Czy magazyn energii jest bezpieczny?
Media poświęcone energetyce jakiś czas temu podały niepokojące informacje o serii niebezpiecznych wybuchów w niemieckich domach, w których znajdowały się bateryjne magazyny energii. W związku z rosnącą sprzedażą tych urządzeń w Polsce zapytaliśmy ekspertów rynku, z czego wynikają zagrożenia związane z użytkowaniem domowych magazynów energii i jak można zwiększyć poziom bezpieczeństwa i żywotności tych urządzeń.
Kilka miesięcy temu niemiecki producent domowych baterii – firma Senec – zarządził wyłączenie urządzeń, które zostały zainstalowane u prosumentów, z uwagi na serię niebezpiecznych wybuchów w kilku domach, w których działały magazyny energii.
W jednym przypadku z powodu eksplozji baterii umieszczonej w piwnicy domu w miejscowości Bodnegg doszło nawet do naruszenia konstrukcji dachu, a z domu wypadły drzwi i okna.
Tego rodzaju zdarzenia, związane z urządzeniami wyprodukowanymi przez Senec, zostały odnotowane przez niemieckie służby trzykrotnie. W odpowiedzi na te sygnały producent baterii zdalnie wyłączył zainstalowane w całym kraju magazyny energii, tłumacząc, że jest to środek zapobiegawczy, i zapewniając, że nie ma podstaw, aby spodziewać się kolejnych eksplozji.
To tylko kwestia statystyki?
Czy magazyny energii są bezpieczne, a polscy właściciele tego rodzaju urządzeń mogą czuć się spokojni?
– Z uwagi na fakt, że magazyny energii w Polsce pojawiły się stosunkowo niedawno w instalacjach przydomowych, na chwilę obecną trudno jest mówić o awariach w tym obszarze – ocenia Adam Olejniczak, inżynier sprzedaży magazynów stacjonarnych w firmie Impact Clean Power Technology SA (ICPT) – Na rynku niemieckim, na którym urządzenia magazynujące energię elektryczną funkcjonują od kilku lat, można zauważyć pewne sporadyczne zdarzenia z ich udziałem – przyznaje ekspert.
Słowo „sporadyczne” jest tu jak najbardziej na miejscu – obecnie w Niemczech zainstalowanych jest już ponad 400 tys. magazynów energii, które zostały uruchomione w domach prosumentów i które gromadzą nadwyżki energii wytwarzanej z domowej fotowoltaiki. Przy tak dużej liczbie działających urządzeń dochodzi do sporadycznych awarii.
Niebezpieczny wyciek elektrolitu
Zdaniem Olejniczaka pewne ryzyko związane z użytkowaniem tych urządzeń wiąże się z tym, że domowe systemy magazynowania energii wykorzystujące akumulatory litowo-jonowe zapewniają dobrą gęstość energii przy niewielkiej powierzchni wymaganej do instalacji.
– Gdy ogniwo li-ion ulegnie awarii, może wystąpić potencjalnie katastrofalne zdarzenie termiczne, tzw. Thermal Runaway, podczas którego energia chemiczna jest przekształcana w energię cieplną. Po osiągnięciu progu zapłonu proces będzie nadal rozprzestrzeniał się z komórki na komórkę, aż do zniszczenia całego magazynu a także sąsiednich struktur. Akumulator może się zapalić przy temperaturze powyżej 150 st. C – wyjaśnia ekspert.
Aby zapobiec takim sytuacjom, w systemie bateryjnym montowane są systemy nadzoru ogniw baterii, tzw. BMS (Battery Management System), które umożliwiają zabezpieczenie baterii akumulatorów przed skutkami nierównomiernego doładowywania poszczególnych jej ogniw, jak również przed przeładowaniem.
Inne zagrożenia, o których wspomina Adam Olejniczak, związane są z akumulatorami zawierających elektrolit. – Może dojść do wycieku elektrolitu, który jest żrący i w przypadku kontaktu może powodować podrażnienia skóry i oparzenia chemiczne – zauważa ekspert.
(Nie)odpowiednia lokalizacja
Rafał Brzuska, product manager w firmie Eaton, wskazuje, że większość awarii urządzeń wynika z niewłaściwego użytkowania, np. nieuważnego wykonywania prac domowych w pobliżu magazynu energii, które prowadzą do jego upadku i mechanicznego uszkodzenia baterii.
– Powodem awarii może też być brak dbałości o warunki pracy urządzenia i wystawianie go np. na bezpośrednie działanie promieni słonecznych. Obie sytuacje mogą spowodować awarię i konieczność poniesienia kosztów naprawy urządzenia, a w najgorszym wypadku nawet pożar – wyjaśnia Brzuska.
Eksperci podkreślają, że odpowiednie warunki przechowywania magazynu mogą wpłynąć na ryzyko niepowołanych zdarzeń i wydłużyć żywotność baterii. W jaki sposób więc zatroszczyć się o urządzenie, aby jak najdłużej – i oczywiście w sposób bezpieczny – nam służyło?
Rafał Brzuska podkreśla, że domowy magazyn, ze względu na jego wymiary, zazwyczaj umieszcza się w miejscu, w którym nie będzie przeszkadzał w codziennych czynnościach, np. w piwnicy czy w garażu. – Warto jednak pamiętać, że musi to być pomieszczenie wentylowane, w którym następuje wymiana powietrza. Nie należy też instalować urządzenia w miejscu, gdzie mogą pojawić się łatwopalne substancje czy duże zapylenie – przestrzega ekspert.
Temperatura i wilgotność
Kolejnymi zaleceniami dotyczącymi lokalizacji, na które zwraca uwagę specjalista z firmy ICPT, jest to, by baterie nie były umieszczane w pobliżu źródeł ciepła ani wystawiane na działanie wilgoci lub ingerencję płynów.
Kluczową kwestią jest to, aby w pomieszczeniu, w którym przechowywany jest magazyn, panowała odpowiednia temperatura i wilgotność. Większość magazynów energii bazuje na bateriach litowo-jonowych, dla których dopuszczalna temperatura mieści się w zakresie od 0 do 30 st. C.
– Warto jednak zapewnić urządzeniu stałą temperaturę w przedziale między około 15 a 25 st. C. Przekroczenie tych limitów może znacznie skrócić żywotność akumulatorów – radzi Brzuska. – Dlatego nie należy montować magazynu m.in. w miejscu narażonym bezpośrednio na promienie słoneczne.
Podobnego zdania jest Robert Kubera z firmy Keno Energy, który podkreśla, że w miejscu, w którym stoi magazyn, nie powinna panować podwyższona temperatura, a samo urządzenie musi znajdować się z dala od takich źródeł ciepła jak np. piec stałopalny. – Temperatura pokojowa jest optymalna – mówi ekspert. – A samo miejsce powinno być również czyste i suche – dodaje.
Takie parametry jak wilgotność i temperatura są określane przez producenta i zależą od klasy szczelności obudowy. – Montaż na zewnątrz rekomendowany jest od klasy szczelności tzw. IP 43 (według klasyfikacji IP), natomiast wartości mniejsze IP umożliwiają montaż tylko wewnątrz domu – dodaje Andrzej Olejniczak.
– Producenci dostępni w naszej ofercie oferują dość szeroki zakres temperatur roboczych: od -10 do 50 st. C – zauważa Robert Kubera. Podkreśla też, że urządzenia w portfolio firmy przy zachowaniu wytycznych z instrukcji montażu mają 10-letnią gwarancję, z zaznaczeniem, że po tym okresie dopuszcza się spadek użytecznej pojemności do 40 proc.
– Jeśli nie będziemy wystawiać baterii na ekstremalne warunki, spadek pojemności po 10 latach będzie mniejszy – zapewnia ekspert.
Żywotność baterii
Warto przy tym pamiętać, że 10-letni okres gwarancji nie oznacza 10-letniej żywotności. – Odpowiednio dobrana pod kątem pojemności oraz zainstalowana w optymalnym miejscu bateria może służyć znacznie dłużej. Oczywiście należy spodziewać się powolnej degradacji baterii, ale nie wyklucza to możliwości jej użytkowania – dodaje ekspert Keno Energy.
Jak podkreśla Olejniczak, żywotność baterii zależy od wielu czynników: zastosowanej chemii w baterii litowo-jonowej, liczby cykli ładowania i rozładowania dla technologii najczęściej stosowanych w energetyce (NMC i LFP to 3–8 tys. cykli), profilu obciążenia, liczby cykli w określonym czasie.
– Ważna jest również wartość głebokości rozładowania (DoD – depth of discharge) oraz środowisko pracy magazynu energii, czyli właśnie odpowiednia temperatura i wilgotność – dodaje Olejniczak.
Czyszczenie i serwisowanie
Gwarantem bezpiecznego i długotrwałego użytkowania sprzętu jest jego czyszczenie i serwisowanie. – W przypadku brudnej obudowy trzeba użyć miękkiej, suchej szczotki lub odpylacza, aby usunąć kurz – radzi Adam Olejniczak. Podkreśla, że do czyszczenia obudowy nie należy używać takich płynów jak rozpuszczalniki i żrące płyny ani materiałów ściernych. Przed czyszczeniem należy oczywiście wyłączyć system.
Jak podkreśla Rafał Brzuska, czynności serwisowych powinien zawsze dokonywać jedynie odpowiednio wykwalifikowany i uprawniony do tego personel. – W przypadku gotowego systemu wymogiem producenta może być montowanie oraz serwisowanie urządzenia jedynie przez autoryzowany serwis – wyjaśnia.
Co potem?
Typowy czas życia bateryjnych domowych magazynów energii to okres od 5 do 15 lat. A co potem?
– Magazyn, którego żywotność minęła, powinien zostać zutylizowany zgodnie z legislacją w zakresie gospodarki odpadami właściwej dla danego kraju – podkreśla specjalista z ICPT. – Jest to również kwestia indywidualnych ustaleń w ramach umów B2B lub B2C.
Brzuska zaznacza, że elementy urządzenia są wykonane z materiałów poddawanych recyklingowi, dlatego nie należy wyrzucać ich z innymi domowymi odpadami. – Części magazynu po wyeksploatowaniu powinny zostać przekazane do właściwego miejsca, gdzie zbierane są odpady elektroniczne, zgodnie z lokalnymi przepisami. Najwygodniej zgłosić się bezpośrednio do producenta, który podeśle ofertę na usługę bezpiecznego demontażu i utylizacji urządzenia.
Katarzyna Bielińska
katarzynabielinska@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy Gramwzielone.pl Sp. z o.o.
