Volledig Hitma-assortiment
Hitma Gas- en vlamdetectie

Gasdetectie voor beveiligen batterijen en andere energieopslag

Het akkoord van Parijs met betrekking tot klimaatverandering legt landen de verplichting op om de uitstoot van broeikasgassen te verminderen en hun afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te verminderen. Dit stimuleert hen om te investeren in en gebruik te maken van hernieuwbare energiebronnen, zoals zonne- en windenergie.

Nadeel van deze energiebronnen is dat er soms een overschot aan opgewekte energie ontstaat. Om optimaal gebruik te maken van hernieuwbare bronnen, wordt overtollige energie, die op dat moment niet nodig is voor het elektriciteitsnet, opgeslagen in lokale faciliteiten in de vorm van grote batterijen. Later kan deze opgeslagen energie worden ingezet wanneer er meer vraag is naar stroom of bij een tekort aan zon- en windenergie, zoals 's nachts of op bewolkte dagen. Het vermogen van deze batterijen om energie te leveren is echter beperkt tot een kort tijdsbestek, meestal tussen 1 en 12 uur, waardoor ze geschikt zijn voor kortetermijn-energiebehoeften op aanvraag.

Efficiëntie van batterijen reikt verder dan het verminderen van stroomuitval, omdat ze ook overtollige conventionele netenergie kunnen opslaan. De opgeslagen energie in deze batterijen kan vrijkomen wanneer er een hoge stroomvraag is, zoals tijdens een stroomstoring in een datacentrum om dataverlies te voorkomen, of als noodstroomvoorziening voor vitale diensten in ziekenhuizen of militaire toepassingen. Grootschalige batterijsystemen kunnen eveneens dienen om tijdelijke energietekorten op het elektriciteitsnet aan te vullen. Deze batterijopstellingen kunnen ook in kleinere vormen worden toegepast, zoals het opladen van elektrische auto's, en zelfs verder worden verkleind voor commerciële producten zoals telefoons, tablets, laptops, luidsprekers en natuurlijk persoonlijke gasdetectoren.

Batterijtechnologieën kunnen worden onderverdeeld in vier hoofdcategorieën:

  • 1. Chemische opslag - zoals ammoniak, waterstof, methanol en synthetische brandstoffen.
  • 2. Elektrochemische opslag - waaronder loodzuur, lithium-ion, Na-Cd en Na-ion.
  • 3. Elektrische opslag - bijvoorbeeld supercondensatoren en supergeleidende magnetische opslag.
  • 4. Mechanische opslag - inclusief samengeperste luchtopslag, pompcentrales voor hydro-energie en zwaartekracht-energieopslag.

Gasgevaren in accu's en andere energieopslagsectoren

Li-ion batterijbranden: 
Een aanzienlijk probleem komt naar voren wanneer het beveiligingscircuit van een batterij wordt beschadigd door statische elektriciteit of een defecte lader. Deze vorm van schade heeft het potentieel om de solid-state schakelaars permanent in de AAN-stand te zetten, zonder dat de gebruiker hiervan op de hoogte is. Zelfs als de batterij met een defect beveiligingscircuit normaal lijkt te functioneren, ontbreekt de bescherming tegen kortsluiting.

Op dit punt kan een gasdetectiesysteem vaststellen of er sprake is van een storing. Het kan vervolgens ingrijpen via een feedbackmechanisme om de stroomtoevoer af te sluiten, de ruimte af te sluiten en een inert gas (zoals stikstof) in de omgeving vrij te geven. Dit heeft tot doel om brand of een explosie te voorkomen.

Lekkage van giftige gassen voorafgaand aan thermal runaway:
Thermal runaway van zowel lithium-metaal- als lithium-ion-cellen heeft geleid tot talloze brandincidenten. Onderzoeken hebben aangetoond dat deze branden worden gevoed door ontvlambare gassen die vrijkomen uit de batterijen tijdens het verloop van thermal runaway.

De elektrolyt in een lithium-ion batterij heeft brandbare eigenschappen en bevat doorgaans lithiumhexafluorofosfaat (LiPF6) of andere lithiumzouten die fluor bevatten. Wanneer oververhitting optreedt, zal de elektrolyt verdampen en uiteindelijk uit de batterijcellen vrijkomen. Onderzoekers hebben vastgesteld dat commerciële lithium-ionbatterijen aanzienlijke hoeveelheden waterstoffluoride (HF) kunnen uitstoten tijdens een brand, en dat deze uitstoot varieert afhankelijk van het type batterij en de laadtoestand (SOC). Waterstoffluoride heeft het vermogen om door de huid heen te dringen en diepere huidlagen, botten en bloed aan te tasten. Zelfs bij beperkte blootstelling kunnen pijn en symptomen pas enkele uren later optreden, wanneer de schade al aanzienlijk is.

Waterstof en explosiegevaar
Naarmate waterstof-brandstofcellen steeds meer in trek raken als alternatief voor fossiele brandstoffen, is het cruciaal dat men zich bewust is van de potentiële risico's die gepaard gaan met waterstof. Zoals bij alle brandstoffen het geval is, is waterstof uiterst ontvlambaar, en wanneer het lekt, ontstaat een aanzienlijk gevaar voor brand.

Gewoonlijke loodzuur-batterijen genereren waterstof tijdens het oplaadproces. Vaak worden deze batterijen gelijktijdig opgeladen, soms zelfs binnen dezelfde ruimte, wat een aanzienlijk explosiegevaar met zich meebrengt, vooral wanneer de ventilatie onvoldoende is.

Bij de meeste toepassingen van waterstof is het niet mogelijk om geurstoffen te gebruiken voor veiligheidsdoeleinden, omdat waterstof sneller verspreidt dan dergelijke geurstoffen. Bestaande veiligheidsrichtlijnen gelden voor waterstoftankstations, en deze schrijven voor dat alle medewerkers geschikte beschermende uitrusting moeten dragen. Dit omvat persoonlijke detectoren die zowel waterstofconcentraties in ppm als %LEL kunnen meten. De standaard alarmdrempels zijn ingesteld op 20% en 40% LEL, maar afhankelijk van de toepassing kunnen aangepaste ppm-bereiken en alarmdrempels nodig zijn om snelle detectie van ophoping van waterstof mogelijk te maken.

Bij Hitma geloven wij in meten is weten. Daarom maken wij op onze websites gebruik van cookies. Hiermee zorgen we ervoor dat de website gebruiksvriendelijker wordt. Onze cookies hebben uitsluitend analytische, communicatieve of functionele doeleinden. Door verder te gaan op onze website accepteer je cookies en vergelijkbare technieken. Lees hier meer over wat Hitma vindt van privacy