Laut öffentlich zugänglichen Daten gab es in den letzten fünf Jahren (2017-2022) weltweit über 60 Sicherheitsvorfälle im Zusammenhang mit Energiespeichern, wobei allein in der ersten Hälfte des Jahres 2022 17 Brände auftraten.
Die direkten Ursachen von Sicherheitsvorfällen in Energiespeicheranlagen lassen sich anhand der bisherigen Ereignisse grob in vier Kategorien einteilen: batteriebezogene Faktoren, externe Einflüsse, Betriebsumgebungsfaktoren und Managementsystemfaktoren [1]. Batteriebezogene Faktoren umfassen Herstellungsfehler und die Alterung der Batterien selbst, die die Sicherheit von Energiespeichersystemen beeinträchtigen können. Externe Einflüsse beinhalten Batteriemissbrauch (Überladung/Tiefentladung, externe Kurzschlüsse), mechanische Beschädigung (Kompression, Durchstich) und thermische Überhitzung, die zu einem thermischen Durchgehen der Batterien führen kann. Betriebsumgebungsfaktoren beziehen sich auf den Betrieb und die Überwachung von Wärmemanagementsystemen und anderen Managementsystemen zur Verhinderung von Batteriebränden. Managementsystemfaktoren betreffen die Wartung und Softwarefehler in Batteriemanagementsystemen. Von den über 60 aufgetretenen Energiespeichervorfällen waren 55 – abgesehen von Problemen wie mangelhaftem Unternehmensmanagement und Versäumnissen im Transportwesen – Brände, die durch Energiespeicherbatterien verursacht wurden. Lithium-Ionen-Batterien waren für etwa 80 % dieser Vorfälle verantwortlich und somit die häufigste Ursache für Energiespeicherunfälle. Bei den Vorfällen im Zusammenhang mit Lithium-Ionen-Batterien entfielen 25 Fälle auf ternäre Batterien, während Vorfälle im Zusammenhang mit Blei-Säure-Batterien und Natrium-Schwefel-Batterien mit jeweils nur einem Fall minimal waren.
Abbildung 1: Sicherheitsvorfälle im Zusammenhang mit Energiespeicherbatterien
Datenquelle: EESA-Datenbank
[1] Cao, W., Lei, B., Shi, Y., et al. „Analyse und Reflexion über Sicherheitsvorfälle in Lithium-Ionen-Batteriespeicheranlagen in Südkorea.“
Weißbuch zur Entwicklung der chinesischen Energiespeicherindustrie 2023: Chancen und Herausforderungen
Hinsichtlich der Batterieeigenschaften werden in Energiespeichern primär Lithium-Ionen- und Blei-Säure-Batterien eingesetzt. Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LiFePO4) bieten im Vergleich zu Blei-Säure-Batterien eine höhere Energiedichte, bessere thermische Stabilität und eine etwa fünfmal längere Lebensdauer. Ternäre Lithium-Ionen-Batterien weisen zwar die höchste Energiedichte auf, haben aber eine geringere thermische Stabilität, was sie zur Hauptursache für Sicherheitsvorfälle macht. Am 29. Juni 2022 veröffentlichte die Abteilung für Energiepolitik der Nationalen Energieverwaltung die „25 wichtigsten Anforderungen zur Verhinderung von Stromerzeugungsunfällen (Ausgabe 2022) (Entwurf zur Einholung von Stellungnahmen)“, in der ausdrücklich festgehalten wird, dass „mittelgroße und große chemische Energiespeicherkraftwerke keine ternären Lithium-Ionen-Batterien oder Natrium-Schwefel-Batterien verwenden sollten und die Verwendung gebrauchter Batterien nicht ratsam ist“. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass LiFePO4-Batterien aufgrund ihrer relativ stabilen Leistung weiterhin die bevorzugte Wahl für Energiespeicheranwendungen darstellen.
Die Behebung der Sicherheitsrisiken von Batteriespeichersystemen erfordert eine strenge Überwachung in jeder Phase des thermischen Durchgehens. Neben internen Faktoren wie Batteriealterung und Defekten beinhaltet das thermische Durchgehen die mechanische und elektrische Überbeanspruchung einzelner Zellen, was zu deren Selbsterhitzung und in der Folge zu Überhitzung (thermischer Überbeanspruchung) führt. Dies kann schließlich ein thermisches Durchgehen einzelner Zellen auslösen, wodurch brennbare Gase und Rauch freigesetzt werden, die Batterie entzünden und eine Kettenreaktion in Gang setzen, die zu Bränden oder sogar Explosionen in Energiespeicheranlagen führen kann. In den frühen Phasen dieses Prozesses ist eine umfassende, mehrstufige Systemerkennung unerlässlich. Darüber hinaus sind die Störfestigkeit, Genauigkeit und Aktualität des Batteriemanagementsystems (BMS) kritische Aspekte, die berücksichtigt werden müssen.
Chinas Energiespeicherbranche wächst derzeit rasant, doch die zugehörigen Technologien und Normen sind noch nicht vollständig ausgereift. Dies ist ein wesentlicher Grund für Sicherheitsprobleme in Energiespeicheranlagen. Die beschleunigte Verbesserung der technischen Normen für Energiespeichersysteme und die Gewährleistung einer gesunden und nachhaltigen Entwicklung der Branche werden daher künftig höchste Priorität haben.
Die Sicherheit von LiFePO4-Batterien in Ökostromprodukten
Im Bereich der Energiespeicherung hat Sicherheit höchste Priorität. Die Gewährleistung der Sicherheit von Energiespeichersystemen, wie sie beispielsweise in Energiespeicherkraftwerken eingesetzt werden, ist entscheidend, um Unfälle zu vermeiden und Menschen und Sachwerte zu schützen. Green Power ist sich der Bedeutung von Sicherheit bewusst und stellt sie in den Mittelpunkt der Produktentwicklung und -einführung. Unser Engagement für Sicherheit zeigt sich exemplarisch in der Wahl von LiFePO4-Batterien, die für ihre außergewöhnliche Sicherheit und Zuverlässigkeit bekannt sind.
Die überlegene Sicherheit von LiFePO4-Batterien
LiFePO4-Batterien, auch Lithium-Eisenphosphat-Batterien genannt, haben sich in der Energiespeicherbranche aufgrund ihrer überlegenen Sicherheitsmerkmale etabliert. Diese Batterien verfügen über eine robuste chemische Struktur, die eine hohe Beständigkeit gegen thermisches Durchgehen aufweist und sie somit deutlich sicherer macht als andere Lithium-Ionen-Batterien.
Thermische Stabilität:LiFePO4-Akkus sind für ihre hervorragende thermische Stabilität bekannt. Sie halten hohen Temperaturen stand, ohne dass die Gefahr eines thermischen Durchgehens besteht, was ein entscheidender Faktor zur Vermeidung von Akkubränden ist. Selbst unter extremen Bedingungen neigen LiFePO4-Akkus weniger zur Überhitzung und sind deutlich zuverlässiger in der Erhaltung ihrer strukturellen Integrität.
Nicht entzündbarer Elektrolyt: LiFePO4-Batterien verwenden einen nicht brennbaren Elektrolyten, wodurch das Risiko von Bränden oder Explosionen im Falle einer Fehlfunktion der Batterie reduziert wird. Diese inhärente Sicherheitseigenschaft macht sie zur bevorzugten Wahl in Anwendungen, bei denen Sicherheit höchste Priorität hat.
Hohe Zyklenlebensdauer: LiFePO4-Akkus weisen im Vergleich zu anderen Lithium-Ionen-Akkus eine längere Lebensdauer auf. Diese Langlebigkeit reduziert die Häufigkeit des Akkuwechsels und minimiert das Risiko beim Umgang mit und der Entsorgung von Altbatterien.
Beständig gegen Überladung und Tiefentladung:LiFePO4-Akkus sind toleranter gegenüber Überladung und Tiefentladung, was ihre Sicherheit weiter erhöht. Sie sind weniger anfällig für Spannungsspitzen oder extreme Entladebedingungen, die zu thermischer Instabilität führen können.
Geringeres Risiko eines thermischen Durchgehens: Aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung und stabilen Kristallstruktur weisen LiFePO4-Batterien ein deutlich geringeres Risiko des thermischen Durchgehens auf, welches eine Hauptursache für batteriebedingte Brände in Energiespeichersystemen darstellt.
Green Powers Wahl von LiFePO4-Batterien
Bei Green Power hat Sicherheit bei all unseren Energiespeicherprodukten höchste Priorität. Wir sind überzeugt, dass Sicherheit bei der Bereitstellung zuverlässiger und nachhaltiger Energielösungen unerlässlich ist. Deshalb verwenden wir in unseren Energiespeichersystemen ausschließlich LiFePO4-Batteriezellen der Automobilklasse A.
LiFePO4-Zellen der Automobilklasse A
LiFePO4-Zellen der Automobilklasse A sind die hochwertigsten verfügbaren LiFePO4-Batterien. Diese Zellen werden strengen Tests und Qualitätskontrollen unterzogen, um ihre Sicherheit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Deshalb sind diese Zellen die richtige Wahl für Green-Power-Produkte:
Strenge Tests: LiFePO4-Zellen in Automobilqualität werden umfangreichen Tests unterzogen, darunter Tests zur thermischen Stabilität, Überladungs- und Tiefentladungstests sowie Vibrationstests. Diese Tests helfen, potenzielle Sicherheitsrisiken zu erkennen und sicherzustellen, dass die Zellen höchsten Sicherheitsstandards entsprechen.
Zuverlässige Leistung: LiFePO4-Zellen der Klasse A sind für ihre gleichbleibende und zuverlässige Leistung über ihre gesamte Lebensdauer bekannt. Sie behalten ihre Kapazität und Sicherheitsmerkmale auch nach jahrelangem Gebrauch bei und eignen sich daher ideal für Langzeit-Energiespeicheranwendungen.
Verbesserte Sicherheitsmerkmale:Diese Zellen verfügen über zusätzliche Sicherheitsmerkmale wie integrierten Überhitzungsschutz, Überstromschutz und Überspannungsschutz. Diese Schutzmechanismen tragen dazu bei, Überhitzung und andere potenzielle Sicherheitsrisiken zu verhindern.
Lange Lebensdauer: LiFePO4-Zellen in Automobilqualität weisen eine längere Lebensdauer als Standard-LiFePO4-Zellen auf. Das bedeutet, dass Green-Power-Energiespeichersysteme, die mit diesen Zellen ausgestattet sind, eine höhere Langlebigkeit und Zuverlässigkeit bieten.
Zertifizierte Qualität: LiFePO4-Zellen der Klasse A verfügen häufig über Branchenzertifizierungen und erfüllen internationale Sicherheitsstandards, was Anwendern und Installateuren Sicherheit bietet.
Abschluss
Im sich rasant entwickelnden Bereich der Energiespeicherung hat Sicherheit oberste Priorität. Green Power hat sich der Bereitstellung von Energiespeicherlösungen verschrieben, die nicht nur Ihren Energiebedarf decken, sondern auch höchste Sicherheit und Zuverlässigkeit gewährleisten. Unsere Wahl von LiFePO4-Batteriezellen der Automobilklasse A unterstreicht unser Engagement für die Bereitstellung der qualitativ hochwertigsten und sichersten Energiespeicherprodukte auf dem Markt.
Mit LiFePO4-Batterien in unseren Energiespeichersystemen bietet Ihnen Green Power eine sichere und nachhaltige Energielösung, die höchsten Sicherheitsstandards entspricht. Wir arbeiten kontinuierlich an der Verbesserung unserer Produkte und Technologien, um die Sicherheit und Zufriedenheit unserer Kunden zu gewährleisten. Bei Fragen oder wenn Sie Unterstützung zu Energiespeicherlösungen benötigen, kontaktieren Sie gerne die Experten von Green Power. Wir begleiten Sie auf Ihrem Weg in eine grünere und sicherere Energiezukunft.
Wenn Sie mehr über unsere Solarenergiespeicherlösungen erfahren möchten, laden wir Sie ein, unser Produktsortiment zu erkunden. Wir bieten eine Reihe von Solarmodulen und Batteriespeichern für verschiedene Anwendungsbereiche und Budgets an, sodass Sie mit Sicherheit die passende Lösung für Ihre Bedürfnisse finden.
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Veröffentlichungsdatum: 07.09.2023
