Produktportfolio. Geschlossene Batterien. HOPPECKE Batterien GmbH & Co. KG Bontkirchener Straße Brilon-Hoppecke

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1 Produktportfolio Geschlossene Batterien HOPPECKE Batterien GmbH & Co. KG Bontkirchener Straße Brilon-Hoppecke

2 Produkteinsatz Geschlossene Blei-Säure Batterien Kurze Entladezeiten Hohe Entladeströme Unregelmäßige Entladung GroE OSP.XC OSP.HC OGi.HC bloc OGi bloc P E R F O R M A N C E Lange Entladezeiten Kleine Entladeströme Zyklische Entladung OPzS OPzS solar.power max.power power.bloc OPzS OPzS bloc solar.power 2012 Batterieseminar - Geschlossene Blei-Säure Batterien 2

3 Großoberflächen (Planté) - Platte Entwickelt 1881 (Bruschs Patent) Im Fallgußverfahren gegossene Platte mit einer durch Lammelenstruktur vergrößerten Oberfläche Höchste Leistungsabgabe basierend auf einem optimierten Innenwiderstand Immer positive Platte Vier mal höhere Reaktionsoberfläche im Vergleich zu einer Gitterplatte mit gleichen Abmessungen Höchster Materialeinsatz pro Ah 2012 Batterieseminar - Geschlossene Blei-Säure Batterien 3

4 Geschlossene Batterien - GroE (Planté) GroE Geschlossene Zellen nach DIN Positive Großoberflächenplatte (Planté) 3 GroE GroE 450 (25 Ah Platte) 5 GroE GroE 2600 (100 Ah Platte) Negative Gitterplatte Elektrolyt: flüssig, 1,22 kg/l Säuredichte Exzellentes Hochstromverhalten bedingt durch die Großoberflächenplatte Längste Gebrauchsdauererwartung: 25 Jahre (10 mm Plattenstärke, aus reinem Blei) Zellengefäß mit Balkon 2012 Batterieseminar - Geschlossene Blei-Säure Batterien 4

5 Geschlossene Batterien - GroE (Planté) Plattensatz Negative Platte Negatives Gitter Positive Platte 2012 Batterieseminar - Geschlossene Blei-Säure Batterien 5

6 Gitterplatte Entwickelt 1881 (Volkmars Patent) Optimierte Gitterstruktur für gutes Gießverhalten und geringen Widerstand Niedrig-Antimon Legierungen für geschlossene und Blei-Zinn-Kalzium Legierungen für verschlossene Batterien Eingesetzt in allen Blei-Säure-Batterien (negative Platte ist immer Gitterplatte) Aktive Masse wird in das Gitter pastiert Kann sowohl eine negative als auch eine positive Platte sein 2012 Batterieseminar - Geschlossene Blei-Säure Batterien 6

7 Geschlossene Batterien OSP.HC OSP.HC Geschlossene Einzelzellen Elektrolyt: flüssig, 1,24 kg/l Design life C Positive Gitterplatte 3 OSP.HC OSP.HC 385 (35 Ah Platte) 4 OSP.HC OSP.HC 1445 (85 Ah Platte) 15 OSP.HC OSP.HC 3780 (105 Ah Platte) Negative Gitterplatte Sehr gutes Hochstromverhalten Lange Kupfereinlage reduziert Innenwiderstand 2012 Batterieseminar - Geschlossene Blei-Säure Batterien 7

8 Geschlossene Batterien - OGi bloc OGi bloc Geschlossene Blockbatterien gemäß DIN Elektrolyt: flüssig, 1,24 kg/l Design life C Positive Gitterplatte 12V OGi bloc 60 Ah 12V OGi bloc 110 Ah 6V OGi bloc 20 Ah 6V OGi bloc 200 Ah 4V OGi bloc 230 Ah 4V OGi bloc 260 Ah Negative Gitterplatte eingetascht, kein Kurzschluss zwischen den Platten durch Masseausfall möglich Sehr gute Hochstromfähigkeit Durchsichtiges Batteriegefäß aus Polypropylen 2012 Batterieseminar - Geschlossene Blei-Säure Batterien 8

9 Geschlossene Batterien - OGi bloc Kunststoffumspritzter Pol mit Messingeinlage Taschenseparator Negative Platte Plattensatz Negatives Gitter Positive Platte Positives Gitter 2012 Batterieseminar - Geschlossene Blei-Säure Batterien 9

10 Röhrchen (Panzer) - Platte Entwickelt um 1910 mit geschlitztem Hartgummirohr Elektrode für zyklische Anwendungen Immer positive Platte Gewobene Röhrchentasche aus Hochleistungspolyester (Schutz der aktiven Masse) Höchste Gebrauchsdauererwartung Höchste Zyklenlebensdauer Auch bekannt als Panzerplatte (Panzerung der aktiven Masse) 2012 Batterieseminar - Geschlossene Blei-Säure Batterien 10

11 Geschlossene Batterien - OPzS OPzS Geschlossene Einzelzellen gemäß DIN Elektrolyt: flüssig, 1,24 kg/l Design life C Positive Röhrchenplatte 4 OPzS OPzS 300 (50 Ah Platte) 5 OPzS OPzS 490 (70 Ah Platte) 6 OPzS OPzS 1200 (100 Ah Platte) 12 OPzS OPzS 3250 (125 Ah Platte) Negative Gitterplatte Sehr gutes Zyklenverhalten Sehr hohe Gebrauchsdauererwartung durch optimierte Niedrig - Antimon - Legierung 2012 Batterieseminar - Geschlossene Blei-Säure Batterien 11

12 Geschlossene Batterien - OPzS solar.power OPzS solar.power Geschlossene Einzelzellen für Solaranwendungen (Abmessungen gemäß DIN ) Elektrolyt: flüssig, 1,24 kg/l Maximale Zyklenfestigkeit und Langlebigkeit (besonders während des Betriebes im PSoC) Positive Röhrchenplatte 4 OPzS OPzS 420 (50 Ah Platte) 5 OPzS OPzS 730 (70 Ah Platte) 6 OPzS OPzS 1820 (100 Ah Platte) 12 OPzS OPzS 4700 (125 Ah Platte) Negative Gitterplatte Sehr hohe Gebrauchsdauererwartung durch optimierte Niedrig - Antimon Legierung Vorbereitung für Electrolyte Circulation System für Zellen ab 6 OPzS Batterieseminar - Geschlossene Blei-Säure Batterien 12

13 Geschlossene Batterien - OPzS Plattensatz Positive Platte Positives Gitter Negatives Gitter Negative Platte 2012 Batterieseminar - Geschlossene Blei-Säure Batterien 13

14 Geschlossene Batterien - power.bloc OPzS power.bloc OPzS Geschlossene Blockbatterien gemäß DIN Elektrolyt: flüssig, 1,24 kg/l Design life C Positive Röhrchenplatte 12V 1 OPzS 50-6V 6 OPzS 300 (50 Ah Platte) Negative Gitterplatte Sehr gutes Zyklenverhalten Durchsichtiges Batteriegefäß aus Polypropylen Integrierte Griffleiste zur einfachen Installation 2012 Batterieseminar - Geschlossene Blei-Säure Batterien 14

15 Geschlossene Batterien OPzS bloc solar.power OPzS bloc solar.power Geschlossene Blockbatterien für Solaranwendungen (Abmessungen gemäß DIN ) Elektrolyt: flüssig, 1,24 kg/l Maximale Zyklenfestigkeit und Langlebigkeit (insbesondere während des Betriebes im PSoC) Positive Röhrchenplatte 12V 1 OPzS 70 6V 6 OPzS 400 (50 Ah Platte) Negative Gitterplatte Durchsichtiges Batteriegefäß aus Polypropylen Integrierte Griffleiste zur einfachen Installation 2012 Batterieseminar - Geschlossene Blei-Säure Batterien 15

16 Produktportfolio Verschlossene Batterien HOPPECKE Batterien GmbH & Co. KG Bontkirchener Straße Brilon-Hoppecke

17 Produkteinsatz Verschlossene Blei-Säure Batterien Kurze Entladezeiten Hohe Entladeströme Unregelmäßige Entladung power.com XC power.com HC power.com SB net.power drypower P E R F O R M A N C E Lange Entladezeiten Kleine Entladeströme Zyklische Entladung OPzV OPzV solar.power power.bloc OPzV OPzV bloc solar.power 2012 Batterieseminar - Verschlossene Blei-Säure Batterien 17

18 Gitterplatte Entwickelt 1881 (Volkmars Patent) Optimierte Gitterstruktur für gutes Gießverhalten und geringen Widerstand Niedrig-Antimon Legierungen für geschlossene und Blei-Zinn-Kalzium Legierungen für verschlossene Batterien Eingesetzt in allen Blei-Säure-Batterien (negative Platte ist immer Gitterplatte) Aktive Masse wird in das Gitter pastiert Kann sowohl eine negative als auch eine positive Platte sein 2012 Batterieseminar - Verschlossene Blei-Säure Batterien 18

19 Verschlossene Batterien - power.com XC power.com XC Verschlossene Blockbatterie mit Gitterplatten Elektrolyt: fixiert in Glasfasermatte (AGM) EUROBAT Einstufung High Performance (10-12 Jahre) 12V: XC (51Ah) - HC (157 Ah) 2V: XC (236Ah) XC (435 Ah) Hervorragendes Hochstromverhalten mit hoher Energiedichte Horizontale Installation möglich Integrierte Griffleiste zur einfachen Installation Integrierte Zentralentgasung mit Keramikfritte für sichere und zielgerichtete Gasabführung Batteriegehäuse aus schlagfestem Polypropylen (Oberfläche leicht zu reinigen) 2012 Batterieseminar - Verschlossene Blei-Säure Batterien 19

20 Sealed batteries - power.com HC power.com HC Verschlossene Blockbatterie mit Gitterplatten Elektrolyt: fixiert in Glasfasermatte (AGM) EUROBAT Einstufung long life (12 Jahre) HC (45 Ah) - HC (143 Ah) Sehr gutes Hochstromverhalten bei hoher Lebensdauer Horizontale Installation möglich Integrierte Griffleiste zur einfachen Installation Integrierte Zentralentgasung mit Keramikfritte für sichere und zielgerichtete Gasabführung Batteriegehäuse aus schlagfestem Polypropylen (Oberfläche leicht zu reinigen) 2012 Batterieseminar - Verschlossene Blei-Säure Batterien 20

21 Verschlossene Batterien - power.com SB power.com SB Verschlossene Blockbatterie mit Gitterplatten Elektrolyt: fixiert in Glasfasermatte (AGM) EUROBAT Einstufung long life (>12 Jahre) Verfügbar als: 12 V SB 50 Ah - 12 V SB 140 Ah SB 6 V 170 Ah / SB 6V 220 Ah / SB 2 V 400 Sehr gutes Hochstromverhalten bei hoher Lebensdauer Horizontale Installation möglich Integrierte Griffleiste zur einfachen Installation Integrierte Zentralentgasung mit Keramikfritte für sichere und zielgerichtete Gasabführung 2012 Batterieseminar - Verschlossene Blei-Säure Batterien 21

22 Verschlossene Batterien - power.com Plastikumsprizter Pol mit Messing Einlage Positive Platte Positives Gitter Plattensatz AGM Separator Negatives Gitter Negative Platte 2012 Batterieseminar - Verschlossene Blei-Säure Batterien 22

23 Verschlossene Batterien - power.com HC Zentralentgasung Sicherheitsventil Rückschlagschutz Interzell Verbindung Plastikumsprizter Pol mit Messing Einlage Vollisolierter Kupferverbinder 2012 Batterieseminar - Verschlossene Blei-Säure Batterien 23

24 Verschlossene Batterien - net.power net.power Verschlossene Blockbatterie 19 & 23 Design EUROBAT Einstufung long life (>12 Jahre) net.power 12 V 92 Ah net.power 12 V 150 Ah Front end Anschluß Sehr gutes Hochstromverhalten bei hoher Lebensdauer Integrierte Griffleiste plus Klappgriff zur einfachen Installation Integrierte Zentralentgasung mit Keramikfritte für sichere und zielgerichtete Gasabführung Bewährtes Verbinder- und Polkonzept Robustes Gehäuse aus ABS (UL 94 V0) - Oberfläche leicht zu reinigen 2012 Batterieseminar - Verschlossene Blei-Säure Batterien 24

25 Röhrchen (Panzer) - Platte Entwickelt um 1910 mit geschlitztem Hartgummirohr Elektrode für zyklische Anwendungen Immer positive Platte Gewobene Röhrchentasche aus Hochleistungspolyester (Schutz der aktiven Masse) Höchste Gebrauchsdauererwartung Höchste Zyklenlebensdauer Auch bekannt als Panzerplatte (Panzerung der aktiven Masse) 2012 Batterieseminar - Verschlossene Blei-Säure Batterien 25

26 Verschlossene Batterien - OPzV OPzV Verschlossene Zellen nach DIN EUROBAT Einstufung long life (>12 Jahre) Elektrolyt: gebunden als Gel mit SiO 2 Positive Panzerplatte 4 OPzV OPzV 300 (50 Ah Platte) 5 OPzV OPzV 490 (70 Ah Platte) 6 OPzV OPzV 1200 (100 Ah Platte) 12 OPzV OPzV 3000 (125 Ah Platte) Negative Gitterplatte Gutes Zyklenverhalten Horizontale Gebrauchslage (Option) bis 1500 Ah möglich Flammenhemmende Gefäße UL 94 VO (Option) möglich 2012 Batterieseminar - Verschlossene Blei-Säure Batterien 26

27 Verschlossene Batterien - OPzV solar.power OPzV solar.power Verschlossene Einzelzellen optimiert für Solaranwendungen (Abmessungen gemäß DIN 40742) Maximale Zyklenfestigkeit und Langlebigkeit (besonders während des Betriebes im PSoC) Positive Röhrchenplatte 4 OPzV OPzV 370 (50 Ah Platte) 5 OPzV OPzV 620 (70 Ah Platte) 6 OPzV OPzV 1500 (100 Ah Platte) 12 OPzV OPzV 3500 (125 Ah Platte) Negative Gitterplatte Minimaler Wartungsaufwand bei höchster Sicherheit - wartungsfrei mittels verschlossener Gel-Technologie 2012 Batterieseminar - Verschlossene Blei-Säure Batterien 27

28 Verschlossene Batterien - power.bloc OPzV Power.bloc OPzV Verschlossene Blockbatterien nach DIN EUROBAT Einstufung long life (>12 Jahre) Positive Panzerplatte 12 V 1 OPzV 50 6 V 6 OPzV 300 (50 Ah Platte) Negative Gitterplatte Elektrolyt: gebunden als Gel mit SiO2 Gutes Zyklenverhalten Horizontale Gebrauchslage möglich (Option) Integrierte Griffleiste zur einfachen Installation Bewährtes und einheitliches Verbinder- und Polkonzept Batteriegehäuse aus schlagfestem Polypropylen (Oberfläche leicht zu reinigen) 2012 Batterieseminar - Verschlossene Blei-Säure Batterien 28

29 Verschlossene Batterien OPzV bloc solar.power OPzV bloc solar.power Verschlossene Blockbatterie optimiert für Solaranwendungen (Abmessungen gemäß DIN 40744) Elektrolyt: Gel mit SiO 2 Positive Röhrchenplatte 12V 1 OPzV 70 6V 6 OPzV 370 (50 Ah Platte) Negative Gitterplatte Maximale Haltbarkeit in Zyklen - vor allem im teilentladenen Zustand Horizontale Gebrauchslage möglich (Option) Integrierte Griffleiste zur einfachen Installation Batteriegehäuse aus schlagfestem Polypropylen (Oberfläche leicht zu reinigen) 2012 Batterieseminar - Verschlossene Blei-Säure Batterien 29

30 Aktuelle Trends im Batteriesektor HOPPECKE Batterien GmbH & Co. KG Bontkirchener Straße Brilon-Hoppecke

31 Klassische Anwendungsfelder Reserve Power Bereitschaftsparallelbetrieb Pufferbetrieb Renewable Peak Shaving Netzstabilisierung (Frequenzstabilisierung, Regelleistung) Bahnanwendungen Anforderungen Betrieb im Vollladezustand Zyklenfestigkeit / PSoC - Betrieb Design Life Geringe Wartungskosten 2012 Batterieseminar Aktuelle Trends 31

32 Fokus Was ist der Antrieb heutiger Batterieentwicklungen? Steigerung der Energiedichte [Wh/kg] Steigerung der spezifischen Leistung [W/kg] Verbesserung der Zyklenfestigkeit Verbesserung der Schnellladefähigkeit Erhöhung des Energiewirkungsgrad [ηwh] Betrieb im teilentladenen Bereich PSoC Geringe Kosten / Verfügbarkeit (Rohstoffe) Sicherheit und Stabilität der Speichersysteme Betrachtung: Gibt es neue Speichertechnologien, die alle technischen und kommerziellen Anforderungen erfüllen und somit andere bzw. ältere Technologien ablösen? 2012 Batterieseminar Aktuelle Trends 32

33 Ragone Diagramm (spez. Leistung vs Energie) 2012 Batterieseminar Aktuelle Trends 33

34 Vergleich Technologien vs. Eigenschaften Pb Betriebsbewährung Kosten Kapazitäten Sicherheit Service Life Wartung Zellenspannung Anforderung Ladetechnik Energiedichte Empfindlichkeit Volladezustand Zyklenfestigkeit Temperaturempfindlichkeit PSoC - Betrieb Hochstromfähigkeit Schnellladefähigkeit 2012 Batterieseminar Aktuelle Trends 34

35 Vergleich Technologien vs. Eigenschaften NiCd Betriebsbewährung Kosten Kapazitäten Sicherheit Service Life Wartung Zellenspannung Anforderung Ladetechnik Energiedichte Empfindlichkeit Volladezustand Zyklenfestigkeit Temperaturempfindlichkeit PSoC - Betrieb Hochstromfähigkeit Schnellladefähigkeit 2012 Batterieseminar Aktuelle Trends 35

36 Vergleich Technologien vs. Eigenschaften Li-Ionen Betriebsbewährung Kosten Kapazitäten Sicherheit Service Life Wartung Zellenspannung Anforderung Ladetechnik Energiedichte Empfindlichkeit Volladezustand Zyklenfestigkeit Temperaturempfindlichkeit PSoC - Betrieb Hochstromfähigkeit Schnellladefähigkeit 2012 Batterieseminar Aktuelle Trends 36

37 Pb + Li-Ion Batteriehybrid vs. Eigenschaften Pb Betriebsbewährung Kosten Kapazitäten Sicherheit Service Life Wartung Zellenspannung Anforderung Ladetechnik Energiedichte Pb + Li-Ion (Hybrid) Betriebsbewährung Empfindlichkeit Volladezustand Zyklenfestigkeit Kosten Kapazitäten Sicherheit Service Life Temperaturempfindlichkeit PSoC - Betrieb Hochstromfähigkeit Schnellladefähigkeit + Li-Ionen Betriebsbewährung Wartung Anforderung Ladetechnik Zellenspannung Energiedichte Kosten Kapazitäten Empfindlichkeit Volladezustand Zyklenfestigkeit Sicherheit Service Life Temperaturempfindlichkeit PSoC - Betrieb Wartung Zellenspannung Hochstromfähigkeit Schnellladefähigkeit Anforderung Ladetechnik Energiedichte Empfindlichkeit Volladezustand Zyklenfestigkeit Temperaturempfindlichkeit PSoC - Betrieb Hochstromfähigkeit Schnellladefähigkeit 2012 Batterieseminar Aktuelle Trends 37

38 Batteriehybrid Forschungsprojekt: Hybridsystem aus Li-Ion- und Bleisäure-Batterien zur Optimierung der Systemkosten in Off-grid Anwendung EMS Last Li-Ion Batterie mit BMS 25,9 V; 100 Ah; 2,6 kwh Bleisäure Batterie 5OPzV420 Solarstrom 2012 Batterieseminar Aktuelle Trends 38

39 Ausblick Weitere Entwicklungstendenzen: Kostensenkung bei Li-Ionen Batterien durch Skaleneffekte Umstellung der Boardnetzversorgung auf höhere Spannungsebene mit Li-Ionen (Automotive) Entwicklung neuer Speichertechnologien über Li-Ionen hinaus Zunehmender Einsatz von Monitoring- bzw. Überwachungssystemen bei klassischen Speichertechnologien (Stichwort: Wartung nach Bedarf!) Ertüchtigung der Blei- Säure Technologie für Anwendungen wie Netzstabilisierung, Frequenzstabilisierung, Regelleistung, Peak Shaving. Autarke Energieversorgungssysteme werden zunehmend durch erneuerbare Energien mit Batteriespeichersystemen ersetzt Batterieseminar Aktuelle Trends 39

40 In-Spector Batterieüberwachung und Service Batterie-Management: Strommessung Temperatur- Sensor Management und Kommunikation (Industrie-PC) Integration bestehender Messmodule für Zell- /Blocküberwachung (Spannung, Temperatur, Widerstand) Integration des HOPPECKE Knallgasdetektors HOPPECKE Service Portal 2012 Batterieseminar Aktuelle Trends 40

41 HOPPECKE ABT in Zwickau Die HOPPECKE Advanced Battery Technology GmbH (ABT) in Zwickau entwickelt und produziert innovative elektrochemische Energiespeicher sowie komplexe Energiespeichersysteme. HOPPECKE hat alle aktuellen Batteriespeichertechnologien wie Blei- Säure, NiCd, NiMH, Li-Ionen als auch Brennstoffzellen im Produktportfolio und kann hierdurch alle Kundenanforderungen optimal bedienen Batterieseminar Aktuelle Trends 41

42 Aufbau und Installation von Batterieanlagen HOPPECKE Batterien GmbH & Co. KG Bontkirchener Straße Brilon-Hoppecke

43 Arbeiten an Batterien Wichtige Hinweise beim Umgang mit Batterien Gebrauchsanweisung beachten und sichtbar in der Nähe der Batterie anbringen! Arbeiten an Batterien nur nach Unterweisung durch Fachpersonal. Bei Arbeiten an Batterien Schutzbrille und Schutzkleidung tragen! Die Unfallverhütungsvorschriften sowie EN (DIN VDE 0510 Teil 2), VDE 0105 Teil1 beachten! Rauchen verboten! Keine offene Flamme, Glut oder Funken in die Nähe der Batterie bringen, da Explosions- und Brandgefahr! Säurespritzer im Auge oder auf der Haut mit viel klarem Wasser aus- bzw. abspülen.danach unverzüglich einen Arzt aufsuchen. Mit Säure verunreinigte Kleidung mit Wasser auswaschen! 2012 Batterieseminar - Anforderungen an dem Umgang mit Batterieanlagen 43

44 Arbeiten an Batterien Explosions- und Brandgefahr, Kurzschlüsse und elektrostatische Aufladung vermeiden! Achtung, Metallteile der Zellen stehen immer unter Spannung, deshalb keine fremden Gegenstände oder Werkzeuge auf der Batterie ablegen. Der Elektrolyt ist stark ätzend. Im normalen Betrieb ist Berührung mit dem Elektrolyten ausgeschlossen. Bei Zerstörung der Gehäuse ist Kontakt mit der im Gel gebundenen verdünnten Schwefelsäure zu vermeiden. Sie ist ebenso ätzend. Nur zugelassene Hebe- und Transporteinrichtungen verwenden, z.b. Hebegeschirre gemäß VDI Hebehaken dürfen keine Beschädigungen an den Batterien, Verbindern und Anschlusskabeln verursachen. Gefährliche elektrische Spannung. Berührungen und Kurzschlüsse vermeiden. Achtung! Metallteile der Batteriezelle stehen immer unter Spannung, deshalb keine fremden Gegenstände oder Werkzeuge auf der Batterie ablegen Batterieseminar - Anforderungen an dem Umgang mit Batterieanlagen 44

45 Arbeiten an Batterien Auch bei verschlossenen oder gasdichten Batterien müssen mindestens Schutzbrillen und Schutzhandschuhe getragen werden Batterieseminar - Anforderungen an dem Umgang mit Batterieanlagen 45

46 Arbeiten an Batterien DIN EN 166, Ausgabe: Persönlicher Augenschutz - Anforderungen Antistatische Sicherheitsschuhe gemäß DIN EN ISO 20345: verwenden! 2012 Batterieseminar - Anforderungen an dem Umgang mit Batterieanlagen 46

47 Arbeiten an Batterien Schutz bei Wartungsarbeiten Die in einer Batterie gespeicherte elektrische Energie kann durch Kurzschluss der Pole unbeabsichtigt und unkontrolliert augenblicklich freigesetzt werden. Aufgrund der erheblichen Energie kann die Hitze, die durch den hohen Strom hervorgerufen wird, zum Schmelzen von Metall, zu Funken, zu Explosionen oder zum Verdampfen des Elektrolyten führen. Es müssen isolierte Werkzeuge verwendet werden! Arbeiten unter Spannung - Handwerkzeuge zum Gebrauch bis AC V und DC V (IEC 60900:2004) VDE-geprüft nach {DIN} EN Batterieseminar - Anforderungen an dem Umgang mit Batterieanlagen 47

48 Batterieräume Ausstattung von Batterieräumen: Der Fußboden muss auf das Gewicht der Batterie ausgelegt sein. Die elektrische Anlage muss den Normen für das Errichten von elektrischen Anlagen in Gebäuden entsprechen. Wenn der Zugang nur befugten Personen gestattet ist, muss eine verschließbare Anti-Panik-Tür verwendet werden. Die Lüftung muss vorhanden sein. Die Lüftung muss nach außen ins Freie erfolgen. Bei geschlossenen Batteriebauarten muss der Fußboden gegen Elektrolyt undurchlässig und chemisch resistent sein, oder die Batterie muss in entsprechenden Wannen aufgestellt werden (um die Elektrolytmenge von mindestens einer Zelle oder Blockbatterie aufzunehmen). Der Fußbodenbereich, in dem sich eine Person in Armreichweite zur Batterie befindet, muss so leitfähig sein, dass elektrostatische Aufladung vermieden wird. (Ableitwiderstand: UN < 500V: 50kΩ<R<10MΩ; UN > 500V: 100kΩ< R< 10MΩ) Das Batteriegestell muss für das Gewicht der Batterie ausgelegt sein Batterieseminar - Anforderungen an dem Umgang mit Batterieanlagen 48

49 Batterieräume Ergebnis: Das zu hohe Gewicht der Batterie und seitliche Stöße haben das Gestell umfallen lassen Batterieseminar - Anforderungen an dem Umgang mit Batterieanlagen 49

50 Batterieräume Sicherheitsabstand Elektrolytauffangwanne 2012 Batterieseminar - Anforderungen an dem Umgang mit Batterieanlagen 50

51 Batteriegestelle oder Batterieschränke 2012 Batterieseminar - Anforderungen an dem Umgang mit Batterieanlagen 51

52 Einbringen der Batterie Abdeckungen gemäß IP2X Alte Ausführung mit Polringen Neue Ausführung mit vollisolierten Polen DIN EN 60529, Schutzarten Kein Schutz durch unsachgemäße Montage als Fehlerquelle Hoppecke verwendet seit 2010 kunststoffumspritze Pole für alle Einzelzellen 2012 Batterieseminar - Anforderungen an dem Umgang mit Batterieanlagen 52

53 Kennzeichnung von Batterieräumen Warnung vor gefährlicher elektrischer Spannung nur bei Batterien über 60 V Nominalspannung notwendig Feuer, offenes Licht und Rauchen verboten Warnung vor Gefahren durch Batterien 2012 Batterieseminar - Anforderungen an dem Umgang mit Batterieanlagen 53

54 Berechnung der Belüftung Warum Belüftung an der Batterieanlage? Ständige Zersetzung von Wasser in der Batterie durch die niedrige Wasserzersetzungsspannung von 1.23 V Keine 100 % Rekombinationsrate bei verschlossenen Batterien auch bei verschlossenen Batterien ist Belüftung notwendig Zwischen 4 bis 78% Wasserstoffanteil in der Luft ist ein zündfähiges Gemisch gegeben Sehr niedrige Zündenergie von 0,02 mj (Vergleich Benzin: 0,24 mj) (statische Entladung ausreichend) 2012 Batterieseminar - Anforderungen an dem Umgang mit Batterieanlagen 54

55 Ohne Belüftung 2012 Batterieseminar - Anforderungen an dem Umgang mit Batterieanlagen 55

56 Ohne Belüftung 2012 Batterieseminar - Anforderungen an dem Umgang mit Batterieanlagen 56

57 Ohne Belüftung 2012 Batterieseminar - Anforderungen an dem Umgang mit Batterieanlagen 57

58 Belüftungsberechnung nach EN Q Luft = 0,05 x n x I gas x C N [m 3 /h] Q Luft = notwendiger Luftdurchsatz n = Anzahl der Zellen I gas = Gasungsstrom 1 ma/ah bei verschlossenen Pb-Batterien im Ladeerhaltungsbetrieb 8 ma/ah bei verschlossenen Pb-Batterien im Starkladebetrieb 5 ma/ah bei geschlossenen Pb-Batterien im Ladeerhaltungsbetrieb 20 ma/ah bei geschlossenen Pb-Batterien im Starkladebetrieb 5 ma/ah bei geschlossenen NiCd Batterien im Ladeerhaltungsbetrieb 50 ma/ah bei geschlossenen NiCd Batterien im Starkladebetrieb (Werte gelten bis zu einer max. Temperatur von 40 C!) C N = Batteriekapazität C10 für Bleibatterien [Ah], Uf = 1,80 V/Z und 20 C, oder C5 für NiCd Batterien [Ah], Uf = 1,00 V/Z und 20 C 2012 Batterieseminar - Anforderungen an dem Umgang mit Batterieanlagen 58

59 Passive Belüftung Ist aktive Belüftung immer notwendig? Nein, da natürliche Belüftung immer vorhanden ist. Sie sollte einer Zwangsbelüftung aus Sicherheitsgründen vorgezogen werden. (Fehleranfälligkeit) Q Luft = notwendiger Luftduchsatz [m 3 /h] Zu und Abluftöffnung muss vorhanden sein. A Luft = 28 x Q Luft A Luft = Querschnittsfläche für jeweils Zuluft- und Abluftöffnung [cm 2 ] Öffnungen müssen an gegenüberliegenden Wänden liegen, oder einen Mindestabstand von 2 m einhalten, wenn sich die Öffnungen in der selben Wand befinden. Wenn der Luftvolumenstrom QLuft nicht durch natürliche Belüftung sichergestellt werden kann, ist technische Belüftung erforderlich und das Ladegerät muss mit dem Belüftungssystem gekoppelt sein. (Bedarfsgerechte Belüftung) 2012 Batterieseminar - Anforderungen an dem Umgang mit Batterieanlagen 59

60 Passive Belüftung Optimierter Luftstrom Abluft Batterie Zuluft 2012 Batterieseminar - Anforderungen an dem Umgang mit Batterieanlagen 60

61 Sicherheitsabstand Warum Sicherheitsabstand zur Batterie? Im Nahbereich von Batterien ist die Verdünnung explosiver Gase nicht immer sichergestellt. Sicherheitsabstand ist durch eine Luftstrecke definiert, in der keine funkenbildenden (Steckdosen, Schalter) oder glühenden Betriebsmittel vorhanden sein dürfen (max. Oberflächentemperatur 300 C). Die Ausbreitung der explosiven Gase und der Sicherheitsabstand hängen von der freigesetzten Gasmenge ab. Berechnungformel Sicherheitsabstand d = Sicherheitsabstand N = Anzahl der Zellen pro Block (1 bei Einzelzellen); 1/N bei mehreren Entlüftungsöffnungen pro Zelle C N = Batteriekapazität C10 für Bleibatterien [Ah] 2012 Batterieseminar - Anforderungen an dem Umgang mit Batterieanlagen 61

62 Sicherheitsabstand d in [mm] Sicherheitsabstand Geschlossene Bleibatterie (Float) Geschlossene Bleibatterie (Boost) Verschlossene Bleibatterie (Float) Verschlossene Bleibatterie (Boost) Batteriekapazität C10 in [Ah] 2012 Batterieseminar - Anforderungen an dem Umgang mit Batterieanlagen 62

63 Sicherheitsabstand Sicherheitsabstand 2012 Batterieseminar - Anforderungen an dem Umgang mit Batterieanlagen 63

64 Sicherheitsabstand - Elektrostatische Entladung Gefahr von umherfliegenden Trümmerteilen und ätzender Säure Bei Arbeiten an Batterien Schutzbrille tragen! 2012 Batterieseminar - Anforderungen an dem Umgang mit Batterieanlagen 64

65 Batterieabsicherung Sicherungen für jeden Batteriestrang 2012 Batterieseminar - Anforderungen an dem Umgang mit Batterieanlagen 65

66 Vielen Dank... Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Batterieseminar - Anforderungen an dem Umgang mit Batterieanlagen 66