Referenzbroschüre ION-LINE Sicherheitsschränke zum Lagern und Laden von LithiumIonen-Akkus in der Praxis
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3 Mit freundlicher Unterstützung von: Stauferklinikum – Klinik Ostalb, Mutlangen, Gesundheitswesen Hexadrone, Saint Ferréol d‘Auroure, Luftfahrt Planet Monic, Saint-Priest-en-Jarez, Handel PHI 4 TECHNOLOGY SL, Noblejas, Wissenschaft & Forschung University of Sheffield, Wissenschaft & Forschung see you RENT GmbH, Berlin, Medien Freiwillige Feuerwehr, Greifswald, Öffentlicher Dienst bravobike GmbH, München, E-Mobilität Beic Parcio Cymru Ltd., Abercanaid, E-Mobilität
4 Nils Krumeich, Produktmanager ION-LINE bei asecos ››› ION-LINE Sicherheitsschränke: Mehr Sicherheit beim Lagern und Laden von Lithium-Ionen-Akkus.
5 ION-LINE Sicherheitsschränke in der Praxis Inhaltsverzeichnis 1 2 3 Lithium-Ionen-Batterien 1.1 Lithium-Ionen-Batterien – sicher lagern und laden . . . . . . . . . . . . Seite 6-7 1.2 WusstenSiedass...?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Seite 8-9 Praxisvarianten 2.1 Medizin & Gesundheitswesen – Stauferklinikum, Klinik Ostalb . . . . . . . . Seite 12-13 2.2 Luftfahrt–Hexadrone.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. Seite 16-19 2.3 Handel–PlanetMonic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Seite 22-23 2.4 Wissenschaft & Forschung – PHI 4 TECHNOLOGY SL . . . . . . . . . . . Seite 26-27 2.5 Wissenschaft & Forschung – University of Sheffield . . . . . . . . . . . . Seite 28-29 2.6 Medien–seeyouRENTGmbH. . . . . . . . . . . . . . . . . . . Seite 32-35 2.7 Öffentlicher Dienst – Freiwillige Feuerwehr Greifswald Seite 37-39 2.8 E-Mobilität – bravobike GmbH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Seite 42-43 2.9 E-Mobilität – Beic Parcio Cymru Ltd. . . . . . . . . . . . . . . . . . Seite 44-45 asecos ION LINE 3.1 Die Modelle und ihre Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . Seite 46-47 3.2 Redpaper „Lithium-Ionen-Akkus richtig lagern“ . . . . . . . . . . . . . Seite 48
6 Kaum ein anderer Technik-Trend hat sich in den letzten Jahren so unaufhaltsam durchgesetzt wie die Entwicklung immer leistungsfähigerer Energiespeicher auf Basis von Lithium (Li). Ob in E-Autos, E-Bikes, Akkuschrauber oder Mobiltelefonen – in vielen Batterien und Akkus steckt das Leichtmetall Lithium. Die hocheffizienten Energiespeicher haben eine hohe Energiedichte, einen hohen Wirkungsgrad und ohne den unerwünschten Memory-Effekt anderer Akkutypen eignen sie sich besonders für kleinere Geräte. Gleichzeitig bringen sie bei Beschädigung Brandrisiken und durch ihre hohe Energiedichte Brandlasten mit sich, durch die möglicherweise große Schäden entstehen. Die potentielle Gefährdung steigt, sobald die Akkus unbeaufsichtigt, beispielsweise außerhalb der Arbeitszeit, aufgeladen werden. Kaum ein Arbeitsbereich kommt heute ohne die Nutzung von Lithium-Akkus aus. Für das Lagern und Laden der Akkus hat asecos mit den ION-LINE Sicherheitsschränken bedarfsgerechte Lösungen mit höchstem Bedienkomfort und praxisgerechtem Sicherheitskonzept entwickelt. Lesen Sie in dieser Broschüre, wie und wo Lithium-Ionen-Sicherheitsschränke eingesetzt werden und erfahren Sie mehr über die intelligenten Integrationsmöglichkeiten in Ihren Arbeitsalltag. LITHIUM-IONEN-BATTERIEN – SICHER LAGERN UND LADEN
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8 WUSSTEN SIE, DASS …? … für die Entwicklung der Lithium-Ionen-Akkus 2019 der Chemienobelpreis vergeben wurde? … sich 70% des Lithiumvorkommens in den süd- amerikanischen Salzseen befinden und dort abgebaut werden? … Lithium das leichteste Metall auf der Erde ist? … der kleinste Lithium-Ionen-Akku der Welt dünner als ein einziges Haar ist? Aber das sollten Sie auch wissen… … Lithium ist sehr reaktionsfreudig. Von beschädigten Akkus kann eine Brandgefahr ausgehen … Externe Wärme- oder Energiequellen können Lithium- Akkus aufheizen und so durch thermische Über- lastung zu einem Brand führen. … Ein Li-Ion-Akku reagiert nachteilig auf Tiefentladung oder Überladung … Die Lebensdauer und das Gefahrenpotential eines Akkus ist von der Nutzung und den Lagerungsbe- dingungen abhängig und deshalb gilt … … nur mit Originalladegerät laden … trocken und kühl lagern … vor mechanischen Beschädigungen schützen … nicht in der Nähe entzündbarer Materialien und Brandlasten lagern und laden … Akkus während des Ladevorgangs niemals abdecken … nicht unbeaufsichtigt laden Noch viel mehr Wissenswertes zu Lithium-IonenAkkus sowie eine Übersicht aller Sicherheitsschrankmodelle finden Sie auf Seite 46.
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12 Lithiumbatterien und -akkus sind heute die erste Wahl für viele fortschrittlich me- dizinische Geräte. Sie bieten die höchste spezifische Energie und Energiedichte von allen Batteriearten. Nachdem Lithium-Ionen-Batterien und Akkus in den 60er Jahren zunächst in Herzschrittmachern verwendet wurden, werden heutzutage alle Arten von medizinischen Geräten durch diese mit Energie versorgt; unter anderem automatische externe Defibrillatoren, Infusionspumpen oder Knochenwachstumsstimulatoren Im Stauferklinikum Schwäbisch Gmünd kommen die LI-Akkus zum Betreiben der chirurgischen Sägen zum Einsatz. Diese werden in der Unfall- und Wirbelsäulenchirurgie, genauer bei Knochenbrüchen, Wirbelsäulenoperationen sowie Hüft- und Knie-OPs verwendet. Das Stauferklinikum ist eine Klinik des Klinikverbunds Ostalb, das zusammen mit den Standorten St. Anna-Virngrund-Klinik Ellwangen und dem Ostalb-Klinikum Aalen rund 1.000 Betten, 3.000 Mitarbeiter und über 50.000 stationäre Fälle im Jahr umfasst. Die medizinischen Fachdisziplinen des Stauferklinikums decken ein breites und hochspezialisiertes Versorgungsspektrum ab. Durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit der Abteilungen wird ein schneller und bestmöglicher Behandlungserfolg ermöglicht. Hochspezialisierte Diagnostik und Therapie, insbesondere durch ein breit aufgestelltes operatives Spektrum, gewährleisten die Patientenversorgung im Raum Schwäbisch Gmünd und darüber hinaus. Ergänzt wird das medizinische Spektrum durch zahlreiche therapeutische und pflegerische Angebote. Akkubetriebene OP-Geräte im täglichen Gebrauch Die akkubetriebenen OP-Instrumentarien in der Chirurgie kommen täglich zum Einsatz und müssen dem zur Folge auch jederzeit – insbesondere für eine Notoperation – 100% leistungsfähig zur Verfügung stehen. Dies kann nur durch die sichere Lagerung sowie die sichere Ladung der Instrumentarien gewährleistet werden. Aus diesem Grund hat sich das Stauferklinikum für zwei Typ 90 (90 Minuten Brandschutz) Sicherheitsschränke zum Laden und Lagern von Lithium-Ionen-Akkumulatoren und Batterien von asecos, dem führenden Hersteller von Sicherheitsschränken nach Europäischer Norm EN 14470-1 / -2 , entschieden. „Besonders die Gewährleistung des Brandschutzes war der ausschlaggebende Grund für die Wahl der asecos Sicherheitsschränke. Deshalb haben wir uns auch Kliniken Ostalb – Referenz Stauferklinikum | Deutschland SÄGEN UND BOHREN IM OP-BEREICH – LI-AKKUS IN DER GESUNDHEITSBRANCHE „Besonders die Gewährleistung des Brandschutzes...“
13 bewusst für die Anschaffung von zwei Schränken entschieden. Sämtliche Akkus werden jetzt je zur Hälfte auf beide Schränke verteilt. Damit ist im Ernstfall das Vorhandensein und die volle Ladekapazität der Akkus sichergestellt. Sollte es zum Brandfall kommen, haben die Rettungskräfte auch 90 Minuten Zeit, die Schänke sicher aus dem OP zu transportieren.“, so Andreas Franzmann, Leiter der Unternehmenskommunikation des Klinikverbunds. Maximale Sicherheit bei hoher Mobilität asecos hat die Typ-90-Schrankserie IONLINE entwickelt, um den nötigen Schutz bei der Lagerung und dem Laden der leichtentzündlichen und hochreaktiven LithiumIonen-Akkus zu bieten. Die Schränke machenes möglich, neue oder gebrauchte Akkus und Batterien der mittleren Leistungsklasse (nach VdS 3103: 2019-06 (03)) sowohl passiv als auch aktiv sicher zu lagern. Aktive Lagerung bedeutet, dass nicht nur gelagert, sondern die Akkumulatoren an den Steckdosenleisten im Schrankinneren auch geschützt geladen werden können. Der Typ 90-Lithium-Ionen-Sicherheitsschrank von asecos gewährleistet zweifachen Schutz. Sollte außerhalb des Schrankes ein Brand entstehen, sind die Akkus im Inneren für eineinhalb Stunden vor dem Überhitzen geschützt und damit vor spontanem Entzünden, instabil werden oder explodieren. Entscheidende Zeit, um Rettungsmaßnahmen einzuleiten und zu Evakuieren. Diese 90 Minuten Feuerwiderstandsfähigkeit gelten bei dieser speziellen Schrankkonstruktion zum Lagern und Laden zusätzlich auch von innen nach außen. Vor allem beim Ladevorgang der Akkus steigt die Explosionsgefahr. Mit dem Einsatz eines Sicherheitsschrankes sind die Akkus sicher im Schrank geschützt. Akkubrände sind auch für Einsatzkräfte gefährlich, denn es ist mit krebserregenden Kohlenwasserstoffen, Flusssäure oder Schwermetallablagerungen zu rechnen und es besteht Berstgefahr und damit das Risiko, dass Teile umherfliegen. Entscheidend für optimale Sicherheit ist das Zusammenspiel von Menschen und Technik. Das beginnt bei einer umfänglichen Beratung für die Auswahl und Ausstattung der Sicherheitsprodukte, die umso effektiver sind, je genauer sie auf die Gegebenheiten und Arbeitsabläufe zugeschnitten sind. Das jetzt um asecos-Technik ergänzte Sicherheitskonzept des Stauferklinikums umfasst auch den Evakuierungsfall und ist mit der zuständigen Feuerwehr abgestimmt. Die Unterfahrbarkeit der LithiumIonen-Schränke war dabei ein wichtiger Bestandteil. Die Lithium-Ionen-Sicherheitsschränke wurden im Klinikum ebenerdig und in Türnähe aufgestellt. So kann im Ernstfall eine schnelle und sichere Evakuierung erfolgen. Auch erhielten die Sicherheitsschränke eine brandgeschützte Rohrdurchführung, denn in jedem Schrank wurde durch das Klinikum selbst ein Rauchmelder angebracht, der Bestandteil der Brandmeldeanlage ist. Die Sicherheitsschränke sind so auf eine dauerhaft besetzte Brandmeldezentrale aufgeschaltet, damit bei beginnender Rauchentwicklung schnellstmöglich reagiert werden kann. Ist keine hausintere Brandmeldeanlage vorhanden, bieten Relais- oder Fernmeldemodule die Möglichkeit einer Alarmweiterleitung. „Unsere Erfahrungen mit den Schränken sind bereits nach den ersten Wochen im Einsatz durchweg positiv. Unsere Mitarbeiter sind mit Verarbeitung, Handhabung und Design maximal zufrieden“, resümiert Andreas Franzmann. Ein erfahrener und sicherheitsbewusster Nutzer wie das Stauferklinikum ist ein wertvoller Partner, wenn es darum geht, dass die Technik ihre Schutz- und vor allem auch Präventivfunktion innerhalb eines Sicherheitskonzeptes voll entfalten kann. Projektzusammenfassung Firma: Stauferklinikum – Klinik Ostalb Standort: Mutlangen, Deutschland Branche: Gesundheitswesen Anwendung: Akkubetriebene OP-Geräte 1 Für die Lagerung von brennbaren Flüssigkeiten. 2 Für die Lagerung von Druckgasflaschen.
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16 Mittlerweile kennt die kleinen Fluggeräte fast jeder: Egal ob im Hobbybereich für faszinierende Bildaufnahmen aus der Luft, als professionelles Arbeitsgerät für Unternehmen oder auch im militärischen Bereich für Lufteinsätze. Drohnen sind sehr beliebt und entwickeln sich konstant weiter. Durch die steigenden technologischen Möglichkeiten können immer wieder neue Einsatzgebiete für die unbemannte Luftfahrt erschlossen und folglich Drohnen in noch mehr Bereichen eingesetzt werden. Das französische Unternehmen Hexadrone hat sich auf die Entwicklung von Drohnen für den Einsatz im zivilen und militärischen Bereich spezialisiert. Hexadrone entstand aus der Leidenschaft seines Gründers Alexandre Labesse für Mechanik, Fotografie und Flugmodellbau. Seit der Gründung im Jahre 2014 befindet sich das Unternehmen im stetigem Wachstum: Zu den anfänglichen Flugdienstleitungen kommt die Ausbildung von Telepiloten, der Verkauf von eigenen Drohnen und vor allem die Montage und Konzeption von individuellen Drohnenlösungen hinzu. So gilt die Tundra als absolutes Flaggschiff des Unternehmens da sie eine vollständig modulare und intelligente Drohne ist. Die Drohne kann ihre Flugeigenschaft durch den Wechsel der Arme verändern und sich somit der Umgebung anpassen. Fliegende Unterstützung Drohnen wie die Tundra werden beispielsweise für die Suche nach Lawinenopfern eingesetzt. Die Suche nach einem verschütteten Opfer ist eine echte Herausforderung für Einsatzkräfte. Neben den winterlichen Verhältnissen, geringen Temperaturen und dem tiefen Schnee ist besonders die Reaktionszeit der Helfer ein wichtiger Faktor bei der Suche nach Opfern der Lawine. Durch den Einsatz von Drohnen für solche kritischen Aufgaben, werden Suchmannschaften weniger Risiken ausgesetzt, die Interventions- und Suchzeit wird verkürzt und die Lokalisierung des Opfers wird präziser. Ein weiteres Einsatzgebiet für solche Arten von Drohnen stellen aber auch militärische Zwecke dar. Auch hier können im Gegensatz zu Flugzeugen oder Helikoptern Drohnen eine Bodenpatrouille über Stunden oder gar Tage begleiten, permanente Aufklärung der Umgebung liefern und ihre Daten in Echtzeit an die Soldatinnen und Soldaten im Einsatz schicken. Gerade für solche Anwendungsgebiete ist es wichtig, dass die Drohnen nicht nur sicher arbeiten, sondern auch für lange Flug- und Arbeitszeit sowie hohe Nutzlasten optimiert sind. Dafür sorgen Hochleistungsakkus, wie LithiumIonen-Akkus, denn durch die optimierte Stromversorgung können Drohnen nicht nur lange in der Luft bleiben, sondern sind auch noch extrem leicht. Doch die leistungsstarken Akkus bringen auch viele Risiken mit sich. Hexadrone SAS | Frankreich DROHNEN EROBERN DIE LÜFTE
17 Hohes Brandrisiko beim Laden Besonders beim Laden von Lithium-Akkus besteht ein hohes Brandrisiko. Wenn ein defekter Lithium-Akku an ein Ladegerät angeschlossen wird, kann die zugeführte Energie nicht mehr korrekt umgewandelt werden. Die Energie erzeugt Wärme und wenn diese Wärme in Hitze umschlägt, kann es zu einem Brand kommen. Defekte am Akku können durch verschiedenste Ereignisse verursacht werden. Etwa durch eine mechanische Beschädigung des Lithium-Akkus (Herunterfallen, Stoßen, Quetschen) oder durch eine nicht fachgerechte Lagerung (thermische Belastungen, Feuchtigkeitseinwirkung, Tiefentladung). Aber auch beim Laden von unbeschädigten Lithium-Akkus besteht ein Risikopotenzial. Zum Beispiel das Überladen des Akkus durch eine zu hohe Ladespannung oder zu lange Ladezeit mit defekten oder nicht originalen Ladegeräten. Auch große Hitzeeinwirkung von außen kann gefährlich werden. Kurz gesagt: Beim Laden von Lithium-Akkus existieren viele Fehlerquellen für den Anwender. Sollte ein Lithium-Ionen-Akku zu einem Brand führen, sorgt bei den ION-LINE Modellen ein mehrstufiges Warn- und Brandunterdrückungssystem für eine erhöhte Sicherheit. Vorsorglich handeln Um auch bei Hexadrone selbst den bestmöglichen Schutz der Mitarbeiter gewährleisten zu können, hat Alexandre Labesse sich mit der sicheren Lagerung seiner Drohnen und insbesondere der LithiumIonen-Akkus beschäftig. „Die Anforderungen unseres Versicherers in Bezug auf Brand- und Explosionsrisiken hat uns dazu bewogen uns intensiver mit dem Thema der Sicheren Lagerung von Lithium-IonenAkkus auseinander zu setzten. Dabei haben wir schnell die Notwendigkeit erkannt, wie wichtig es ist unsere Ein-
18 richtungen zu sichern und größere Zerstörungen zu vermeiden. Außerdem wollten wir nur noch einen einzigen Lagerort für die Akkus haben. Früher haben wir die Lithium-Ionen-Batterien in einfachen Regalen gelagert und die Lade- bzw. Entladevorgänge wurden direkt an den Arbeitsplätzen in der Werkstatt durchgeführt. Die Firma Hexadrone suchte daher nach einer feuerfesten Lösung, die es ermöglicht Lithium-Ionen-Batterien sicher zu lagern und auch aufzuladen.“ Die Sicherheitsschränke von asecos erfüllen diese Anforderungen und ermöglicht die aktive Lagerung von Lithium-Ionen-Akkus. Dabei kann ein Aufladen der Akkupacks direkt im Sicherheitsschrank mit Hilfe des passenden Ladegeräts stattfinden. Im täglichen Arbeitsprozess integriert Herr Labesse erinnert sich: “Vor der Anschaffung des Schrankes wurden die Lithium-Ionen-Batterien in Regalen gelagert, die Lade- bzw. Entladevorgänge wurden direkt an den Arbeitsplätzen in der Werkstatt durchgeführt. Heute ist der Sicherheitsschrank ein fester Bestandteil unserer Arbeitsorganisation und wir nutzen ihn mehrmals täglich.“ Der ION-LINE Schrank wurde bei Hexadrone direkt im zentralen Arbeitsbereich, der Werkstatt, aufgestellt und es werden dort LithiumIonen-Akkus aufbewahrt und aufgeladen, die für die Drohnen der Kunden und für Testdrohnen des Unternehmens verwendet werden. „Der Sicherheitsschrank ist einfach zu bedienen und entspricht unseren Erwartungen in Bezug auf Volumen und Ergonomie. Vor und nach jedem Flug gehen wir zum Schrank, um geladene Batterien zu holen und die leeren Akkus wieder aufzuladen “, berichtet Alexandre Labesse. Je nach Aktivität werden bei Heaxdrone etwa 20 Batterien 6S (22,2V), verschiedener Typen, Li-Ion, Li-po und Li-po semi-solid im ION-LINE gelagert um die verschiedenen Arten von Drohnen, versorgen zu können. „Vor der Anschaffung des Schrankes wurden die Lithium-IonenBatterien in Regalen gelagert...“
19 Projektzusammenfassung Firma: HEXADRONE Standort: Saint Ferréol d‘Auroure, Frankreich Branche: Luftfahrt Anwendung: Lagerung und Aufladen von Akkus für Drohnen
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22 Bargeldlos bezahlen wird immer beliebter. Ob kontaktlos per Karte oder direkt mit dem Smartphone - Hauptsache digital und es wird kein Bargeld benötigt! Die Vorteile liegen dabei auf der Hand: Es geht schneller, ist hygienischer und man muss keine schweren Gelbeutel mit lästigem Kleingeld mehr herumschleppen. Für Geschäfte oder Gastronomen wird es also immer wichtiger, ihren Kunden die Möglichkeit des bargeldlosen Bezahlens anzubieten. Ein elektronisches Zahlungsterminal ist für so ein Angebot essenziell. Ein elektronisches Zahlungsterminal, wie beispielsweise ein EC-Kartenlesegerät, ermöglicht auf elektronischem Weg einen Geldaustausch zwischen einem Käufer und einem Verkäufer, ohne dass physisches Bargeld oder Schecks ausgetauscht werden müssen. Dabei muss der Käufer einfach die Karte oder das Handy an das Lesegerät halten, kurz warten bis es piept und der Vorgang ist abgeschlossen. Ein typisches Zahlungsterminal besteht aus einem Karteneinschub, einem Magnetstreifenleser, einem Chipkartenleser und einem NFC- (Near Field Communication) Lesegerät für kontaktlose Zahlungen. Über eine Schnittstelle, um die Transaktion zu autorisieren, wird dann die Zahlung vom Käufer zum Verkäufer übertragen. Damit ein Zahlungsterminal im Geschäft währen ein Transkation nicht plötzlich ausgeht oder nicht jedes Mal nachdem ein Kunde mit einer EC-Karte gezahlt hat wieder aufgeladen werden muss, brauchen Zahlungsterminals Energiespeicher die eine hohe Leistung, schnelle Ladezeit und lange Betriebszeiten ermöglichen. All diese Anforderungen erfüllen Lithium-Ionen-Akkus. So können mit dem Einsatz von LithiumIonen-Akkus in Zahlungsterminals beispielsweise problemlos bis zu 300 Transkationen durchgeführt werden. Zudem haben Lithium-Ionen-Akkus eine höhere Energiedichte als andere Arten von Akkus, was bedeutet, dass sie mehr Energie in einem kleineren und leichteren Paket speichern können. Dies ist besonders wichtig für mobile Zahlungsterminals, die tragbar und leicht sein müssen, um von Händlern und Verkäufern bequem übergeben werden zu können. Auf Qualität vertrauen Zu einen der europäischen Marktführer im Bereich der Zahlungsterminals gehört das französische Unternehmen Planet Monetic mit Sitz in Sophia Antipolis in der Nähe von Nizza. Das Unternehmen wurde 2003 vom heutigen Geschäftsführer Sébastien Beraud gegründet und bietet eine breite Palette von Zahlungsterminals für verschiedene Branchen wie beispielsweise Einzelhandel, Gastronomie, Hotels und Freizeitunternehmen an. Für seine Produkte setzt Planet Monetic Lithium-Ionen-Akkus ein und hat sich aufgrund der großen Anzahl der Akkus, die das Unternehmen vor Ort vorrätig hat, für eine sichere Lagerung und kontrollierte Aufladung der Batterien mit einem asecos Sicherheitsschrank entscheiden. „Wir waren uns der Risiken bewusst, die mit der Lagerung und dem Aufladen von Lithium-Ionen-Batterien verbunden sind. Daher wollten wir eine sichere und zertifizierte Lösung für unser Unternehmen, die es uns ermöglicht, die Batterien in einem einzigen Schrank zu lagern, der im Falle eines Brandes isoliert werden kann.“ Als Vorreiter in Sachen Sicherheit hat asecos das Gefahrenpotenzial von Lithium-IonenAkkus erkannt und mit den ION-LINESicherheitsschränken für sicheres Lagern und Laden von Akkus eine Lösung entwickelt. „Von einem anderen Unternehmen wurden uns die Produkte von asecos empfohlen. Daraufhin haben auch wir entschlossen unser Vertrauen auf asecos zu setzten und uns für ein ION-LINE Modell entschieden“ erzählt Sébastien. Mehr als dreimal täglich müssen die Mitarbeiter von Planet Monetic an den Sicherheitsschrank um z. B. Akkus ein- oder auszulagern, daher spielte die Positionierung des Schrankes im Arbeitsbereich eine wichtige Rolle „Der Sicherheitsschrank wurde direkt in der Nähe des Arbeitsplatzes positioniert, an einem zentralen Ort, um allen Mitarbeitern einen leichten Zugang zu ermöglichen. Planet Monetic | Frankreich KEIN BARGELD? KEIN PROBLEM! „Der Sicherheitsschrank wurde direkt in der Nähe des Arbeitsplatzes positioniert...“
23 Wir stellten ihn in einiger Entfernung von anderen brennbaren Produkten auf.“ Mehrstufiges Warn- und Brandunterdrückungssystem Ein besonders großes Risiko geht von Lithium-Ionen-Akkus aus, wenn die Batterien unbeaufsichtigt wie beispielsweise außerhalb der Arbeitszeit (z. B. nachts) aufgeladen werden. Das verwendete Schrankmodell bei Planet Monetic, ist daher mit einem mehrstufigen Warn- und Brandunterdrückungssystem und einer Rauchdetektion ausgestattet. Bei einem ersten Temperaturanstieg, setzt in erster Instanz ein optisches und akustisches Warnsignal ein. Dabei wechselt die Warnleuchte von einem grünen Licht auf ein rotes und mit einem langsamen Tonintervall wird der Alarm ausgelöst. Zusätzlich kann über einen potentialfreien Schaltkontakt eine Alarmweiterleitung an die Gebäude-Leittechnik erfolgen, somit ist eine befugte Person sofort informiert. Bei dieser Alarmmeldung besteht keine unmittelbare Gefahr, deshalb können mit einer sofortigen Überprüfung durch innerbetriebliches, qualifiziertes Personal weitere Maßnahmen eingeleitet werden. Mögliche Gründe für das Auslösen des Signals können ein Temperatur-Stau während des Ladevorgangs oder ein Ausfall der Lüftungsanlage sein. Sinkt die Innentemperatur wieder ab, geht das System in seinen Normalbetrieb zurück und der Alarmton erlischt. Die nächste Alarmstufe wird bei beginnender Rauchentwicklung, sobald der Rauchmelder reagiert ausgelöst. Die Warnleuchte leuchtet weiterhin rot, der Alarm löst einen mittleren Tonintervall aus und auch hier ist die Alarmweiterleitung an die Gebäude-Leittechnik erfolgt. Wird vom Rauchmelder keine weitere Rauchentwicklung im Schrankinnenraum detektiert kann das System durch kurze Trennung von der Netzspannung wieder in den Normalbetrieb gesetzt werden. Die letzte Alarmstufe wird ausgelöst, wenn neben dem bereits aktivierten Rauchmelder der Temperatursensor im Schrankinnenraum einen Temperaturanstieg über 70 °C registriert. Die Warnleuchte schaltet von einem roten Dauerlicht auf ein Blinklicht und der Alarm schaltet auf einen schnellen Tonintervall. In den meisten Fällen deutet die Kombination aus beiden Indikatoren (Hitze und Rauch) auf einen Brand im Schrank hin – und löst deshalb ein integriertes Brandunterdrückungssystem im Schrankinneren aus. Als weitere Schutzmaßnahmen schalten sich die technische Entlüftung ab sowie bei Lithium-Ionen Sicherheitsschränken mit Ladevorrichtung parallel die Steckdosenleisten. Damit sind alle Gefahren sowie der Brand im Schrank zunächst eingedämmt. Zusätzlich sorgt eine 90minütige Feuerwiderstandsfähigkeit der Lithium-Ionen Sicherheitsschränke – sowohl von außen nach innen, als auch von innen nach außen – für wertvolle Zeit: Mitarbeiter lassen sich sicher evakuieren, Feuerwehr sowie Rettungskräfte können nach dem Eintreffen vor Ort weitere Schutzmaßnahmen einleiten. Projektzusammenfassung Firma: Planet Monetic Standort: Saint-Priest-en-Jarez, Frankreich Branche: Elektronische Zahlungssysteme Anwendung: Lagerung und Aufladen von Akkus für Bezahlterminals
24 WISSENSCHAFT & FORSCHUNG
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26 Kaum ein anderer Technik-Trend hat sich in den letzten Jahren so unaufhaltsam durchgesetzt wie die Entwicklung immer leistungsfähigeren Energiespeichersystemen. Seit etwa 30 Jahren erobern Lithium-Ionen-Batterien und -Akkus den Markt für Energiespeicher und werden in immer mehr Produkten und Geräten eingesetzt. Der spanische Hersteller Nanomate, entwickelt fortschrittliche Materialien aus Nanostrukturen für Lithium-Ionen-Batterien und Superkondensatoren. Das Ziel: Die Fähigkeiten dieser Geräte zu verbessern! Nanomate ist ein Unternehmen mit einem starken Forschungs- und Entwicklungskern, das technologische Lösungen auf der Basis von Nanomaterialien für verschiedene Branchen anbietet. Der Geschäftsbereich Energie widmet sich insbesondere der Entwicklung, Produktion und Vermarktung von Nanomaterialien zur Verbesserung von Energiespeicherbatterien. Die Nanomaterialien sorgen in Verbindung mit aktiven Batteriematerialien wie LiFePO4 für eine erhebliche Verbesserung der Leistung der Endgeräte. Neben dem Batteriesektor ist Nanomate dabei, in Badajoz eine neue Fabrik für ein Gerät vom Typ Superkondensator zu errichten, das eines der Vorzeigeprojekte des Unternehmens werden soll. Es handelt sich um die erste Fabrik für Superkondensatoren in Spanien, die sich durch ihren modularen Charakter und eine anfängliche Produktionskapazität von 600.000 Einheiten pro Jahr auszeichnen wird. Weißes Gold „Lithium gilt heute als ein wertvoller Rohstoff der aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken ist. Das leichte Metall ist unverzichtbar für die gängigen wieder aufladbaren Akkus von E-Bikes, Notebooks und Smartphones. Neben der hohen Energiedichte sprechen vor allem die lange Lebensdauer sowie die vielen möglichen Ladezyklen für Lithium-Ionen-Akkus. Arantxa Pinar Serrano, Leiterin der Forschungs- und Entwicklungsabteilung für Energiespeicher bei Nanomate, beschreibt die Herstellung einer solchen Batterie wie folgt: „Zunächst werden die Elektroden hergestellt, die für die Speicherung der Energie im Gerät verantwortlich sind. Anschließend werden sie zusammengesetzt, indem ein Trennpapier zwischen Anode und Kathode gelegt wird, um zu verhindern, dass durch den physischen Kontakt zwischen den Elektroden ein Kurzschluss im Gerät entsteht. Nach dem Zusammenbau wird der Elektrolyt eingebracht, eine Flüssigkeit, die als ionenleitendes Medium fungiert. Diese Flüssigkeit sorgt dafür, dass die für die Energiespeicherung erforderlichen Reaktionen ablaufen können. Schließlich wird das Gerät in einer hochgradig kontrollierten, wenig reaktionsfreudigen Atmosphäre verschlossen um das Eindringen von Luft zu verhindern. Zum Schluss setzen wir verschiedene Testverfahren ein, um charakteristische Leistungsparameter dieser Geräte, wie Kapazität und Lebensdauer, zu validieren. Nach der Nanomate – Phi4Tech | Spanien VOLLE LADUNG ZUKUNFT
27 Prüfung lagern wir die Batterien in einem asecos ION-LINE Sicherheitsschrank.“ Vorsorglich handeln Je höher die Energiedichte solcher Batterien ist, desto höher ist auch das Brandrisiko. Um dieses Risiko bestmöglich einzudämmen, erklärt Arantxa, wieso man sich für einen Sicherheitsschrank entschieden haben: “Bei Nanomate ist Sicherheit einer der wichtigsten Werte der Unternehmenskultur. Wir sind uns des großen Risikos bewusst, das mit der Lagerung von diesen Batterien und Superkondensatoren über einen längeren Zeitraum verbunden ist. Deswegen kauften wir so schnell wie möglich einen speziellen Schrank. Durch das Aufbewahren unserer Geräte im asecos-Schrank, fördern wir die Sicherheit unserer Mitarbeiter und unserer Geräte.“ Die große Gefahr: Thermal Runaway Was die Batterien besonders gefährlich macht sind die chemischen Eigenschaften der Komponenten. Die Elektrolytflüssigkeit in der Batterie bestehet aus organischen Lösungsmitteln, d. h. sie ist brennbar und ihre Entzündbarkeit entspricht fast der von Benzin. In Kombination mit der hohen Energiedichte ergibt sich eine brandgefährliche Situation. Denn sobald nur in einer einzelnen Zelle eines Akkus die Temperatur ansteigt, erwärmen sich kaskadenartig auch alle benachbarten Zellen. Erreicht die Temperatur einen Grenzbereich, der je nach verwendeten Lösungsmitteln ab etwa 60°C beginnt und ab 100°C extrem kritisch wird, kommt es zu einer nicht mehr kontrollierbaren Kettenreaktion. Binnen Sekundenbruchteilen steigt die Temperatur auf bis zu 800 °C, die entstehenden Gase sprengen die Hülle der Akkuzelle und der Akku brennt explosionsartig ab. Eine solche Situation ist unberechenbar. Es schlagen nicht nur Flammen, sondern brennendes Akkumaterial wird feuerwerksartig durch die Luft geschleudert. Dies gefährdet Personen und kann weitere Feuer auslösen. Insbesondere, wenn ein Feuer domino-artig auf benachbarte Akkus überspringt, kann es sich sehr schnell ausbreiten. Doppelter Schutz Die sachgemäße Lagerung von solchen Batterien ist daher besonders wichtig. Alle ION-LINE Modelle von asecos sind gemäß der europäischen Norm EN 14470-1 entwickelt und geprüft. Bei Brandeinwirkungen von außen nach innen sind die in den Sicherheitsschränken eingelagerten Lithium-Ionen-Batterien daher über einen Zeitraum von 90 Minuten vor Überhitzung geschützt. Für den Schutz von innen nach außen maßgeblich ist die Norm EN 1363-1. Sie dient als Standard zum Bestimmen der Feuerwiderstandsdauer von Bauteilen, die unter genormten Bedingungen einem Feuer ausgesetzt werden. Die ION-LINE Modelle von asecos sind nachweislich auf diese Situationen geprüft und bieten ebenfalls eine Feuerwiederstandfähigkeit von 90-Minuten von innen nach außen. Sollte sich eine Batterie innerhalb des Schrankes entzünden und einen Brand auslösen bleibt dieser sicher im Schrank. Arantxa berichtet: “Wir brauchten einen Schrank, der im Falle einer Reaktion in einem unserer Geräte die nötige Sicherheit gewährleistet. Der Schrank von asecos ist aus feuerhemmenden Materialien gefertigt, die im Falle eines möglichen Brandes 90 Minuten lang standhalten. Diese Zeit ist ausreichend, um in einer gefährlichen Situation zu handeln. Außerdem sind wir sehr zufrieden mit dem Service von asecos. Wir haben den Schrank in einem sehr guten Zustand erhalten und die Installation war dank der Anleitung sehr einfach“. „Wir brauchten einen Schrank, der im Falle einer Reaktion in einem unserer Geräte die nötige Sicherheit gewährleistet.“ Projektzusammenfassung Firma: PHI 4 TECHNOLOGY SL Standort: Noblejas, Spanien Branche: Batteriezelltechnologie Anwendung: Forschung und Entwicklung Energiespeichergeräte
28 Ob im eigenen Wohnzimmer, im Krankenhaus oder beim Autofahren: Überall kommen heute Roboter zum Einsatz – mal in größerer, mal in kleinerer Form. Es besteht kein Zweifel, dass die Robotik das Potenzial hat, die Welt, in der wir heute leben, zu verändern. Daher sind das Wissen und die Lehre rund um diese Technologie wichtiger denn je. Wie man diese ausgeklügelten Maschinen mit ihren komplexen Algorithmen konstruiert und baut, lernen Studierende an der University of Sheffield in England. Ein Teil des Studiums behandelt dabei auch die Funktionsweise von Lithium-IonenBatterien, die als fortschrittliche Energiespeicherlösungen für Roboter unverzichtbar sind. Roboter aller Art, ob zum Gehen, Rollen oder Fahren konstruiert, benötigen Energie, um ihre Aufgaben zu erfüllen und eine ausreichende Autonomie zu erreichen. Im industriellen Umfeld beispielsweise sind Roboter den unterschiedlichsten Belastungen ausgesetzt. Das Spektrum reicht von heißen, feuchten oder staubigen Produktionsstätten bis hin zu anspruchsvollen Außenanwendungen wie der Bombenentschärfung. Besser geht es da Robotern, die zur Unterhaltung, zu Lernzwecken oder als tägliche Begleiter konzipiert sind. Diese können sich meist in sauberen und beheizten Gebäuden aufhalten. Die eingesetzten Energiespeicher müssen daher nicht nur den unterschiedlichsten äußeren Einflüssen, sondern auch Einwirkungen wie Schock, Stoß, Vibration, Druck, Sturz oder Verformung standhalten, damit sie keine Gefahr für den Benutzer oder die Umwelt darstellen. Ein Energiespeicher, der daher für die Robotik in Frage kommt, sind Lithium-Ionen-Batterien, da sie nicht nur mit ihrer geringen Größe und der damit verbundenen Möglichkeit, gut vor diesen äußeren Einflüssen geschützt werden können, sondern auch längere Betriebszeiten, höhere Leistungen und ein schnelleres Wiederaufladen der Roboter ermöglichen. Tüfteln und Experimentieren Genau diese Zusammenhänge werden von den Studierenden an der University of Sheffield im Rahmen des Robotik-Kurses untersucht und erlernt. Die University of Sheffield ist eine renommierte Bildungseinrichtung, die für ihre führende Rolle in der akademischen Forschung und Lehre bekannt ist. Neben ihrem breiten Angebot an Studiengängen und Forschungsaktivitäten legt die Universität einen starken Fokus auf innovative Technologien und deren Anwendung in verschiedenen Bereichen. Die Robotik-Ausbildung an der Universität ermöglicht es den Studierenden, ihr technisches Verständnis zu vertiefen und praktische Erfahrungen in der Entwicklung und Steuerung von Robotern zu sammeln. Dabei lernen sie nicht nur die Grundlagen der Robotik, sondern auch die Integration von LithiumIonen-Batterien als effiziente Energiequelle für Roboter. Darüber hinaus spielen Aspekte wie Sicherheit und richtiges Batteriemanagement eine entscheidende University of Sheffield | England MISSION POSSIBLE: ROBOTIK LERNEN
29 Rolle, da Lithium-Ionen-Batterien besondere Anforderungen an Handhabung und Lagerung stellen. „Lithium-Ionen-Batterien gehören bei uns zum Studienalltag, daher sind wir uns der Gefahren, die von diesen Batterien ausgehen, bewusst. Die Tatsache, dass der asecos Sicherheitsschrank feuerbeständig ist und uns zudem die Möglichkeit bietet, die Akkus nicht nur sicher zu lagern, sondern auch aufzuladen, hat uns die Entscheidung bei der Anschaffung dieses asecos-Produktes sehr leicht gemacht“, erklärt James Screaton, Technischer Abteilungsleiter. Lüftungssystem der ION-LINE Damit die Studierenden auch gleich von Anfang den richtigen Umgang mit den Batterien lernen, werden ihnen die Gefahren, die mit der Verwendung dieser Akkus verbunden sind deutlich gemacht. „Während der Hauptunterrichtszeiten würde ich sagen gehen wir 3 bis 4 Mal am Tag an den Sicherheitsschrank um die Batterien rauszuholen und mit ihnen zu arbeiten. Nach Ende einer Unterrichtseinheit werden die Batterien dann wieder sicher in dem Schrank gebracht, damit Sie für den nächsten Unterricht bereitstehen“, berichte James Screaton. Damit auch alle Studierenden die Möglichkeit haben während eines Kurses mit den LithiumIonen-Batterien zu arbeiten müssen immer mindesten 20 Batterien zur Verfügung stehen. Nach Kursende werden diese für den nächsten Kurs im ION-LINE Sicherheitsschrank zeitgleich aufgeladen. Beim Ladevorgang entsteht Wärme, diese wird mit einem technischen Entlüftungsaufsatz, der steckerfertig an die entsprechenden ION-LINE Modelle angebracht werden kann aus dem Schrankinneren abgeführt. So wird sicher verhindert, dass es zu einem Wärmestau kommt durch den sich die Batterien weiter erhitzen, was letztendlich zu Leistungsverlust, vorzeitigem Verschleiß oder sogar zu gefährlichen Situationen wie einem thermischen Durchgehen oder einer Explosion führen kann. Zusätzlich sind die Fachböden der ION-LINE Schrankserie gelocht, wodurch eine ordentliche Luftzirkulation im Schrankinnenraum stattfindet. Sollte es, z. B. durch einen defekten Akku, dennoch zu einer Brandentstehung im Schrankinneren kommen, schaltet sich die technische Entlüftung dank der integrierten Sensorik und Elektronik automatisch und das Brandgeschehen wird im Schrank eingeschlossen. Toxische Stoffe Neben einem Brand geht von einer zerstörten Lithium-Ionen-Zelle eine weitere Gefahr für die Umwelt aus. Denn bereits ab 80 °C beginnt sich eine Lithium-IonenZelle chemisch zu zersetzen. Bei Überhitzung und Brand werden giftige Stoffe wie Elektrolyt- und Lösungsmitteldämpfe sowie Chlorwasserstoff aus PVC-Leitungen freigesetzt. Nicht nur Rauchgase, sondern auch andere gesundheits- und wassergefährdende Stoffe wie Fluorwasserstoff oder die hautätzende Phosphorsäure werden freigesetzt. Für diesen Fall sind die ION-LINE Sicherheitsschränke unter anderem mit Bodenauffangwannen ausgestattet, so dass diese flüssigen Schadstoffe nicht aus dem Schrankinneren entweichen können. Projektzusammenfassung Firma: University of Sheffield Standort: Sheffield, Vereinigtes Königreich Branche: Bildungs- und Forschungseinrichtung Anwendung: Unterrichtsmaterial „Lithium-IonenBatterien gehören bei uns zum Studienalltag...“
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32 See you RENT GmbH | Deutschland Vom Kinofilm bis zum Social-MediaClip - bewegte Bilder begleiten unser tägliches Leben. Ob auf der Leinwand oder dem Smartphone, gerne taucht der Zuschauer ein in unterschiedlichste Orte und Gedankenwelten. Doch was gehört zu den wichtigsten Bestandteilen eines Filmdrehs? Die Ausrüstung! Und diese ist von Videoprojekt zu Videoprojekt unterschiedlich: Mal braucht man viel kleines Equipment, mal wenig Großes mal muss es auf Reisen gehen oder mal wird es im Studio fest verbaut. mehr, mal weniger Equipment. Doch egal welches Zubehör für ein Filmprojekt benötigt wird ein leistungsfähiger Akku ist immer dabei. Für stromautarkes Arbeiten oder als Pufferspeicher, damit beispielsweise die Kamera während des Drehs nicht plötzlich aus geht. Eine gute Lösung für dieses Problem stellen Lithium-IonenAkkus dar. Von der Kamera zum Objektiv, von der Tonangel bis zum LED Licht. Jede Produktion benötigt ganz unterschiedliches Equipment. Mieten statt kaufen meist eine wirtschaftliche, in jedem Falle aber die nachhaltigste Lösung. Das weiß auch das Berliner Unternehmen see you Rent GmbH, das sich auf den Verleih von Filmtechnik spezialisiert hat. Seit seiner Gründung 2009 hat sich das Unternehmen als zuverlässiger Partner der Filmbranche etabliert und bietet umfassende Lösungen für alle technischen Anforderungen bei Filmproduktionen. Dabei unterstützt das 13-köpfige Team nicht nur große Filmproduktionen, sondern auch kleine Independent-Projekte mit enormem Fachwissen und viel Leidenschaft Zurück zum Ursprung Dank Dienstleistungen wie von der see you Rent GmbH und durch die Umstellung auf Digitaltechnik, in den letzten Jahren, ist die Produktion von Videofilmen heute einfacher geworden. Doch das war nicht immer so: Noch vor wenigen Jahrzehnten dienten Filmkameras mit leistungshungrigen Mechaniken und analogen Filmspulen als Aufnahmegeräte. Diese Kameras waren groß, schwer und meist auch lauter als dies heute mit digitalen Sensoren möglich ist. Auch war die Blei-Gel Akkutechnik nicht leistungsfähig genug um alten analog Kameras und deren Nachfolger über einen längeren Zeitraum am Laufen zu halten. KLAPPE, DIE ERSTE!
33 Das änderte sich Anfang der 90er Jahre: Ein japanischer Elektronikkonzern entwickelte den ersten kommerziellen wiederaufladbaren Lithium-Ionen-Akku. Da eines der Hauptprodukte des Unternehmens damals Videokameras waren, wurden die Lithium-Ionen-Akkus erstmals in diesen Geräten eingesetzt. Durch die Konstruktion des Akkus konnte das Gewicht der Videokameras deutlich reduziert werden. Allerdings hatte der Akku damals nur eine geringe Kapazität und Stromstärke was sich seitdem erheblich geändert hat. Revolutionär aber gefährlich So fortschrittlich und nachhaltig die Entwicklung der Lithium-Ionen-Akkumulatoren ist, so bekannt sind heute auch die Gefahren, die von den Akkumulatoren ausgehen. Bei unsachgemäßer Handhabung können die Akkus beschädigt werden und durch interne Kurzschlüsse Brände auslösen, die nicht nur im Lagerraum der Akkus, sondern im gesamten Gebäude großen Schaden anrichten können. Insbesondere das unbeaufsichtigte Laden der Lithium-Ionen-Akkus, z. B. außerhalb der Arbeitszeit oder über Nacht, stellt immer eine Gefahrenquelle dar. Zwar soll eine im Akku eingebaute Schutzelektronik eine Überladung verhindern, aber auch ein solches Batteriemanagementsystem (BMS) kann versagen, z. B. bei einem ungeeigneten Ladegerät. Hinter den Kulissen Damit das Equipment der see you RENT GmbH den Kunden immer pünktlich zum Arbeitsbeginn zur Verfügung steht, müssen auch die Akkus für die Geräte entsprechend aufgeladen und einsatzbereit sein. Dazu lagert der Berliner Kameraverleih die rund 300 Lithium-Ionen-Akkus unterschiedlichster Kapazitäten direkt vor Ort und griffbereit in seinem Ladengeschäft.
34 Damit von den Akkus keine Gefahr ausgeht und das Risiko eines potenziellen Feuer oder Brandes vorgebeugt wird, hat der Geschäftsführer und Inhaber der see you Rent GmbH, Martin Diebel, vorausschauend gehandelt und sich für einen Lithium-IonenSicherheitsschrank von asecos zum Laden von seinen Lithium-Ionen-Akkus entschieden: „Um nicht nur unsere Nachbarn zu schützen, sondern auch unsere Lagerfläche sicherer zu machen, haben wir zwei Sicherheitsschränke für unsere großen, leistungsstarken Lithium-Ionen-Akkus, aber auch für kleinere, leistungsschwächere Akkus angeschafft.“ Bei der passiven Lagerung werden neue oder gebrauchte Lithium-Ionen-Akkus lediglich über einen bestimmten Zeitraum gelagert. Bei der aktiven Lagerung, wie bei dem Berliner Unternehmen, kann eine Aufladung oder Teilentladung (60-70%) der Akkupacks im Sicherheitsschrank mit Hilfe eines Ladegerätes erfolgen. Heute ist der Sicherheitsschrank aus dem Arbeitsalltag des Unternehmens nicht mehr wegzudenken: „Um unsere Arbeitsabläufe nicht zu beeinträchtigen, haben alle unsere Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter Zugang zum Sicherheitsschrank. Interessanterweise wird der Schrank rund 40 Mal am Tag geöffnet, was zeigt, wie wichtig und unverzichtbar er für unseren Betrieb ist“, berichtet Martin Diebel. „Um nicht nur unsere Nachbarn zu schützen, sondern auch unsere Lagerfläche sicherer zu machen...“
35 Projektzusammenfassung Firma: see you RENT GmbH Standort: Berlin, Deutschland Branche: Filmbranche Anwendung: Lagerung und Aufladen von Akkus für Kameratechnik
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38 Retten, löschen, schützen gehört zum Alltag der Freiwilligen Feuerwehr Greifswald. Von A wie Autounfall bis Z wie Zimmerbrand sind die Einsatzkräfte und Spezialisten für die unterschiedlichsten Notfälle zuständig. Schließlich ist es ihre Aufgabe, auf Notrufe sofort zu reagieren und Rettungsmaßnahmen einzuleiten. Damit das funktioniert, muss die Feuerwehr auch bei der technischen Ausrüstung immer auf dem neuesten Stand sein – und dazu gehören hochwertige und vor allem zuverlässige elektrische Betriebsmittel. Greifswald ist mit knapp 60.000 Einwohnern und einer Fläche von ca. 51 km² die viertgrößten Stadt in Mecklenburg-Vorpommern. In der Universitäts- und Hansestadt ist die Feuerwehr Greifswald eine wichtige kommunale Einrichtung, die den Brandschutz im gesamten Stadtgebiet sicherstellt. Unverzichtbarer Bestandteil dieses Brandschutzes ist die engagierte Freiwillige Feuerwehr mit mehr als 100 Mitgliedern, die die Berufsfeuerwehr tatkräftig unterstützt: Sei es bei Großeinsätzen oder bei der Aufrechterhaltung des Brandschutzes in Greifswald. Dabei handelte es sich nicht nur um Brände, sondern auch um technische Hilfeleistungen wie Tierunfälle oder Tragehilfen. Zwischen Risiko und Lebensretter So unterschiedlich die Einsätze der Feuerwehren heutzutage auch sind, so unterschiedlich und vielfältig sind auch die Geräte und Ausrüstungen, die die Feuerwehren für ihre Einsätze benötigen. Die technische Ausstattung innerhalb der Feuerwehren habe sich daher in den letzten Jahren stark verändert, berichtet Norbert Stawinski, Einsatzplanung, Berufsfeuerwehr: „Immer mehr akkubetriebene Geräte wie Funkgeräte, Wärmebildkameras, schwere Schneidtechnik oder Motorsägen kommen auf den Markt und damit auch in die Einsatzabteilungen und Gerätehäuser der Feuerwehren.“ Doch, dass diese akkubetriebenen Geräte nicht nur lebensrettend, sondern auch sehr gefährlich sein können, weiß man auch bei der Feuerwehr Greifswald: „Wir haben definitiv einen Anstieg der Einsätze aufgrund defekter Lithium-Ionen-Akkus festgestellt. Diese wurden meist durch Laptops, Handys oder E-Bikes ausgelöst.“ Um in einer solchen Gefahrensituation im Gerätehaus entgegenzuwirken, entschied sich die Feuerwehr Greifswald für einen ION-LINE Sicherheitsschrank von asecos, in dem die Akkus nicht nur gelagert, sondern auch aufgeladen werden. Schließlich müssen die Geräte immer volle Leistung bringen und im Ernstfall einsatzbereit sein. Freiwillige Feuerwehr Greifswald | Deutschland FEUER UND FLAMME „Wir haben definitiv einen Anstieg der Einsätze aufgrund defekter Lithium-IonenAkkus festgestellt.“
39 Neue Herausforderungen Was Lithium-Ionen-Batterien so gefährlich macht, ist ihr Brandverhalten, das auch die Feuerwehren immer wieder vor neue Herausforderungen stellt. Im Gegensatz zu den üblichen Brandursachen verursachen Akkumulatoren- und Batteriebrände regelrechte Stichflammen. Im Vergleich zu bekannten Brennstoffen sind Reaktionen von Lithium-Ionen-Batterien aufgrund des nicht vorhersehbaren Brandverlaufes kaum einschätzbar und erreichen so eine neue Dimension der Gefährdung. Werden Lithium-Ionen-Zellen überladen oder hohen Temperaturen ausgesetzt, bricht die Schichtstruktur der verwendeten Metalloxide zusammen - es kommt zum so genannten thermischen Durchgehen. Dabei werden durch exotherme Reaktionen hohe Energiemengen unter Sauerstoffabgabe freigesetzt. Durch die große Hitze verdampft die Elektrolytflüssigkeit und bildet ein brennbares Gas. Wenn sich dieses Gas entzündet, brennt die Lithium-Ionen-Zelle. Eine Kettenreaktion, die durch bekannte Technologien kaum zu stoppen ist. Denn während des Brandes kann sich das Feuer innerhalb der Batterie von Zelle zu Zelle ausbreiten. Durch durchgehende Batterien entstehende Sekundärbrände an Kunststoffen oder Kartonagen können zwar durch Schaum-, CO2-, Pulver- und Metall-Feuerlöscher unterdrückt werden, eine erneute Entzündung durch Zellen ist jedoch höchst wahrscheinlich. Schnelle Evakuierung Besonders sicher sind Gebäude vor Lithium-Ionen-Akkus daher, wenn diese in einem speziellen Sicherheitsschrank wie den ION-LINE-Modellen von asecos aufbewahrt werden. Diese können zwar den Brand eines defekten Akkus nicht verhindern, schützt aber die Umgebung und alle Personen, die sich in der Nähe aufhalten. Die Sicherheitsschränke bieten nicht nur 90 Minuten Feuerwiderstand von außen nach innen, sondern auch von innen nach außen. Das heißt: Entsteht im Inneren des Schrankes ein Brand, zum Beispiel durch einen überhitzten Akku, ist das Gebäude für 90 Minuten vor den Flammen und den austretenden giftigen Gasen geschützt. Das schafft wertvolle Zeit: Mitarbeiter können sicher evakuiert werden und die Feuerwehr und Rettungskräfte können vor Ort weitere Schutzmaßnahmen einleiten. So ermöglicht beispielsweise die unterfahrbare Schrankkonstruktion eine effektive Evakuierung des Schrankes durch die Feuerwehr. Im Gefahrenfall kann der Schrank schnell aus dem Gebäude entfernt werden. Außerdem sollten Fachleute im Brandfall Zugriff auf das Innere des Schrankes haben, um selbst entscheiden zu können, ob sie einzelne Batterien entnehmen möchten und damit die Kettenreaktion unterbrechen. Für die Feuerwehr Greifswald seien diese Sicherheitsaspekte ausschlaggebend für ihre Entscheidung gewesen, so Norbert Stawinski: „Bei asecos hat das Gesamtpaket gestimmt. Die Handhabung des Schrankes ist kinderleicht und der Aufstellungsort kann jederzeit verändert werden. Zudem kann bei einem defekten Akku der gesamte Sicherheitsschrank entfernt werden. Die Kombination aus Lagern, Laden und den Sicherheitsaspekten hat uns überzeugt!“ Keine Ausfallzeit Nach der Nutzung eines HochleistungsAkkugerätes bei einem Feuerwehreinsatz kann das Aufladen der Akkumulatoren oft 2 bis 6 Stunden dauern, in Einzelfällen auch länger. Faktoren sind die Batteriegröße, der Ladestrom und die Verfügbarkeit des Ladegerätes. Die beste Lösung zur Vermeidung von Ausfallzeiten sind Geräte mit austauschbaren Akkus. Dafür werden zwar zusätzliche Batterien benötigt, aber die Geräte können innerhalb von Sekunden wieder in Betrieb genommen werden. Deshalb arbeite auch die Feuerwehr Greifswald mit mehreren Wechselakkus, die in dem Sicherheitsschrank aufbewahrt werden, erzählt Norbert Stawinski: „Am Einsatzort befinden sich zwischen 50 und 100 Akkus in verschiedenen Größen und Leistungsstärken. Im Sicherheitsschrank selbst befinden sich mehrere Ladegeräte, die je nach Hersteller bis zu 5 Akkus parallel laden können. Vollgeladene Akkus werden ebenfalls dort gelagert. Nach Ausbildungen und Einsätzen werden die verbrauchten Akkus ausgetauscht und durch geladene Akkus ersetzt.“ Projektzusammenfassung Firma: Greifswalder Feuerwehr Standort: Greifswald, Deutschland Branche: Öffentlicher Dienst Anwendung: Lagerung und Aufladen von Akkus für Einsatzgeräte
40 E-MOBILITÄT
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42 E-Bikes erfahren einen großen Hype. In Deutschland und auch im Rest Europas entwickeln sie sich zu einer beliebten Fortbewegungsmethode. Nicht nur durch ihre kräftesparende Fahrweise bieten E-Bikes unzählige Vorteile. Warum also nicht einmal das Auto stehen lassen und die 20 Kilometer zur Arbeit auf dem Rad zurücklegen – und das ohne anschließend bei der Parkplatzsuche zu verzweifeln. Egal also ob auf dem Weg zur Arbeit, in der Stadt oder auch am Wochenendausflug in den Bergen: Man trifft immer häufiger auf Radfahrer mit E-Bikes. Dieser Trend ist auch an dem Gründer des Münchener Startups bravobike GmbH Axel Donath nicht vorbeigegangen. Doch anstatt wie die meisten Fahrradläden einfach nur neue E-Bikes zu verkaufen, ließ er sich etwas anderes einfallen: Das Unternehmen kauft gebrauchte Fahrräder sowohl von Privatpersonen als auch von Händlern, Herstellern und Leasinggebern an, bereitet diese in der hauseigenen Werkstatt in München auf und stellt diese Fahrräder dann wieder zum Verkauf zur Verfügung. „Wir erhalten monatlich Räder im vierstelligen Bereich, die unseren Refurbishment Prozess durchlaufen. Rund 70% dieser Räder sind E-Bikes. Nach der sorgfältigen Prüfung und Aufbereitung durch unsere geschulten MechanikerInnen werden die Bikes als hochwertige Gebrauchträder in unserem Onlineshop verkauft“, so Kathinka Weitzel, Marketing Team Lead bravobike GmbH. Dabei werden besonders die Lithium-Ionen-Akkus der E-Bikes direkt am Wareneingang auf optische Beschädigungen geprüft. Ist auch nur eine Macke zu sehen, wird der Akku als defekt eingestuft, da in der Regel weder die Ursache der Macke noch die Krafteinwirkung auf den Akku ermittelt werden kann. Zusätzlich werden die Akkus im Rahmen der technischen Prüfung soweit möglich ausgelesen und auf Warnhinweise wie Fehlercodes untersucht. Gefährliche Ladung Wenn eine Werkstatt viele dieser Energiespeicher wie Lithium-Ionen-Batterien für Elektrofahrräder verwendet, ist sie sich bewusst, dass unter bestimmten Umständen mögliche Herausforderungen auftreten können. Aufgrund der hohen Energiedichte der Akkumulatoren besteht die Gefahr, dass sie in bestimmten Situationen unbeabsichtigt reagieren, instabil werden oder sogar Feuer fangen. Solche Brände mit Lithium-Ionen-Akkus lassen sich nur schwer beherrschen und können schwerwiegende Folgen für Mensch, Betrieb und Umwelt haben. Die Gefahr steigt, sobald die Akkus unbeaufsichtigt, beispielsweise außerhalb der Arbeitszeit, aufgeladen werden. Werden die Akkus in speziellen Lithium-Ionen-Sicherheitsschränken zur passiven und aktiven Lagerung aufbewahrt, lässt sich dieser Gefahr vorbeugen. Auch die bravobike GmbH lagert ihre Lithium-Ionen-Akkus in einem asecos ION-LINE Sicherheitsschrank. Dieser Sicherheitsschrank bietet bravobike GmbH | Deutschland NACHHALTIGE MOBILITÄT MIT E-BIKES
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