Anspruchsvolle Rauchdetektion zum Schutz von Lithium-Ionen-Batterien für Kraftwerke

Kürzlich konnte die d & d Brandschutzsysteme GmbH mit Hauptsitz in Oberhausen, NRW, ein großes Projekt für sich gewinnen. Konkret wurden für einen Kraftwerksbetreiber elf Container, in denen Racks mit 19“ Einschüben inklusive Lithium-Ionen-Batterien untergebracht sind, mit einer neuen Detektionstechnologie geschützt. Die Batteriesysteme dienen dazu, Lastspitzen zu Spitzenverbrauchszeiten, den so genannten Peak Shavings, abzudecken. Beim aktuellen Projekt sorgen 16 Monitoring- und vier Referenz-Sensoren pro Container für maximale Sicherheit. Obwohl Lithium-Ionen-Batterien heutzutage die erste Wahl für stationäre Batteriespeicher darstellen, erweisen sie sich anfällig für Fehler, die gravierende Brände auslösen können.

Fängt eine Zelle an zu brennen, kommt es mit großer Wahrscheinlichkeit zu einer Kettenreaktion. Die Herausforderung beim umgesetzten Projekt war es, eventuelle Vorläufer eines Brandes in Form von Rauchgasen bereits in der Entstehungsphase zu detektieren. Was in anderen Bereichen durch Brandfrüherkennungsanlagen bereits üblich ist, nämlich Brandaerosole in einem frühen Stadium zu detektieren, ist auch im Bereich der Lithium-Ionen-Batterien möglich. Denn bevor tatsächlich Rauch und Flammen auftreten, werden in der Ausgasungsphase produkttypische Gase, so genannte Elektrolyt-Lösungsmitteldämpfe, freigesetzt, die schwerer als Luft sind und frühzeitig detektiert werden können. Speziell für diese Übergangsphase vom Austreten des Gases bis hin zur Entstehung von Rauch und Flammen, was zwischen zwei und 30 Minuten dauern kann, setzt der Experte mit Hauptsitz in Oberhausen, NRW, ein Detektionssystem ein, dessen Abgassensoren sehr empfindlich auf Elektrolytverbindungen von den in den Containern gelagerten Lithium-Ionen-Batterien reagieren. Der dazugehörige Controller verarbeitet und verwaltet das Sensorsignal. Dadurch erkennt er, wann und wo Batterieelektrolyt austritt. Dabei ist die Funktionsweise der Überwachungsgeräte für Ausgasungen simpel: Das Rohsignal des Sensors wird erfasst und ein speziell entwickelter Ereigniserkennungsalghorithmus verarbeitet dieses Signal. Für die Gaserkennung wird eine bestimmte Grenze an Ausgasungen festgelegt. „Der Clou bei dem von uns installierten Detektionssystem liegt darin, dass wir dank der gezielten Möglichkeit der Detektion sogar einzelne Zellfehler in einem frühen Stadium detektieren können“, unterstreicht Ilija Divkovic, Geschäftsführer der d & d Brandschutzsysteme GmbH abschließend.

Bei entstehenden Bränden im Bereich von Li-Ionen-Akuus können Gasaustritte frühzeitig detektiert werden_Quelle Xtralis
Bei entstehenden Bränden im Bereich von Li-Ionen-Akuus können Gasaustritte frühzeitig detektiert werden_Quelle Xtralis