De verschillende typen celchemie, bijvoorbeeld lithium-nikkel-mangaankobalt (lmc) en lithium-ijzerfosfaat (lfp), onderscheiden zich door de verschillende grenstemperaturen voor de thermische runaway en de intensiteit van de reactie. “Maar zolang men rekening houdt met de specifieke eigenschappen van de celchemie – bijvoorbeeld bij de koeling van het opslagsysteem, de veiligheidsvoorzieningen op celniveau en bij het batterijmanagementsysteem (bms) – zijn de risico's bij de celchemie vergelijkbaar”, aldus Schäfer. Omdat de kleinste verontreinigingen of schommelingen bij het productieproces tot afwijkingen leiden bij de technische eigenschappen van een batterijcel, is een strikte naleving van de productiekwaliteit volgens de batterijdeskundige van doorslaggevend belang. “Vandaar dat je als fabrikant van energieopslagsystemen met het oog op de veiligheid alleen cellen van betrouwbare producenten in aanmerking komen voor gebruik. Wie zeker wil zijn, doet er goed aan te kiezen voor batterijcellen van een gerenommeerde merkfabrikant.”
Bouwvorm
“De veiligheid van de batterijcel hangt ook sterk af van de bouwvorm”, vervolgt Schäfer. “Over het algemeen hebben alle bouwvormen van cellen verschillende sterke en zwakke punten. Zo hebben platte batterijcellen bijvoorbeeld goede koeleigenschappen. Ronde batterijcellen hebben beperkte gevolgen van een thermische runaway van afzonderlijke batterijcellen, en prismatische batterijcellen hebben een zeer goede mechanische bescherming door de stabiele metalen mantel.” Schäfer wijst ook op diverse veiligheidsvoorzieningen die van belang zijn. “Neem bijvoorbeeld het overcharge safety device dat de stroomtoevoer bij overladen onderbreekt of de laadstroom extern kann kortsluiten. Een ander voorbeeld is het nail safety device, dat verhindert of beperkt het risico van een thermische runaway als een batterijcel wordt doorgeprikt.”
Batterijmanagementsysteem
Het batterijmanagementsysteem (bms) speelt volgens Schäfer een belangrijke rol. “Het systeem bewaakt en regelt de werking van het batterijopslagsysteem binnen veilige grenzen. Dit geldt zowel voor lading als ontlading, waarbij het bms ook de gelijkmatige lading en ontlading van de batterijcellen via balancing verzekert.” Het bms bewaakt daarbij niet alleen de elektrische bedrijfsvariabelen zoals spanning en stroom, maar ook de temperatuur en laadtoestand en voorkomt overlading, diepontlading en kortsluitingen. “In het ideale geval is de bewaking van de parameters permanent en tot op celniveau”, stelt Schäfer.”Tot dit laatste zijn met name opslagsystemen met ronde cellen vanwege het grote aantal cellen vaak niet in staat. Een permanente plausibiliteitscontrole van de meetwaarden kan de veiligheid verder verhogen. Als er een bewaking plaatsvindt op celniveau, is het ook mogelijk de gezondheidstoestand– de State of Health – van de batterijcellen vast te stellen en weer te geven. Heel nuttig kan ook de visualisatie zijn van de meetwaarden tot op celniveau. Zo kunnen bij regelmatige controle ook afwijkingen bij afzonderlijke batterijcellen worden herkend, nog voordat er zich concrete problemen voordoen.”
Voorschriften
Ook voor installateurs heeft Schäfer een duidelijke boodschap: “Installeer het opslagsysteem exact volgens de voorschriften van de fabrikant. Het is van wezenlijk belang dat installateurs de specificaties en beperkingen voor de installatielocatie en, indien nodig, de gespecificeerde afstanden in acht nemen. En niet onbelangrijk: houd de intervallen voor onderhoud en controle aan die de fabrikant voorschrijft. Als fabrikant proberen we zelf ook met scholingen een wezenlijke bijdrage te leveren aan de kennis en kunde van installateurs. We investeren via de Tesvolt Academy in onze partners en indien nodig ondersteunen wij de installateur zelfs al bij de planning.” Om de veiligheid te verhogen, heeft Tesvolt er bovendien voor gekozen om zijn opslagsystemen niet alleen aan het einde van het proces voor productontwikkeling te laten certificeren, maar onderzoeksinstituut TÜV Rheinland ook al vroegtijdig te betrekken bij het ontwikkelingsproces. “Een ander punt is de cyclisatie van de afzonderlijke batterijmodules. Dat betekent dat wij iedere afzonderlijke batterijmodule laden en ontladen en daarbij alle belangrijke parameters bewaken. Met cyclisatie kunnen wij niet alleen mogelijke fouten opsporen, maar ook een constante kwaliteit van onze producten verzekeren. Al met al hebben we een van de strengste processen voor kwaliteitsbewaking.”
Dit artikel is gesponsord door Tesvolt.
