W 1850 roku niemiecki fizyk Wilhelm Josef Sinsteden opracował pierwszy akumulator kwasowo-ołowiowy. W kolejnych latach, wraz z rozwojem gospodarczym i nastawieniem na efektywne przechowywanie energii udoskonalano tę technologię. Do dzisiaj jest to jeden z najpopularniejszych rodzajów akumulatorów elektrycznych. Wiążą się z nim jednak pewne zagrożenia. Jakie? Na początek kilka zdań na temat procesu ładowania.
Proces ładowania polega na podłączeniu akumulatora do źródła prądu stałego (zasilacza) i w zależności od pojemności baterii, czas może trwać od kilku do kilkunastu godzin. Podczas ładowania napięcie ogniwa wzrasta, gęstość oraz poziom elektrolitu rośnie (wtedy należy dolewać wodę destylowaną, uważając aby nie przelać cel akumulatora i niepotrzebnie rozrzedzić elektrolitu). Po przekroczeniu napięcia 2,4V zaczyna się rozkład wody na tlen i wodór (gazowanie akumulatora), natomiast po osiągnięciu 2,5V następuje proces przeładowania i wydzielenie dużych ilości wodoru.
Wodór w połączeniu z powietrzem atmosferycznym tworzy mieszaninę wybuchową, zwaną dawniej „powietrzem grzmiącym”, która może eksplodować pod wpływem iskry elektrycznej powstałej przy odłączaniu zacisków prostownika od akumulatora lub gdy jest zbyt luźne połączenie klem, co może powodować iskrzenie i ich zapalenie. W czasie ładowania wydzielane jest również ciepło, które przy temperaturze powyżej 40°C działa szkodliwie na płyty akumulatora, ale również może powodować dodatkowe zagrożenie, jeżeli w pobliżu będą znajdowały się materiały palne.
Rodzi się więc pytanie – co można, a nawet należy zrobić, aby ograniczyć możliwość wystąpienia pożaru obiektów, w których znajdują się akumulatorownie wózków widłowych?
Najbardziej skuteczną metodą ograniczenia zagrożenia jest wybudowanie wydzielonego pożarowo pomieszczenia. Jednak w przypadku braku możliwości technicznych i przestrzennych, rekomenduje się następujące rozwiązania:
- jeżeli stanowisko zabezpiecza ładowanie więcej niż 5 akumulatorów, powinno zostać wyposażone w mechaniczny wyciąg w taki sposób, aby ładowanie nie było możliwe bez uprzedniego włączenia wentylacji. Sprawny system wentylacyjny powinien mieć usytuowane otwory nawiewne nisko (najlepiej tuż nad posadzką), natomiast otwory wywiewne w jak najwyższym punkcie pomieszczenia;
- integralną częścią wentylacji mechanicznej jest system wykrywania niebezpiecznego stężenia wodoru w pomieszczeniu (detekcja wodoru). Najprostsze rozwiązania wyposażone są w jednoprogowy detektor zintegrowany we wspólnej obudowie z centralką, sygnałem dźwiękowym i świetlnym, czasami również z przekaźnikiem umożliwiającym realizację dodatkowych funkcji;
- wykonanie Oceny Zagrożenia/Ryzyka Wybuchem, Dokumentu Zabezpieczenia Przed Wybuchem dla obszaru akumulatorowni, ze strony której może powstać zagrożenie wybuchem związane z wydzielaniem się wodoru podczas ładowania. Zaleca się wprowadzenie w życie ustaleń zawartych w przedmiotowych dokumentach, które powinny jednoznacznie wskazywać na obecność lub nie stref zagrożenia wybuchem i ich zasięg;
- oddzielenie stanowisk od materiałów palnych (magazynowanego mienia, kartonów, folii) za pomocą ekranu wykonanego z materiałów niepalnych (np. ognioodporna płyta g-k, blacha stalowa o grubości co najmniej 3 mm). Ekran powinien zabezpieczać miejsce ładowania do wysokości co najmniej 1 m powyżej gniazda zasilającego w pionie oraz na całą głębokość przyległego składowiska. Urządzenia do ładowania powinny być umieszczone na niepalnej podstawie lub zamocowane do konstrukcji budynku. W przypadku budynków o konstrukcji zawierającej panele warstwowe z palnym rdzeniem izolacyjnym (styropian, poliuretan, PIR) stanowiska ładowania należy lokalizować w części budynku o konstrukcji niepalnej. W przypadku, gdy nie jest to możliwe, należy zachować bezpieczny odstęp od paneli – min. 200 mm;
- osprzęt elektryczny stanowiska powinien zostać zabezpieczony bezpiecznikiem co najmniej o znamionowym prądzie zwarcia IΔN≤0,5A;
- akumulatory ładowane poza specjalnie przystosowanymi i zabezpieczonymi pomieszczeniami lub pozbawione stałego dozoru (jak np. dozór telewizji przemysłowej) nie powinny być ładowane poza godzinami pracy;
- urządzenia służące do ładowania, wentylacja mechaniczna, detektory wodoru powinny być okresowo poddawane badaniom, kalibracjom oraz konserwacjom zgodnie z zaleceniami producenta. Badania należy dokumentować a ich wyniki archiwizować.
Niezwykle istotnym działaniem prewencyjnym jest zapobieganie powstawaniu źródeł zapłonu!
Jeżeli interesują Was dodatkowe informacje dotyczące tego projektu, zapraszamy do kontaktu z Kamilem Zembrzuskim: Kamil.Zembrzuski@warta.pl.
Literatura źródłowa:
– Główną normą, która znajduje zastosowanie w pomieszczeniach akumulatorowni jest norma PN-EN 62485-3:2014-12 „Wymagania bezpieczeństwa dotyczące akumulatorów i ich instalowania – Część 3: Akumulatory trakcyjne”. Ma ona zastosowanie do ogniw wtórnych (akumulatorów) i ich instalacji stosowanych w pojazdach elektrycznych. Niniejsza norma obejmuje akumulatory kwasowo-ołowiowe, niklowo-kadmowe, niklowo-wodorkowe, oraz inne akumulatory alkaliczne. Opisuje podstawowe środki bezpieczeństwa stosowane w przypadku zagrożeni generalnie związanych z elektrycznością, emisją gazów i elektrolitami. Przedstawia wymagania dotyczące bezpieczeństwa związanego z instalowaniem, użytkowaniem, kontrolą, serwisowaniem oraz postępowaniem ze zużytymi akumulatorami;
– Dz.U.10.109.719 z późniejszymi zmianami w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów;
– Dz.U. 2010.138.931 z późniejszymi zmianami w sprawie minimalnych wymagań, dotyczących bezpieczeństwa i higieny pracy, związanych z możliwością wystąpienia w miejscu pracy atmosfery wybuchowej;
