Damit ein Energiespeichersystem sicher ist, müssen diese 13 Schlüsselpunkte erfüllt werden!
Sicherheit ist das wichtigste Thema bei Energiespeichersystemen. Die Wahl einer Energiespeicherarchitektur und eines Steuerungssystems, die den Sicherheitsstandards entsprechen, sowie die Ausarbeitung eines angemessenen Notfallplans können das Risiko gefährlicher Ereignisse vor Ort erheblich reduzieren.
Die in letzter Zeit gehäuften Batterieunfälle haben in der Branche große Besorgnis ausgelöst. Daher ist Sicherheit bei der Auswahl eines Energiespeichersystems ein entscheidender Faktor. Angesichts der vielen verfügbaren Optionen möchten wir Ihnen Empfehlungen geben, um Sie bei der Auswahl sicherer Energiespeichersysteme und -produkte zu unterstützen.
Unsere Ingenieurteams haben jahrelang verschiedene Systemarchitekturen und Komponentenoptionen für alle Energiespeichersysteme erforscht und verglichen. Hier haben wir 13 wichtige Punkte zusammengefasst, die Sie bei der Auswahl eines Energiespeichersystems berücksichtigen sollten, um Ihnen eine fundierte Entscheidung bei der Vorbereitung der Installation zu ermöglichen.
1. Wählen Sie die richtige Zelle aus
Aus sicherheitstechnischer Sicht unterscheiden wir zwischen primärer Sicherheit (Maßnahmen zur Unfallverhütung) und sekundärer Sicherheit (wie der Verlauf von Unfällen besser kontrolliert und gesteuert werden kann). Die primäre Sicherheit steht in direktem Zusammenhang mit den Zellen des Energiespeichersystems.
In der Industrie gibt es verschiedene Batterietypen zur Auswahl, jeder mit seinen eigenen Vorteilen. Am wichtigsten ist jedoch die Wahl einer Batterie, die der Norm IEC 62619 entspricht. Wie der Titel „Sekundärzellen und -batterien mit alkalischen oder anderen nicht-sauren Elektrolyten – Sicherheitsanforderungen für industrielle Lithium-Sekundärzellen und -batterien“ bereits verrät, dient diese Norm speziell der Gewährleistung der Zellsicherheit.
2. Gewährleisten Sie die sichere Integration von Modulen, Schaltschränken und Behältern.
Für Module und Paneele: Stellen Sie sicher, dass die Batterie den Normen UL 1973 und IEC 62619 entspricht.
Die Wahl einer Batterie mit UL9540A-Zertifizierung bedeutet, dass das Energiespeichersystem den Test der UL-Behörde bestanden hat, bei dem ein thermisches Durchgehen simuliert wird, um zu überprüfen, ob sich ein Brand ausbreiten wird.
Mechanische, thermische, elektrische und sicherheitstechnische Einschränkungen sind zu berücksichtigen. Alle Systeme, die für maritime, Transport- oder stationäre Anwendungen geeignet sind, unterliegen einem umfassenden Prüf- und Zertifizierungsprozess.
3. Investieren Sie in ein sicheres Batteriemanagementsystem und eine Energiemanagement-Software.
Die Verwendung sicherer und konformer Komponenten ist ein notwendiger erster Schritt, um ein Höchstmaß an Batteriesicherheit zu gewährleisten; die Art der Batterienutzung ist jedoch ebenso entscheidend. Daher muss ein Batteriemanagementsystem (BMS) sicherstellen, dass die Batterienutzung ihre Grenzwerte nicht überschreitet. Um diese funktionale Sicherheit zu gewährleisten, muss das BMS nach IEC 61508 zertifiziert sein, einem Standard für die funktionale Sicherheit elektrischer, elektronischer und programmierbarer elektronischer Systeme.
Batteriemanagementsysteme (BMS) erzeugen große Datenmengen, die von Energiemanagementsoftware (EMS) erfasst, lokal gespeichert und regelmäßig in einem sicheren Cloud-System gesichert werden. Alle diese Daten können zur Fehler- oder Abweichungsanalyse der Batterie und zur Systemoptimierung genutzt werden.
4. Systempartitionierung zur besseren Eindämmung von Unfällen
Die Unterteilung von Energiespeichersystemen in feste Gehäuse kann dazu beitragen, dass Brände nicht entstehen und sich nicht ausbreiten.
LeBlock ist die neue, sichere, modulare, skalierbare und sofort einsatzbereite Energiespeicherlösung von Leclanché. Sie wurde entwickelt, um die Logistik zu vereinfachen und die Gesamtkosten sowie den CO₂-Fußabdruck zu reduzieren.
Die Batteriemodule sind in hochfesten Gehäusen untergebracht, die dazu beitragen, die Ausbreitung von Bränden zu verhindern.
Das Gehäuse verfügt über eine ausgezeichnete Feuerbeständigkeit und Wärmedämmleistung, wodurch der Verbrauch von Hilfsenergiequellen reduziert werden kann. Dadurch wird sichergestellt, dass die Batterie unabhängig von der äußeren Umgebung arbeitet und bei einer bestimmten Temperatur (üblicherweise zwischen 20 und 23 °C) betrieben wird.
5. Wählen Sie das richtige Brandschutzsystem
Die Zoneneinteilung von Energiespeichersystemen bietet eine passive Möglichkeit zur Erhöhung der Sicherheit, es gibt aber auch aktive Brandbekämpfungsmethoden. Ziel des Brandschutzsystems ist es, die Ausbreitung von Bränden, die nicht von Batterien ausgehen, auf andere Zellen im Schrank zu verhindern. Dadurch soll verhindert werden, dass ein kleiner Unfall mit wenigen Zellen zu einem Großbrand wird, dessen Folgen sich auf den gesamten Schrank oder Behälter ausbreiten könnten. Standardmäßige Brandbekämpfungssysteme umfassen Rauch- und Temperatursensoren sowie Aerosolsysteme, die automatisch ausgelöst werden, sobald ein Brand eine bestimmte Größe erreicht hat.
6. Verwenden Sie Explosionsschutzklappen, um die Sicherheit der Mitarbeiter zu gewährleisten.
Die Sicherheit des Personals hat oberste Priorität. Selbst bei gesicherten Lagerbereichen arbeiten Mitarbeiter während Wartungsarbeiten und routinemäßigen Systemprüfungen in der Nähe. Im Brand- oder Explosionsfall befinden sie sich möglicherweise neben Energiespeicherschränken und Transportcontainern. Um ihre Sicherheit zu gewährleisten, leitet eine Explosionsschutzöffnung den Druck eines internen Brandes nach oben ab und schützt so die im Bereich arbeitenden Personen vor seitlichen Explosionen.
Explosionsentlastungsöffnungen müssen gemäß NFPA 68 konstruiert und hergestellt werden.
7. Einen Notfallplan bereitstellen
Das richtige Vorgehen von Einsatzkräften bei einem Notfall vor Ort ist nicht immer eindeutig und hängt vom jeweiligen System und den örtlichen Gegebenheiten ab. Daher ist es sehr wichtig, verschiedene Notfallpläne für den jeweiligen Standort zu entwickeln und die lokalen Rettungsdienste entsprechend zu schulen.
Während der Veranstaltung sollte die Behälterhülle so lange geschlossen bleiben, bis ihre Temperatur den normalen Bereich erreicht hat. Die Umgebungstemperatur sollte überwacht und gegebenenfalls gesenkt werden.
8. mit „Not-Aus“-Funktion
Wenn das Energiemanagementsystem (EMS), das Batteriemanagementsystem (BMS) oder eine andere Sicherheitseinrichtung ein Sicherheitsproblem oder eine Batterieanomalie erkennt, muss das Batteriesystem kontrolliert abgeschaltet werden können. Wichtig ist auch die manuelle Not-Aus-Funktion, die vom Bediener oder Rettungskräften betätigt werden kann.
9. Kann elektrische Isolationsfehler erkennen
Die meisten Batterien sind erdfern, d. h. sie sind vom Erdreich isoliert. Moderne Isolationsüberwachungseinrichtungen gemäß IEC 615557 müssen die Isolationsfunktion des Systems und die Sicherheit der elektrischen Geräte gewährleisten. Die Überwachung der Isolation muss so fein erfolgen, dass eine hohe Messgenauigkeit sichergestellt ist. Die Anzahl der vom Stromkreis getrennten Zellen kann über die Not-Aus-Funktion gesteuert werden.
In der LeBlock-Architektur verfügt jeder Schaltschrank über eine eigene Isolationsüberwachung und kann Fehler automatisch erkennen und isolieren sowie den Batteriestromkreis trennen, bevor es zu schwerwiegenden Problemen kommt.
10. Einhaltung wichtiger Sicherheitsstandards wie IEC und UL.
In den Vereinigten Staaten müssen Energiespeichersysteme die einschlägigen Normen der NFPA 855 erfüllen, um potenzielle Gefahren zu minimieren.
Wie von der IEC (Internationalen Elektrotechnischen Kommission) gefordert, muss das System gemäß IEC 62933 Teil 2 ausgelegt sein, um die Sicherheitsanforderungen für die Integration von Netzenergieverbesserungssystemen zu erfüllen.
11. Das System verfügt über eine Trennschaltereinheit.
Aus Sicherheitsgründen muss das System mit allen notwendigen Leerlaufschaltern, wie z. B. Lastschaltern, ausgestattet sein, um die Sicherheit der Wartungsarbeiten zu gewährleisten.
12. Das System entspricht elektrischen Sicherheitsstandards wie IEC 60364 oder dem nordamerikanischen NEC706.
Prüfen Sie, ob das Energiespeichersystem allen relevanten IEC- und UL-Normen für elektrische Sicherheitsanlagen entspricht – insbesondere hinsichtlich fortschrittlicher Sicherungssysteme zum Schutz der Energiespeicheranlage vor Kurzschlüssen.
Veröffentlichungsdatum: 23. September 2023