EW04 Omslag 600
November/December 2020

Nieuwe norm veilige bedrijfs­voering batterijopslagsystemen

Hot topic

44 01

Batterij-energieopslagsystemen worden steeds belangrijker om de vraag en het aanbod van energie te reguleren. Ontwikkelingen op dit gebied vinden kleinschalig plaats in de woning, maar ook in de wijk met de zogenaamde buurtbatterij. Voor deze laatste vormt Nen 4288 ‘Bedrijfsvoering van batterijopslagsystemen’ de nieuwe norm.

Door de steeds gunstigere prijs, de ontwikkeling van nieuwere batterijen en de wens om plaatselijk energieopwekking en -vraag op elkaar af te stemmen, wordt verwacht dat er steeds meer batterij-energieopslagsystemen zullen worden toegepast. Werkzaamheden aan of nabij deze systemen heeft echter bijzondere risico’s. Als aanvulling op Nen 3140 ‘Bedrijfsvoering van elektrische installaties’ (deel laagspanning), is daarom Nen 4288 ontwikkeld. Deze norm stelt eisen aan de veiligheid, de bediening en de prestaties van een batterij-energieopslagsysteem, kortweg Beos genoemd. Nen 4288 is van toepassing op elk Beos met een vermogen groter dan 25 kWh. Meerdere accucellen in serie en parallel, zoals toegepast in een Beos, kunnen behoorlijk wat energie opslaan. Maar als in het systeem kortsluiting ontstaat, dan komt deze energie in een fractie van een seconde vrij. De energierijke vlambogen die daarbij kunnen ontstaan zijn gevaarlijk. Ook het vrijkomen van gevaarlijke stoffen is een risico. De norm richt zich dan ook op het voorkomen van gevaarlijke situaties door eisen te stellen aan het systeem, het werken hieraan, waarschuwingspictogrammen, documentatie en de beheerorganisatie.

Het systeem

Volgens Arbobesluit, bepaling 3.5, is werken aan elektrische installaties onder spanning verboden. De uitzondering hierop is zelden van toepassing. Deze uitzondering luidt: ‘De dringende noodzaak moet worden aangetoond, een uitdrukkelijke opdracht moet zijn verstrekt, de installatie moet geschikt zijn om onder spanning te werken en de medewerker moet voor de werkzaamheden onder spanning bevoegd zijn gesteld en geoutilleerd’. Om werken aan een Beos mogelijk te maken, moet (een zo groot mogelijk gedeelte) van het systeem zijn veilig te stellen, bijvoorbeeld de schakel- en verdeelinrichting in het systeem en de verbindingen naar andere AC- en DC-systemen. Nen 3140, bepaling 6.2, beschrijft hiertoe de vijf essentiële eisen: scheiden (van alle actieve delen), beveiligen tegen opnieuw inschakelen, controleren op spanningsloosheid, aarden en kortsluiten en actieve delen afschermen. Echter, bij het werken aan de batterijconfiguraties is dit onmogelijk. De Arbowet en Nen 3140, bepaling 6.3, stellen dat medewerkers die hieraan werkzaamheden onder spanning verrichten (en wellicht in een Atex-zone) specifiek moeten worden getraind en geoutilleerd voor het werken aan deze systemen. Dit vereist dus een specifiek opleidingsprogramma gericht op (werkzaamheden in) het systeem om incidenten te voorkomen.

Waarschuwingssymbolen

Bij een Beos moet de leverancier veiligheidsinformatie verstrekken. Dit geeft de beheerder, de gebruiker, de monteur en eventuele hulpverleners informatie over de wijze waarop moet worden gehandeld. De technische kenmerken van het Beos en de gevaren moeten kenbaar worden gemaakt op het typeplaatje. Een specifiek pictogram waarschuwt de gebruiker.

Organisatie

Het Arbobesluit, bepaling 3.4, stelt eisen aan het beheer van de elektrische installatie. Zo is het verplicht dat de installatie zodanig is ingericht, aangelegd en wordt onderhouden en gekenmerkt, dat een veilig gebruik van elektriciteit zo goed mogelijk is geregeld. Ook moeten schema’s, tekeningen en overige informatie actueel en voorhanden zijn. Dit geldt ook voor het Beos. Om dit te waarborgen moet het Beos worden beheerd door een installatieverantwoordelijke (Nen 3140, bepaling 4.3). Omdat bij een calamiteit de brandweer op de hoogte moet zijn van de specifieke gevaren, moet de veiligheidsregio worden ingelicht zodat een adequaat aanvalsplan kan worden opgesteld. De nieuwe PGS-richtlijn (publicatiereeks gevaarlijke stoffen) geldt bijvoorbeeld ook voor lithium-ion batterijen.

 methoden

 normen en namen van testen

 1. Nen-EN-IEC 61482-1-1

 open arc-testmethode (met name voor de Amerikaanse markt):
ATPV-test: te beproeven PBM wordt geplaatst nabij een vlamboog (8 kA 50 - 1.500 ms). De Arc Thermenal Protection Value (ATPV) wordt dan bepaald in Cal/cm2. In de ATPV is de klasse-indeling (category) gebaseerd op 50 procent kans op een tweedegraads brandwond.

  2. Nen-EN-IEC 61482-1-2

 box testmethode (met name voor de Europese markt):
Te beproeven PBM wordt geplaatst op 30 cm van een box waar een vlamboog uit komt. De test kent twee niveau’s:
• klasse 1, 4 kA/0,5 s (135 kJ/m2)
• klasse 2, 7 kA/0,5 s (423 kJ/m2)
De indeling in de twee klassen is zodanig dat een lichaamsdeel dat door het beproefde PBM wordt beschermd, in de bijbehorende klasse geen tweedegraads brandwonden oploopt.

Specifieke gevaren

Als door werkzaamheden onder spanning een kortsluiting wordt gemaakt, dan ontstaat een vlamboog. De waarde van de kortsluitstroom wordt bepaald door de open spanning en de inwendige weerstand van de (combinatie van) batterijen. De energie die bij de kortsluiting vrijkomt (in de vorm van warmte) wordt ook bepaald door de (afschakel-)tijd. De afstand van bijvoorbeeld een hand tot de plaats waar de kortsluiting plaatsvindt, bepaalt de mate van de energie die op het lichaam slaat en daarmee een eventueel letsel. Als grenswaarde voor de energie die geen ernstig letsel veroorzaakt, wordt in het algemeen 1,2 cal/cm2 genomen. Voor het bepalen van de veilige afstand of de juiste bescherming (PBM) kan gebruik worden gemaakt van twee berekeningsmethoden: NFPA 70E en BGI 5188. Een programma waarin parameters kunnen worden ingevuld om de vlamboogenergie op een bepaalde afstand te berekenen, is de Arctherminal Performance Value (ATPV) of de Incident Energy Limit (ELIM). Ook Nen 4288 bevat voorbeelden voor het bereken van een veilige afstand tot de kortsluitplaats. Maar de praktijk is dat deze afstand (bijvoorbeeld 1 m) bij werken vaak niet kan worden aangehouden. Een passende bescherming tegen vlambogen is daarom meestal vereist. Nen 3140, bijlage G, verwijst naar normen waarin staat beschreven hoe een juist PBM ter bescherming tegen vlambogen kan worden geselecteerd. Daarin worden onder andere de normen genoemd die staan vermeld in tabel 1. Door van een Beos de specifieke vrijkomende energie te bepalen, kan mogelijk passende bescherming worden geselecteerd. Maar bedenk dat het voorkomen van een vlamboog natuurlijk altijd beter is!

Tot slot

Bij een Beos moet ook rekening worden gehouden met het vrijkomen van gevaarlijke stoffen die ook letsel en milieugevaar kunnen veroorzaken. De leverancier van het systeem of de accu’s moet hierover informatie verstrekken.

Meer informatie over het werken aan een Beos is te vinden in de normen: Nen 4288 en Nen 3140.

Tekst: Anton Kerkhofs
Fotografie: Industrie

Lees meer artikelen in het dossier Beveiliging