Spørsmål og svar batterier

For rom som ikke er beregnet for varig opphold er minstekravet til ventilasjon minimum 0,7m3 friskluft per time per m2 gulvareal (iht. TEK17). Dette er imidlertid et krav til luftkvalitet i rommet, og gjelder ikke for ventilasjon av branngasser. Ventilasjon av branngasser er ett mulig tiltak for å håndtere branngasser, og må vurderes separat.

BMS er normalt integrert i batterisystemet og plasseres ikke separat. Det er batterisystemet som helhet som skal stå i egen branncelle.

Kravene ved installasjon er de samme, NEK 486 og NEK 488 gjelder generelt for litium-ionebatterier. Egenskapene varierer imidlertid, både mellom kjemier og mellom anlegg med samme kjemi.

Det finnes noen hovedtrekk mellom de to mest utbredte batterikjemiene, LFP og NMC. Termisk hendelse oppstår som hovedregel ved lavere temperatur i NMC-celler enn i LFP-celler, og brannforløpet kan være mer aggressivt for NMC. LFP kan derimot ha høyere andel hydrogen i gassblandingen ved en termisk hendelse, og dermed øke risikoen for eksplosiv atmosfære i kapslinger og rom med utilstrekkelig ventilasjon.

Dette er kun hovedtrekk. Faktiske egenskaper varierer med produsent, ladetilstand, celleformat og alder. Batterikjemi alene gir ikke tilstrekkelig grunnlag for å fastsette risiko eller sikkerhetstiltak. Det er viktig å gjøre seg kjent med det konkrete produktet.

Det finnes slukkemidler basert på vann og vermikulitt, som legger seg som et lag over batteriet og demper flammebrannen utenfor cellene. Merk at det ikke stopper selve den termiske hendelsen. Reaksjonene inne i cellen fortsetter uten oksygen fra omgivelsene. Det er kjølingen som er virksom, ved at den begrenser spredning til naboceller.

Vann uten salt er det mest effektive slukkemiddelet fordi det kjøler. Sprinkler er derfor ikke i seg selv uheldig i et batterirom.

For et kombinert hovedtavle- og batterirom må det tas vurderinger rundt vann i et rom med spenningssatt tavleanlegg. Generelt bør batterianlegget plasseres i egen branncelle fremfor å deles med annen infrastruktur.

Produktet kan ha det. Står batterianlegget i eller inntil bygning der personer bor eller arbeider, skal dører på selve batterisystemet være brannklassifiserte.

Det erstatter ikke kravet til rommet. Behovet for branncelle og nødvendig brannmotstand fastsettes i risikovurderingen og skal minst tilsvare kravet til branncellebegrensende bygningsdel for byggverkets brannklasse. Produsentens anvisninger gjelder i tillegg, som et minimum.

Ved en termisk hendelse frigjøres en blanding av branngasser, blant annet hydrogen. Eksplosjonsfaren håndteres med flere uavhengige barrierer: ventilasjon direkte til friluft dimensjonert så konsentrasjonen holdes under 25% av gassblandingens nedre eksplosjonsgrense, gassdeteksjon med alarm, eliminering av tennkilder, og trykkavlastning der risikovurderingen viser at eksplosiv atmosfære kan oppstå.

Ex-vifte kan være riktig, som resultat av risikovurderingen. Vær oppmerksom på at en vifte som går under en termisk hendelse kan selv være en tennkilde.

I bygg brukes branncelle, der E står for integritet, I for isolasjon og tallet for antall minutter. EI 30 betyr altså at konstruksjonen skal hindre gjennombrenning og varmegjennomgang i 30 minutter.

Brannmotstanden fastsettes i risikovurderingen og skal minst tilsvare kravet til branncellebegrensende bygningsdel for byggverkets brannklasse, jf. TEK17 § 11-8. For småhus innebærer det som minimum EI 30, og den økes dersom risikovurderingen tilsier det. Her gjelder det å tenke på blant annet batteriets energiinnhold og kjemi, varslingsanlegg, brann- og redningsetatens responstid og innsatsmuligheter, og byggverkets risikoklasse og brannkonsept. En EI 30-konstruksjon er dimensjonert for varme, ikke trykk fra en eksplosjon.

BMS er normalt integrert i batterisystemet og plasseres ikke separat. Det er batterisystemet som helhet som skal stå i egen branncelle.

Et plassbygd rom går fint, forutsatt at det utgjør en egen branncelle med dokumentert brannmotstand, at gjennomføringer for kabler, rør og kanaler er tettet til samme brannklasse, og at ventilasjon og gassdeteksjon er ivaretatt. Rommet bør legges mot yttervegg, slik at avtrekk til friluft og eventuelt trykkavlastning er mulig uten føringer gjennom bygget.

Utendørs er som regel førstevalget. Det samme gjelder en frittstående bod eller garasje som selv utgjør en branncelle. Forutsetningene er at produsentens minimumsavstander oppfylles, at avstand til dører, vinduer og ventilasjonsinntak fastsettes i risikovurderingen, og at batterisystemet tåler norske klimaforhold.

Ja. Bygg med batteriinstallasjoner skal merkes tydelig utvendig slik at batterier er synlig identifiserbart for brann- og redningsmannskap og frakoblingspunktene er lette å finne. Det skal tydelig fremgå hvor man kobler fra, og om solceller er direkte koblet til batteriet. Nødstopp og frakobling skal være lett tilgjengelig og tydelig merket.

Et batteri vil imidlertid fortsatt inneholde lagret energi, og en termisk hendelse som er i gang stopper ikke av at anlegget kobles fra. Er batteriet DC-koblet til et solcelleanlegg er DC-siden fortsatt spenningssatt etter at AC-siden er frakoblet.

Utendørs plassering forenkler innsatsen for brannmannskap, og frakoblingspunktet er tilgjengelig uten å gå inn i bygget.

Vifta bør stå på avtrekket og trekke luften ut, ikke blåse inn. Det gir undertrykk så eventuelle lekkasjer gjennom dører og gjennomføringer går inn i rommet, og ikke ut i resten av bygget. En innblåsingsvifte gir motsatt effekt og kan presse branngassene ut i resten av bygget.

Luftinntaket plasseres som regel lavt, nær gulvet, og avtrekket høyt, nær taket. Hydrogen og andre lette gasser samler seg der. Gassammensetningen og oppdriften kan variere underveis i en termisk hendelse, så det bør vurderes avtrekk både høyt og lavt. Utslippet bør føres direkte til friluft, ikke gjennom byggets øvrige ventilasjonsanlegg, og med tilstrekkelig avstand til dører, vinduer, rømningsveier og ventilasjonsinntak.

Vifta står selv i en atmosfære som kan være brennbar og dermed utgjøre en tennkilde. Valg av vifte, plassering og styringslogikk skal derfor inngå i risikovurderingen.

Litium-ionebatterier avgir ikke gass under normal drift, til forskjell fra ventilerte blybatterier. Gassen oppstår bare ved en termisk hendelse, som er en unormal hendelse.

Ved en termisk hendelse vil det utvikles brennbare gasser som hydrogen, karbonmonoksid og metan, i tillegg til giftige gasser som hydrogenfluorid. Sammensetningen varierer med batteritype, ladetilstand og hvor i forløpet gassene frigjøres.

Det er et krav om at batterisystemet ikke skal ha tennkilder på steder der hydrogenkonsentrasjonen kan overstige 4%.

For ventilasjon stiller ikke veilederen krav om Ex-utførelse. En vifte som skal gå under en hendelse kan stå i en atmosfære som kan være brennbar og selv kan utgjøre en tennkilde. Valg av vifte, plassering og styringslogikk skal inngå i risikovurderingen.

HF (hydrogenfluorid) kan dannes i den termiske hendelsen, fra den fluorholdige elektrolytten i cellene. Veilederen fører opp HF som en av branngassene i kapittel 3.2.2, og er en av grunnene til at avstand, ventilasjon til friluft og evakuering er sentrale tiltak.

 Vann stopper ikke en termisk hendelse som er i gang, men kjøler naboceller og begrenser spredning, og dermed hvor mye som totalt avgasses. Slokkevannet vil inneholde tungmetaller, fluorforbindelser og andre miljøskadelige stoffer. Avrenning og nærhet til sårbart miljø bør inngå i kartleggingen og plasseringsvurderingen. (kapittel 2.1 og 3.2.6)

Innsatsen og slokkestrategien ligger utenfor veilederens virkeområde. For risikovurdering og håndtering av brann i litium-ionebatterier tilpasset brann- og redningsetatene vises det til DSB sin veileder.

Det handler først og fremst om sikkerhet, ikke effekt. Lave temperaturer i seg selv reduserer tilgjengelig kapasitet der og da, men ikke permanent. Lading i minusgrader derimot, kan være skadelig for noen batterianlegg. Litium avleires som metall på anoden i stedet for å tas opp i materialet, som kan skade separatoren, gi intern kortslutning i battericellen og dermed termisk hendelse. Skaden vil da være permanent. 

Det er altså ladingen som er kritisk. Et batteri tåler å stå kaldt og kan utlades, men skal som regel ikke lades under 0 °C. BMS skal normalt sperre lading utenfor produsentens temperaturområde, men dette bør verifiseres.

Noen stasjonære litium-ionebatterier er spesifisert for rundt 10-30 °C. Merk at datablad ofte oppgir to temperaturer: omgivelsestemperatur, altså hva kapslingen tåler, og driftstemperatur, altså hva batteriet kan operere i. Differansen dekkes av oppvarming, og flere systemer har dette innebygd. Tåler ikke systemet lave temperaturer, skal det etableres temperaturkontroll med overvåking og eventuell oppvarming.

10-30 °C er ikke en anbefalt temperatur, men en opplysning om hva mange stasjonære litium-ionebatterier er spesifisert for. Mange produkter tåler ikke norske utetemperaturer, og det må derfor kontrolleres per produkt. Produsentens angitte driftsområde og grenseverdier skal uansett legges til grunn.

Du har rett i at det er forskjell på hva batteriet tåler og hva som er optimalt. Høy temperatur akselererer aldringen, og veilederen fører opp dette som en ytre påvirkning med tiltak: temperaturkontrollert rom, isolert kapsling, aktiv kjøling, og plassering på skyggeside eller med overbygg ved utendørs installasjon. Et anlegg som ligger i øvre del av driftsområdet over tid, vil aldres raskere enn ett som ligger midt i.

Veilederen setter ingen anbefalt driftstemperatur, fordi den varierer mellom produkter. Produsentens egne data er grunnlaget.

Det er ladingen som kan være sperret under 0°C, ikke drift. Batteriet tåler å stå kaldt, kan lades ut, mens BMS skal sperre eller begrense lading utenfor produsentens temperaturområde. Konsekvensen vil da være at anlegget ikke lader på de kaldeste dagene, ikke at det tar skade. Det finnes i dag flere batterisystemer som er bygget for nordiske forhold, med isolert kapsling og intern oppvarming som holder cellene innenfor driftsområdet når det er minusgrader ute.

Garasjer som er innebygd eller står inntil oppvarmet bygningsmasse ligger ofte over 0°C gjennom vinteren. En frittstående, uisolert garasje gjør det som regel ikke. Er garasjen kald og man ønsker full utnyttelse om vinteren kan det velges et system med innebygd oppvarming, eller etableres temperaturkontroll med overvåking.

Merk at garasjeanlegg utløser et annet hensyn: risiko for mekanisk skade fra kjøretøy. Veilederen anbefaler påkjørselsvern eller fysiske barrierer der batteriet står utsatt for dette.

En elbil som står ute i kulde lader ikke de kalde cellene direkte, bilen varmer batteriet først. Derfor kan hurtiglading gå tregere i kulde.

Både elbiler og stasjonære batterisystemer kan løse dette på samme måte med oppvarming. Forskjellen er at elbiler har dette som standard, mens det for stasjonære anlegg må kontrolleres mot produsentens dokumentasjon.

Selve cellene tar normalt ikke skade av å stå kaldt så lenge de ikke lades. Ved -20°C til -30°C kan man likevel være utenfor det mange systemer er spesifisert for, også som lagringstemperatur. Da kan det være produsentens garanti eller sikkerhetsdokumentasjon ikke lenger gjelder. Det må derfor kontrolleres mot produsentens angitte grenseverdier, ikke bare mot driftstemperaturen.

Ved slike temperaturer vil mange batterianlegg ikke kunne lades opp, ved at BMS sperrer lading utenfor temperaturområdet. I kalde strøk bør man velge et system med innebygd oppvarming, eller etablere temperaturkontroll i rommet.

Kravet er at nødstopp og manuell frakobling skal være lett tilgjengelig og tydelig merket, og frakoblingsbrytere, fordeling, tilknytningsskap og tilførselskurs merkes etter fel §32. Det skal tydelig fremgå for brann- og redningsmannskap hvor man kobler fra, og eventuelt om solceller er direkte koblet til batterisystemet. I praksis taler mye for plassering utenfor rommet. Ved en termisk hendelse skal man ikke måtte inn i batterirommet for å koble fra.

Ombruk av elbilbatterier er mulig, men stiller krav som i praksis gjør det til produsentvirksomhet og ikke installatørarbeid.

Det kreves dokumentasjon på celletilstand fra anerkjent produsent eller leverandør, og at cellene er målt og tilpasset hverandre. Uten slik dokumentasjon bør brukte batterisystemer ikke benyttes.

Begge kan benyttes, de beskriver ulike ting. Ah er ladning, kWh er energi, og sammenhengen er Wh = Ah × spenning. Ah alene sier ingenting om lagret energi før spenningen er kjent.

Nei, veilederen er ikke bindende. Den innfører ikke nye krav og konkurrerer ikke med standarder. Formålet er å forklare hvordan gjeldende krav kan oppfylles og peke på relevante forskrifter og standarder.

Lover og forskrifter som fel og TEK17 er juridisk bindende, mens standarder og veiledninger i utgangspunktet er frivillige å følge. Fel viser til NEK 400 som anerkjent metode, og DSB angir at fel, veiledning til fel og NEK 400 samlet sett utgjør minimumskravet til elsikkerhet i elektriske lavspenningsinstallasjoner. Velges det alternative løsninger, må det dokumenteres at sikkerhetsnivået er minst like høyt som standarden beskriver.

Transportdokument (fraktbrev) etter ADR fra leverandøren, og batteriet må være forskriftsmessig emballert og kolliet merket. Ved 100 kg er man godt under grensen på 333 kg samlet nettomengde, så ADR-kompetansebevis for sjåfør og oransje faremerking av kjøretøyet kreves ikke.

Ja. Dokumentet viser hva som fraktes og i hvilken mengde, og er det nødetatene forholder seg til ved en ulykke. Merk at 333 kg er samlet nettomengde på transportenheten, ikke vekten av det enkelte batteriet. Kjører du flere batterier samtidig, summeres de.