Li-ion batterijen beloven een mooie toekomst, maar hoe hou je ze brandveilig?

03-06-2021

Hernieuwbare energiebronnen zijn aan een opmars bezig, maar om het elektriciteitsnet niet te overbelasten, moeten we piekproductie kunnen opslaan. In batterijen bijvoorbeeld. Maar deze technologie brengt eigen risico’s met zich mee, zoals brand- en ontploffingsgevaar. Daar heeft Siemens nu een efficiënte oplossing voor gevonden. Neem even dit artikel door en download de Whitepaper.  Nog vragen of een concrete toepassing? Contacteer ons!

Europa heeft zich met de Europese Green Deal geëngageerd om tegen 2050 het eerste klimaatneutrale continent te worden. Met een ambitieus pakket maatregelen worden Europese burgers en bedrijven aangezet om mee te stappen in de groene transitie.

Dit brengt een ongeziene toename van hernieuwbare energie teweeg. De ambitie is om tegen 2030 minstens 32 % van het Europese eindenergieverbruik uit hernieuwbare bronnen te halen.

Maar wind en zon leveren geen constante toevoer aan elektriciteit, want sommige dagen zijn nu eenmaal zonniger of winderiger dan andere. Maar op het elektriciteitsnet moet de aanvoer en de afname van elektriciteit wel in evenwicht zijn.

Daarom wordt almaar meer een beroep gedaan op o.a. batterijopslagsystemen zodat de overtollige piekproductie kan opgeslagen worden om later in dalmomenten ingezet te worden. Er wordt dan ook verwacht dat de markt voor energieopslag tussen 2020 en 2025 met een kwart zal groeien.* Lithium-ion-batterijen zijn perfect geschikt voor dergelijke energieopslag.

Li-ion batterijen combineren een enorme hoeveelheid chemische energie met ontvlambare elektrolyten.. Een separator zorgt ervoor dat de elektrodes uit de batterijcellen uit elkaar gehouden worden. Elke schade aan de separator (mechanisch of door hoge temperaturen) zal leiden tot een interne kortsluiting met een gevaarlijke oververhitting (thermal runaway).

Door de ongeziene temperatuurstijging beginnen de (zeer ontvlambare) elektrolyten te verdampen.

Hierdoor zal de druk in de batterijcel worden opgebouwd tot de elektrolytdamp wordt ontlast via een overdrukventiel of door het barsten van de cel.

Zonder tegenmaatregelen ontstaat een explosief gas-luchtmengsel waarbij een kleine ontstekingsbron voldoende is om een explosie te genereren.

Het is dus van groot belang dat stijgende temperaturen, rook en brand meteen gedetecteerd worden, maar ook dat er dan zo snel mogelijk een blussysteem in werking treedt met een aangepast blusmiddel om de brand- maar ook de blusschade zoveel mogelijk te beperken.

De Siemens FDA241-detector neemt snel en betrouwbaar oververhitte elektrolytdamp waar dankzij de gepatenteerde optische detectietechnologie voor duale golflengtes. Zodra de 2 detectiecellen in de FDA241 de elektrolytdampen detecteren, activeren ze het automatische blussysteem.

Om elektrische branden te blussen en oververhitting te voorkomen, ontwikkelde Siemens Sinorix N2. Door de ruimte deels te vullen met stikstof, daalt de zuurstofconcentratie tot 11,3%. Hierdoor doven branden uit en wordt de oververhitting in toom gehouden, waardoor de schade lokaal zeer beperkt blijft. Tegelijk brengt Sinorix N2 geen schade toe aan de intacte batterijcellen.

Uitgebreide testen hebben aangetoond dat de combinatie van de FDA241-detector met Sinorix N2, de beste bescherming biedt tegen explosies van elektrolytdampen. Deze Siemens-brandbeveiliging voor stationaire batterijopslagsystemen kreeg als eerste het VdS-safety label (VdS no. S 619002).

Contacteer ons voor meer informatie of download de Whitepaper.

*www.mordorintelligence.com/industry-reports/energy-storage-market