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Wie kann man sich der Suche nach der Sicherheitsgarantie des Lithium-Ionen-Batterie-Energiespeichersystems widmen?

Auf der ees Europe 2022 in München, Deutschland, wurde der Brandschutz von Batterie-Energiespeichersystemen zum Hauptthema für viele Energiespeicheranbieter und ihre Kunden.

Es wurden viele neue Produkte ausgestellt, und verschiedene Makrothemen wurden diskutiert – wie die Notwendigkeit einer kohärenten EU-Politikstrategie zur Energiespeicherung und anhaltende Spannungen in der Lieferkette. Die an dem Treffen teilnehmenden Branchenexperten kommentierten jedoch, dass es von entscheidender Bedeutung sei, dass die Interessengruppen in der Lage sein wollten, die Brandsicherheit von Lithium-Ionen-Batterie-Energiespeichersystemen sicherzustellen.

2022/07/13

Kai-Philip Kairies, Geschäftsführer des Batterieanalysten ACCURE Battery Intelligence, sagte in einem Brancheninterview: „Zukünftige Batteriespeichersysteme müssen sicherer sein, um wirklich nützlich zu sein. Wenn sich die Leute Sorgen um die Batteriesicherheit machen, ist das nicht gut für die Batterien. Die Energiespeicherbranche wächst weiter.“

ACCURE entwickelt Software zur Überwachung und Bewertung von Batterieleistung, Alterung und Betriebssicherheit in Elektrofahrzeugen und Batterie-Energiespeichersystemen. Als Batterietechnologe stellte Kairies fest, dass von den drei Hauptfunktionen der Analysesuite der Sicherheit in letzter Zeit die größte Aufmerksamkeit geschenkt wurde.

Es gab einige hochkarätige Brandschutzvorfälle im globalen Energiespeicherbatteriesektor, darunter ein Brand im Batteriespeichersystem VictorianBig Battery von Tesla in Australien und ein thermisches Durchgehen im Speichersystem von Moss Landing in Kalifornien: und dies sind Australien und die weltweit größten Batterie Energiespeicher Projekt.

Das 10-MW/40-MWh-Batteriespeichersystem des Versorgungsunternehmens Salt River Project (SRP) aus Arizona soll kürzlich ebenfalls Feuer gefangen haben. Auch der Markt für private Energiespeicher in Deutschland wächst rasant. Kairies sagte, dass Deutschland seines Wissens nach allein im vergangenen Monat fünf Brände in Wohnenergiespeichersystemen gemeldet habe.

Glücklicherweise scheint bei diesen Ereignissen niemand zu Schaden gekommen zu sein, und sie sind im Vergleich zu der Vielzahl von Batteriespeichersystemen, die weltweit eingesetzt werden, immer noch selten, aber nicht auf die leichte Schulter zu nehmen, insbesondere Kunden oder die breite Öffentlichkeit.

Saft, ein Hersteller von Batteriespeichern, der seit 2010 Batteriespeichersysteme in Containern auf dem Weltmarkt liefert, behauptet, noch nie einen Geräteausfall erlebt zu haben, der zu einem Brand führte, sagte Michael Lippert, Vizepräsident für Innovation und Lösungen des Unternehmens. Stolz darauf.

Lippert sagte, dass es immer noch potenzielle Risiken für Batteriespeicher gibt, die bei Sicherheitsbewertungen ernst genommen werden müssen. Für Saft war Sicherheit von Anfang an eine ganzheitliche und wesentliche Überlegung bei der Entwicklung des netztauglichen Batterieprodukts Intensium Max.

Der Ansatz von Saft unterscheidet sich möglicherweise von dem der Konkurrenz dadurch, dass das Intensium Max ein standardisiertes, wiederholbares Energiespeichersystem ist, dessen Design sich von Projekt zu Projekt nicht grundlegend ändert.

Lippert sagte: „Zu Beginn der Konstruktion haben wir alle möglichen Risiken analysiert, einschließlich der Auswirkungen von Kühlsystemen, wie z. B. Feuchtigkeit aufgrund von Kondensation. In einem 1500-V-Batterie-Energiespeichersystem kann übermäßige Feuchtigkeit einen Kurzschluss in der Batterie verursachen. Wir müssen sicherstellen, dass die Temperatur über dem Kondensationspunkt eingestellt ist, bevor das Personal die Tür des containerisierten Energiespeichersystems öffnet. Deshalb erhöhen wir die Funktion und Sicherheit von Anfang an. Beim Sex werden viele Dinge berücksichtigt."

Das Design des Energiespeichersystems von Saft integriert eine Kombination aus Erkennungssystemen, Feuerunterdrückung und Gefahrenmanagement, was laut Lippert weltweit einzigartig ist.

Das Energiespeichersystem Intensium Max ist mit zwei unabhängigen Feuerlöschsystemen der Eckpfeiler aller Energiespeicherprojekte von Saft. Das Unternehmen erfuhr auch aus Vorfällen bei anderen Fertigungsunternehmen mit Sicherheitsprojekten zur Energiespeicherung, dass es die Ansammlung potenziell explosiver Gase in Containern bewältigen musste.


„Wir werden sicherstellen, dass die Besatzung sowie die Feuerwehrleute, die das Feuer löschen, mit der Ausrüstung vertraut sind und über die Werkzeuge verfügen, um die richtigen Entscheidungen zu treffen“, sagte Lippert. „Das bedeutet, dass sie den Behälter nicht öffnen müssen, um zu sehen, was los ist, sie sind geschult und verfügen über externe Diagnosewerkzeuge, um die Temperatur im Inneren des Energiespeichersystems zu prüfen, um festzustellen, ob die Möglichkeit einer Explosion besteht. ”

Intilion, ein in Deutschland ansässiger Hersteller von Batterie-Energiespeichersystemen, hat ein Batterie-Energiespeichersystem mit integrierten Brandschutzfunktionen für den industriellen und kommerziellen Markt eingeführt.

Martin Peters, Produktmanager bei Intilion, wies darauf hin, dass Lithium-Ionen-Batterien zwar viele Vorteile haben, aber auch mit Brand- und Explosionsrisiken einhergehen, sodass Brände von Lithium-Batterien nicht gelöscht werden können.

Es gibt drei Hauptgründe für Brände bei Lithiumbatterien: elektrische Risiken durch Überspannung, Überstrom oder Überhitzung; thermische Risiken durch hohe Temperaturen außerhalb des Batteriesystems; und mechanische Risiken durch äußerlich nicht erkennbare physische Schäden oder Herstellungsfehler.

„Vielleicht gibt es nach jahrelangem Gebrauch ein Problem in der Batterie. Beispielsweise können sich Dendriten auf dem Separator vermehren und einen internen Kurzschluss in der Batterie verursachen, der dann zu einem thermischen Durchgehen führt und zu einem Brand führt“, sagte er.

Auf dem deutschen Markt müssen Batterie-Energiespeichersysteme für den Innenbereich die Zertifizierungsstandards des Verbandes Deutscher Elektrotechniker (VDE) erfüllen. Dazu gehört die Anforderung, dass sich Brände nicht zwischen benachbarten Batteriemodulen ausbreiten oder ausbreiten können und dass es außerhalb der Batteriemodule keine Flammen geben darf.


Intilion hat für jedes Batteriemodul ein zusätzliches Gehäuse mit berechneten Luftkanälen entwickelt, um Gase auf vorgeschriebene Weise freizusetzen. Daher ist es erforderlich, das Gas auf ein nicht brennbares Niveau zu komprimieren und an der Vorderseite des Energiespeichersystems abzulassen.

Das Produkt wurde von einem Labor in Deutschland zertifiziert. Peters wies darauf hin, dass die Brandgefahr von Lithium-Ionen-Batterien nicht vollständig ausgeschlossen werden könne, der Schaden sich aber auf ein Batteriemodul begrenzen könne. Jede Batterie des Batterie-Energiespeichersystems von Intilion ist außerdem mit einer Wanne ausgestattet, um möglicherweise austretendes Elektrolyt aufzufangen und eine Grundwasserkontamination zu verhindern.

Kai-Philipp Kairies von ACCURE sagte, die Daten der Batterie könnten ein wirksames Instrument für die vorbeugende Wartung sein, sobald das Energiespeichersystem tatsächlich in Betrieb ist.

„Jede Batterie hat ein Batteriemanagementsystem, das einige Daten wie Spannung, Strom und Temperatur generiert, und wir verwenden diese Daten, um im Grunde zurückzuentwickeln, was in der Batterie vor sich geht“, sagte Kairies.

Bestimmte interne Zustände des Batteriezustands können weder direkt gemessen noch berechnet werden. Wie sich diese internen Zustände im Laufe der Zeit entwickeln, kann ACCURE feststellen, ob das Batteriemodul oder die Zellleistung gesund und dem Rest des Batteriepakets ähnlich ist.

Findet die Analysesoftware zum Beispiel eine Batterie mit schlechten Vorzeichen, kann sie außer Betrieb genommen werden, bevor die Batterie gefährlich wird. Mit Erfahrung in der Verwaltung von 1,5 GWh an Batterieanlagen in Elektrofahrzeugen und Batteriespeichern hat ACCURE gezeigt, dass dies in großem Maßstab möglich ist und die Sicherheit von Energiespeichersystemen und der nächsten Generation gewährleistetLitium-Ionen-Batterie Speichersysteme, sagte Kairies.

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