhang, D. Ouyang, and X. Qian, “Charging rate effect on overcharge-induced thermal runaway characteristics and gas venting behaviors for commercial lithium iron phosphate batteries,” Journal of Cleaner Production, vol. 434, Art. no. 139992, 2024, doi: 10.1016/j.jclepro.2023.139992.
J. Close, J. E. Barnard, Y. M. J. Chew, and S. Perera, “A holistic approach to improving safety for battery energy storage systems,” Journal of Energy Chemistry, vol. 92, pp. 422-439, 2024, doi: 10.1016/j.jechem.2024.01.012.
S. Song, X. Tang, Y. Sun, J. Sun, F. Li, M. Chen, Q. Lei, W. Sun, Z. He, and L. Zhang, “Fault evolution mechanism for lithium-ion battery energy storage system under multi-levels and multi-factors,” Journal of Energy Storage, vol. 80, Art. no. 110226, 2024, doi: 10.1016/j.est.2023.110226.
M. He, D. Chartouni, D. Landmann, and S. Colombi, “Safety Aspects of Stationary Battery Energy Storage Systems,” Batteries, vol. 10, no. 12, Art. no. 418, 2024, doi: 10.3390/batteries10120418.
L. Srinivasan, S. Shaw, and E. Billaut, Insights from EPRI’s Battery Energy Storage Systems (BESS) Failure Incident Database: Analysis of Failure Root Cause. EPRI, 2024, Product ID 3002030360. [Online]. Available: https://www.epri.com/research/products/000000003002030360 [Accessed: Sep. 13, 2026].
J. Wang, Y. Yue, K. Yu, C. Han, J. Yang, L. Zhang, Y. Zhang, Z. Wang, and Y. Huang, “Thermal runaway behaviors of lithium iron phosphate battery with various capacity and state of charge: characteristic comparison and safety assessment,” Applied Thermal Engineering, vol. 284, Part 2, Art. no. 129170, 2026, doi: 10.1016/j.applthermaleng.2025.129170.
M. C. Yagci, O. Richter, R. Behmann, and W. G. Bessler, “Degradation modes of large-format stationary-storage LFP-based lithium-ion cells during calendaric and cyclic aging,” Journal of Energy Storage, vol. 124, Art. no. 116774, 2025, doi: 10.1016/j.est.2025.116774.
Victron Energy documentation, “AC-coupled PV with Fronius PV Inverters.” [Online]. Available: https://www.victronenergy.com/live/ac_coupling:fronius [Accessed: Sep. 13, 2026].
A. M. Doroshenko, O. O. Serohin, and D. P. Kolomiets, “Improving the reliability and efficiency of hybrid PV systems using Node-RED-based control algorithms,” in Information Technologies in the Modern World: Proc. Int. Sci.-Pract. Conf. of Higher Education Students and Young Scientists, Kharkiv, Ukraine, Apr. 29, 2025, pp. 499-501.
A. M. Doroshenko, D. P. Kolomiets, and S. I. Lytvynchuk, “Experimental safety analysis of ESS operation during the modernization of a hybrid PV system from single-phase to three-phase,” in Information Technologies in the Modern World: Proc. Int. Sci.-Pract. Conf. of Higher Education Students and Young Scientists, Kharkiv, Ukraine, Apr. 29, 2025, pp. 470-472.
A. M. Doroshenko and D. P. Kolomiets, “Analysis of the impact of a grid-friendly battery charging algorithm on cold load pickup under scheduled power outages,” Scientific Works of National University of Food Technologies, vol. 32, no. 2, 2026, doi: 10.24263/2225-2924-2026-32-2-16.
P. J. Bugryniec, E. G. Resendiz, S. M. Nwophoke, S. Khanna, C. James, and S. F. Brown, “Review of gas emissions from lithium-ion battery thermal runaway failure: Considering toxic and flammable compounds,” Journal of Energy Storage, vol. 87, Art. no. 111288, 2024, doi: 10.1016/j.est.2024.111288
H. Shen, H. Wang, M. Li, C. Li, Y. Zhang, Y. Li, X. Yang, X. Feng, and M. Ouyang, “Thermal runaway characteristics and gas composition analysis of lithium-ion batteries with different LFP and NCM cathode materials under inert atmosphere,” Electronics, vol. 12, no. 7, Art. no. 1603, 2023, doi: 10.3390/electronics12071603
British Standards Institution, PAS 63100:2024, Electrical Installations - Protection Against Fire of Battery Energy Storage Systems for Use in Dwellings - Specification. London, U.K.: BSI Standards Limited, 2024.
B. D. Risholt, B. G. Olsø, C. Sanfeliu Meliá, S. Lee, and F. Vullum-Bruer, “An assessment of fire and explosion hazards at seven BESS installations in Norway,” Future Batteries, Art. no. 100206, 2026, doi: 10.1016/j.fub.2026.100206.
A. Kapahi, A. Alvarez-Rodriguez, S. Lakshmipathy, S. Kraft, J. Conzen, A. Pivarunas, R. Hardy, and P. Hayes, “Performance-based assessment of an explosion prevention system for lithium-ion based energy storage system,” Journal of Loss Prevention in the Process Industries, vol. 82, Art. no. 104998, 2023, doi: 10.1016/j.jlp.2023.104998.
C. Meraner, J. S. Fjærestad, F. Vullum-Bruer, M. Stefanska, and T. Li, “Suppression of battery energy storage system fires,” Fire Safety Journal, vol. 162, Art. no. 104727, 2026, doi: 10.1016/j.firesaf.2026.104727.
F. Hölting, A. Kapse, F. Breer, J. Figgener, M. Junker, and D. U. Sauer, “Quantitative fire likelihood assessment of battery home storage systems in comparison to general house fires in Germany and other battery related fires,” Journal of Energy Storage, vol. 122, Art. no. 116599, 2025, doi: 10.1016/j.est.2025.116599.

Ліцензія

CCBY 4.0

Creative Commons Із зазначенням авторства 4.0 Міжнародна

Ця робота має відкриту ліцензію: вільно поширюйте та адаптуйте її, посилаючись на авторів і журнал. Умови ліцензії ↗

Попередня у випуску ЗАСТОСУВАННЯ КОГЕНЕРАЦІЙНИХ УСТАНОВОК В УМОВАХ ДЕФІЦИТУ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ПОТУЖНОСТІ Наступна у випуску РОЗРОБКА КОНЦЕПЦІЇ ЦИФРОВОГО ДВІЙНИКА СИСТЕМИ ЕЛЕКТРОПРИВОДУ ЛІФТІВ НА ОСНОВІ СТОХАСТИЧНОЇ МОДЕЛІ ARIMAX

§ 06 — Пов'язані

Схожі статті в цьому журналі

Пов'язані рецензовані дослідження, опубліковані в цьому журналі.

Усі випуски

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ТЕСТУВАННЯ АЛГОРИТМУ КОМПЕНСАЦІЇ МЕРТВОГО ЧАСУ ІНВЕРТОРА НА ОСНОВІ GAN ТРАНЗИСТОРІВ ДЛЯ АСИНХРОННОГО ЕЛЕКТРОПРИВОДУ

Сергій Ковбаса, Юрій Вербовий, Юрій Винничук

В статті представлено результати експериментального дослідження алгоритму компенсації мертвого часу, що базується на використанні інформації про миттєві напрями фазних…

#електропривод змінного струму #перетворювач частоти #автономний інвертор напруги #мертвий час

с. 65-75

10.20535/1813-5420.3.2026.367385

НЕЛІНІЙНЕ КЕРУВАННЯ СТРУМОМ ЛУЖНОГО ЕЛЕКТРОЛІЗЕРА ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА ВОДНЮ З УРАХУВАННЯМ ОБМЕЖЕННЯ НАПРУГИ ПЕРЕТВОРЮВАЧА

Антон Торопов, Лілія Торопова, Михайло Гайко

В даній роботі розглядається питання побудови регулятора струму в електролізері. Побудована нелінійна математична модель системи стабілізації струму з урахуванням…

#електролізер #стабілізація струму #лінійно – квадратичний регулятор #нелінійне керування

с. 76-82

10.20535/1813-5420.3.2026.364565

ШВИДКОДІЮЧІ МІКРОДВИГУНИ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ: АНАЛІТИЧНА МЕТОДИКА ВИБОРУ МАГНІТНИХ НАВАНТАЖЕНЬ І КОНСТРУКЦІЇ ЯКОРЯ ЗА КРИТЕРІЄМ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНОЇ СТАЛОЇ ЧАСУ

Михайло Коваленко, Віктор Гребєнніков, Андрій Стулішенко, Євген Ігнатюк

В даному дослідженні побудовано замкнену, розмірно узгоджену в СІ аналітичну методику оцінки та мінімізації електромеханічної сталої часу виконавчих мікродвигунів…

#мікродвигун постійного струму #електромеханічна стала часу #швидкодія #магнітне навантаження

с. 83-88

10.20535/1813-5420.3.2026.369073

[1] G. Zachmann, F. Meissner, and I. Riepin, “Mitigating Ukraine’s looming electricity crisis,” Energy Strategy Reviews, vol. 59, Art. no. 101724, 2025, doi: 10.1016/j.esr.2025.101724.

[2] P. Xu, J. Li, Z. Chai, Z. Liu, Z. M. Liu, and Q. Xue, “Experimental and modeling approaches to investigate overcharge-induced thermal runaway behavior for LiFePO4 battery,” Journal of Energy Storage, vol. 92, Art. no. 111687, 2024, doi: 10.1016/j.est.2024.111687.

[3] K. Wang, D. Wu, C. Chang, J. Zhang, D. Ouyang, and X. Qian, “Charging rate effect on overcharge-induced thermal runaway characteristics and gas venting behaviors for commercial lithium iron phosphate batteries,” Journal of Cleaner Production, vol. 434, Art. no. 139992, 2024, doi: 10.1016/j.jclepro.2023.139992.

[4] J. Close, J. E. Barnard, Y. M. J. Chew, and S. Perera, “A holistic approach to improving safety for battery energy storage systems,” Journal of Energy Chemistry, vol. 92, pp. 422-439, 2024, doi: 10.1016/j.jechem.2024.01.012.

[5] S. Song, X. Tang, Y. Sun, J. Sun, F. Li, M. Chen, Q. Lei, W. Sun, Z. He, and L. Zhang, “Fault evolution mechanism for lithium-ion battery energy storage system under multi-levels and multi-factors,” Journal of Energy Storage, vol. 80, Art. no. 110226, 2024, doi: 10.1016/j.est.2023.110226.

[6] M. He, D. Chartouni, D. Landmann, and S. Colombi, “Safety Aspects of Stationary Battery Energy Storage Systems,” Batteries, vol. 10, no. 12, Art. no. 418, 2024, doi: 10.3390/batteries10120418.

[7] L. Srinivasan, S. Shaw, and E. Billaut, Insights from EPRI’s Battery Energy Storage Systems (BESS) Failure Incident Database: Analysis of Failure Root Cause. EPRI, 2024, Product ID 3002030360. [Online]. Available: https://www.epri.com/research/products/000000003002030360 [Accessed: Sep. 13, 2026].

[8] J. Wang, Y. Yue, K. Yu, C. Han, J. Yang, L. Zhang, Y. Zhang, Z. Wang, and Y. Huang, “Thermal runaway behaviors of lithium iron phosphate battery with various capacity and state of charge: characteristic comparison and safety assessment,” Applied Thermal Engineering, vol. 284, Part 2, Art. no. 129170, 2026, doi: 10.1016/j.applthermaleng.2025.129170.

[9] M. C. Yagci, O. Richter, R. Behmann, and W. G. Bessler, “Degradation modes of large-format stationary-storage LFP-based lithium-ion cells during calendaric and cyclic aging,” Journal of Energy Storage, vol. 124, Art. no. 116774, 2025, doi: 10.1016/j.est.2025.116774.

[10] Victron Energy documentation, “AC-coupled PV with Fronius PV Inverters.” [Online]. Available: https://www.victronenergy.com/live/ac_coupling:fronius [Accessed: Sep. 13, 2026].

[11] A. M. Doroshenko, O. O. Serohin, and D. P. Kolomiets, “Improving the reliability and efficiency of hybrid PV systems using Node-RED-based control algorithms,” in Information Technologies in the Modern World: Proc. Int. Sci.-Pract. Conf. of Higher Education Students and Young Scientists, Kharkiv, Ukraine, Apr. 29, 2025, pp. 499-501.

[12] A. M. Doroshenko, D. P. Kolomiets, and S. I. Lytvynchuk, “Experimental safety analysis of ESS operation during the modernization of a hybrid PV system from single-phase to three-phase,” in Information Technologies in the Modern World: Proc. Int. Sci.-Pract. Conf. of Higher Education Students and Young Scientists, Kharkiv, Ukraine, Apr. 29, 2025, pp. 470-472.

[13] A. M. Doroshenko and D. P. Kolomiets, “Analysis of the impact of a grid-friendly battery charging algorithm on cold load pickup under scheduled power outages,” Scientific Works of National University of Food Technologies, vol. 32, no. 2, 2026, doi: 10.24263/2225-2924-2026-32-2-16.

[14] P. J. Bugryniec, E. G. Resendiz, S. M. Nwophoke, S. Khanna, C. James, and S. F. Brown, “Review of gas emissions from lithium-ion battery thermal runaway failure: Considering toxic and flammable compounds,” Journal of Energy Storage, vol. 87, Art. no. 111288, 2024, doi: 10.1016/j.est.2024.111288

[15] H. Shen, H. Wang, M. Li, C. Li, Y. Zhang, Y. Li, X. Yang, X. Feng, and M. Ouyang, “Thermal runaway characteristics and gas composition analysis of lithium-ion batteries with different LFP and NCM cathode materials under inert atmosphere,” Electronics, vol. 12, no. 7, Art. no. 1603, 2023, doi: 10.3390/electronics12071603

[16] British Standards Institution, PAS 63100:2024, Electrical Installations - Protection Against Fire of Battery Energy Storage Systems for Use in Dwellings - Specification. London, U.K.: BSI Standards Limited, 2024.

[17] B. D. Risholt, B. G. Olsø, C. Sanfeliu Meliá, S. Lee, and F. Vullum-Bruer, “An assessment of fire and explosion hazards at seven BESS installations in Norway,” Future Batteries, Art. no. 100206, 2026, doi: 10.1016/j.fub.2026.100206.

[18] A. Kapahi, A. Alvarez-Rodriguez, S. Lakshmipathy, S. Kraft, J. Conzen, A. Pivarunas, R. Hardy, and P. Hayes, “Performance-based assessment of an explosion prevention system for lithium-ion based energy storage system,” Journal of Loss Prevention in the Process Industries, vol. 82, Art. no. 104998, 2023, doi: 10.1016/j.jlp.2023.104998.

[19] C. Meraner, J. S. Fjærestad, F. Vullum-Bruer, M. Stefanska, and T. Li, “Suppression of battery energy storage system fires,” Fire Safety Journal, vol. 162, Art. no. 104727, 2026, doi: 10.1016/j.firesaf.2026.104727.

[20] F. Hölting, A. Kapse, F. Breer, J. Figgener, M. Junker, and D. U. Sauer, “Quantitative fire likelihood assessment of battery home storage systems in comparison to general house fires in Germany and other battery related fires,” Journal of Energy Storage, vol. 122, Art. no. 116599, 2025, doi: 10.1016/j.est.2025.116599.