Explosionsschutz für Batteriespeichersysteme
Thermisches Durchgehen führt zu einer Kettenreaktion. Dabei gilt – je mehr Batteriezellen betroffen sind, desto mehr explosive Gase werden freigesetzt. Erfahren Sie, wie Fike diese Gase mit Fike Blue neutralisiert, bevor sie zu einer Explosion führen und dabei auf seine jahrzehntelange Erfahrung im Explosionsschutz aufbaut.
Wann ist Explosionsschutz erforderlich?
Zusätzlich zur starken Hitze, die bei einem thermischen Durchgehen von den betroffenen Batteriezellen abgegeben wird, entsteht eine gefährliche „Mischung aus „CO, H2, Ethylen, Methan, Benzol, HF, HCl und HCN...” (NFPA 855, A.9.6.5.6).
Aus diesem Grund sieht die Norm NFPA 855 den Explosionsschutz als eine wesentliche Komponente des Gesamtschutzes von Batteriespeichersystemen vor – insbesondere muss die Konzentration brennbarer Gase dort, wo sich Gas ansammeln kann, unterhalb von 25 Prozent der unteren Explosionsgrenze (UEG) bleiben. Batteriespeichersysteme, für die ein UL 9650A-Test einen UEG-Wert unter diesem Grenzwert nachweisen kann, sind gemäß NFPA 855 von der Pflicht für Explosionsschutz und Druckentlastung ausgenommen.
Für Anlagen mit Explosionsschutzbedarf oder auch für Behörden, die zusätzlichen Schutz verlangen, empfehlen NFPA und Fike folgende Methoden zur Minderung der Explosionsgefahr:
„Explosionsschutzlösungen für Batteriespeichersysteme sollten auch eine Druckentlastung vorsehen, denn jede Batterie, die von thermischem Durchgehen erfasst wird, erzeugt in dieser Atmosphäre explosives Gas, das irgendwohin entweichen muss. Auch wenn mit ausreichender Belüftung ein Wert unter 25 Prozent der UEG erreicht wird, können die Systeme auch durch unvorhersehbare Zwischenfälle wie einen Stromausfall lahm gelegt werden. Daher ist eine passive Druckentlastung in vielen Anwendungen nach wie vor sehr zu empfehlen.“
Tom Farrell, Fike Principal Engineer of Test & Validation
Fike Blue reduziert Ausgasung bei thermischem Durchgehen
Schließlich gibt es eine weitere Explosionsschutzmethode, die in NFPA 855 noch nicht enthalten ist – Fike Blue. Fike Blue wird bereits in einem frühen Stadium des thermischen Durchgehens in das Batteriespeichersystem eingeleitet. Die Flüssigkeit durchfließt das betroffene Batteriemodul, absorbiert die Wärme und kann die Kettenreaktion sicher stoppen.
Zahlreiche im Fike Innovation and Testing Center durchgeführte Testreihen haben gezeigt, dass durch den Einsatz von Fike Blue in der Regel alle Batteriezellen innerhalb des Moduls gerettet werden können, mit Ausnahme der ursprünglich defekten Zelle und möglicherweise einiger benachbarter Zellen. Da die thermische Kettenreaktion unterdrückt wird, bleiben die übrigen Batteriezellen im Moduls unversehrt und setzen keine Gase frei. Das Ergebnis ist wesentlich sicherer als in anderen Szenarien, in denen das Modul und möglicherweise das gesamte Batteriespeichersystem sich selbst verbrennen würden.
„Wenn eine Batterie aus 1000 Zellen besteht und Sie alle brennen lassen, entstehen aus 1000 Zellen giftige Gase, die sich in bewohnte Gebiete ausbreiten und sie für einige Zeit unbewohnbar machen. Wenn Sie in der Lage sind, das Phänomen zu unterdrücken und thermisches Durchgehen zu stoppen, verlieren Sie statt 1000 Zellen möglicherweise nur 50. Das Gas verteilt sich und erreicht Konzentrationen, die nicht mehr ganz so giftig sind. Fike Blue ist die einzige Lösung, die Ausgasungen bei thermischem Durchgehen wirksam reduziert.”
Tom Farrell, Fike Principal Engineer of Test & Validation
Warum Fike für Ihren Explosionsschutz?
Fike ist eines der wenigen Unternehmen weltweit, das in der Lage ist, Menschen und kritische Anlagen vor Explosionen und Kettenreaktionen bei thermischem Durchgehen zu schützen. Fike verfügt über jahrzehntelange Erfahrung in den Bereichen Explosionsschutz, Staubtests, Risikobewertung, Systemdesign, Installation, Wartung und Beratung. Nun kommt die Entwicklung und Validierung von Fike Blue hinzu. Damit ist Fike in der einzigartigen Lage, maßgeschneiderte Schutzstrategien für Batteriespeicher zu entwickeln und Hersteller dabei zu unterstützen, die Anforderungen der UL 9540A-Zertifizierung und der zuständigen Behörden zu erfüllen.