Mijn Thuis-batterij

11. Normen, Regelgeving & Veiligheid.

Meestal bevind de meterkast zich bij de hoofdingang van de woning.
Bij een calamiteit moet de gehele woning met maximaal 2 handelingen volledig spanningsloos gemaakt kunnen worden.

Naast de hoofdschakelaar die in elke groepenkast zit, heb ik nog een accu schakelaar geplaatst, de inbouw-knop heb ik bij Amazone besteld en de behuizing geprint. Normaal zit deze schakelaar (deze is 200A) tussen de Multiplus-II en de accu, maar de MP-II heeft ook een verbreek aansluiting die bij een onderbreking de installatie geheel uitschakelt. Ik ga ook op zolder bij de installatie nog zo’n knop plaatsen, doordat het een verbreek contact is kunnen deze in serie worden aangesloten.

Sluit de thuis-batterij altijd aan zoals de fabrikant het voorschrijft.

Onderstaande beschrijving van de het aansluiten van de AC, betreffende een Victron MultiPlus-II.

Mijn AC schema ziet er zo uit:

Bovenstaande plaatje laat zien hoe een “Omschakelaar” word opgenomen in
een thuis-batterij oplossing. Bij werkzaamheden aan de installatie kan deze schakelaar worden omgezet, het woonhuis word dan omgeleid direct naar het net (Grid). Wanneer dan ook de “AC Hoofdschakelaar” word uitgezet en de noodschakelaar op “OFF” word gezet is de installatie (AC zijdig) geheel veilig om aan te werken.

Net als PV installaties moeten ook thuis-batterij systemen worden aangemeld bij
https://www.energieleveren.nl/ dat is verplicht.

Een thuis-batterij moet aan een aantal eisen voldoen:

  • RFG-eisen (De omvormer moet voldoen aan de RfG (Requirements for Generators) normen.
  • Moet verplicht een “CE” markering hebben.

Victron systemen voldoen aan bovenstaande eisen:
RFG
CE

De thuis-batterij en de NEN1010:
De NEN 1010 bevat specifieke bepalingen voor de installatie van thuisbatterijen. Deze bepalingen hebben betrekking op: 

  • Selectiviteit:De thuisbatterij moet zo worden aangesloten dat deze niet zorgt voor het onnodig uitschakelen van andere groepen in de installatie. 
  • Kabeldiktes:De gebruikte kabels moeten geschikt zijn voor de stroom die door de batterij wordt geleverd en verbruikt. 
  • Aarding:De thuisbatterij moet correct geaard zijn om de veiligheid te waarborgen. 
  • Overbelasting: De installatie moet zo worden ontworpen dat de thuisbatterij geen overbelasting van de meterkast of andere installatieonderdelen veroorzaakt. 
    Een normaal woonhuis en groepenkast is afgestemd op een maximale hoofdzekering van 35A. In de meeste gevallen zullen de aardlekschakelaars dan ook een maximale stroom van 40A kunnen verdelen. Wanneer er een grotere stroom da 40A door de aardlekschakelaar gaat lopen, kan deze defect gaan of zelfs brand veroorzaken. Een (grote) thuisbaterij al dan niet in combinatie met een PV installatie, kan veel meer stroom opwekken dan de 40A van de aardlekschakelaar, groepenkast en huis-bekabeling dan dat deze aankan. Om deze ongewenste situatie te voorkomen word een “rem-automaat” voor de aardlekschakelaar geplaatst, dit is een normale installatieautomaat van 40A.
  • Temperatuur: De temperatuur in de meterkast en bij de batterij mag niet te hoog oplopen. 

Lees ook eens het volgende Document

====================================================

PGS37-1 & PGS37-2:

De PGS 37-1 en 37-2 zijn cruciale richtlijnen voor de veilige opslag en behandeling van gevaarlijke stoffen in Nederland. Deze richtlijnen zijn ontworpen om de risico’s voor mens en milieu te minimaliseren. Ze bieden een kader voor bedrijven om aan de wettelijke eisen te voldoen. In dit artikel gaan we dieper in op de belangrijkste aspecten van de PGS 37-1 en de PGS 37-2.

Sinds kort is er een nieuwe regelgeving, de “PGS37-1”, in principe is deze alleen voor bedrijven maar het kan nooit kwaad om daar rekening mee te houden.
Immers hoe veiliger, hoe beter.
Hier vind je meer over deze Regelgeving

Een paar filmpjes van Harold over dit onderwerp:
Voor deel 1, zie deze Video video.
en voor het tweede deel, zie deze Video

Uittreksels van de PGS37-1:

De PGS-37 richtlijnen zijn van toepassing op lithium-houdende EOS’en (energieopslagsystemen) met een capaciteit van meer dan 20 kWh (kiloWatt-uur). Verder staat in PGS-37 expliciet dat de richtlijnen niet gelden voor particuliere systemen, echter met de toevoeging dat ’voor een EOS met een energieopslagcapaciteit groter dan 20 kWh wordt aanbevolen de maatregelen uit deze PGS wel toe te passen

Ondanks het gebrek aan verplichte normen voor thuisbatterijen kleiner dan 20 kWh zijn er wel ‘gezond-verstand’-maatregelen te noemen waaraan we de installatie willen laten voldoen. We noemen er een aantal:

  • De thuisbatterij niet in een vluchtweg plaatsen. Hoewel thuisbatterijen extreem veilig zijn en niet vanzelf in brand zullen vliegen, kunnen ze wel een hoop energie bevatten. Mocht er in een woning brand uitbreken, dan zal de thuisbatterij dankzij de metalen behuizing niet snel vlam vatten. Maar als het toch gebeurt, dan kan de energie die erin is opgeslagen ervoor zorgen dat de bestaande brand nog een graadje erger wordt. Daarom willen we niet dat het toestel een vluchtweg zou kunnen blokkeren. Dus: niet in de gang, niet bij een trap, niet bij een uitgang naar buiten.
  • Thuisbatterijen zijn zwaar: een volledig systeem weegt al snel enkele honderden kilo’s. Een voorwaarde voor installatie is dat de ondergrond of muur het gewicht kan dragen, en dat de vloer vlak is. 
  • Als de batterij in een kelder wordt geplaatst, moeten we zeker zijn dat er geen kans is op overstroming: batterijen kunnen slecht tegen water en we willen risico op kortsluiting vermijden.
  • Hoewel de batterijcellen stevig verpakt zitten in een metalen behuizing, willen we toch voorkomen dat er met kracht tegenaan gestoten kan worden. Bij plaatsing in een garage bijvoorbeeld moet de locatie zodanig worden gekozen dat een auto niet per ongeluk tegen de batterij aan kan rijden.
  • Batterijen gaan langer mee als de omgevingstemperatuur relatief constant is en niet te heet. Sommige batterijen (maar lang niet allemaal) mogen buiten worden geplaatst, maar ze moeten dan wel onder een afdak staan en niet in de volle zon.
  • Om zeker te zijn dat batterijen altijd de meest recente firmware hebben èn om eventuele afwijkingen in de batterijen snel op te sporen voordat er een probleem zou kunnen ontstaan, is het belangrijk om altijd een stabiele internetverbinding met de thuisbatterij te hebben.

Richtlijnen voor grotere batterij systemen

Zoals gezegd volgen we voor systemen groter dan 20 kWh de richtlijnen van de PGS-37. Dit is een hele lijst met maatregelen voor de ruimte waarin de batterijen zich bevinden. We noemen er een aantal:

  • Brandwerendheid 60 minuten. Dat betekent dat de ruimte waarin de batterijen staan opgesteld, afgesloten moeten zijn met een brandwerende deur die minstens 60 minuten lang brand tegenhoudt. Als de batterij zich op een hoogte van meer dan 12 meter vanaf de grond bevindt, moet die brandwerendheid 120 minuten zijn
  • Aangezien er bij brand giftige dampen vrij kunnen komen, moet er een ventilatiesysteem in de ruimte aanwezig zijn
  • Ook moet er een meting van CO (koolmonoxide) en H2 (waterstof) in de ruimte plaatsvinden
  • Er moet een brandbeheerssysteem aanwezig zijn
  • Er moet een noodstopvoorziening zijn
  • Vluchtwegen voor personen moeten minstens 3 meter verwijderd zijn van toegang tot de EOS ruimte
  • Leidingen voor hemelwater, rioolwater, drinkwater mogen niet door de ruimte lopen waar het EOS is geplaatst
  • Er moet een noodplan zijn en een registratiesysteem met o.a. een logboek over de (jaarlijkse) inspecties

Thermal runaway in een lithium-ion batterijpakket

Dit fenomeen is het risico bij oudere lithium cellen “Li-Ion” welke bijvoorbeeld in elektrische-fietsen worden gebruikt.

Zie deze Video voor een voorbeeld en zeer goede uitleg over een “thermal-runaway”.

Voor thuis-batterijen maken we meestal gebruik van “LiFePo4” dit is ook een Lithium cel maar in tegenstelling tot een “Li-Ion” is dit een hele stabiele accu technologie. De “Li-Ion” is een zeer onstabiele accu cel en heeft niet veel nodig om tot zelfontbranding over te gaan, bijvoorbeeld een fiets-accu die gevallen is heeft een grote kans om over te gaan tot zelf ontbranding bij bijvoorbeeld laden.

Hier is een test met een LiFePo4 waarbij iemand een schroef in een cel schroeft, je ziet wel veel (giftige) rook maar geen vuur, ook komen de overige cellen niet tot ontbranding. Als dit in een huis zou gebeuren is het van belang om gauw het pand te verlaten (daarom moet een thuis-batterij ook nooit in een vlucht-gang worden geplaatst. Na goed luchten zal de woning verder vaak ongeschonden blijven, voor video klik Hier. Bij een LiFePo4 zal een “Thermal Runaway” ook praktische nooit voorkomen.

En hier een voorbeeld van het laden van een beschadigde “Li-Ion” cel, klik Hier

Voor het maken van een goede en veilige thuis-batterij is het van belang om goede LiFePo4 cellen te gebruiken, bijvoorbeeld van Eve of Catl, en met een klasse van Grade-A of Grade-B maar gebruik nooit Grade-C. Grade-A zijn de duurste en beste cellen, maar bezuinig niet op de kwaliteit. Ik gebruik zelf de beproefde “Eve MB31” single Stud Grade-A.

Balanceer regelmatig je accu cellen en controleer regelmatig of er geen grote afwijkingen zijn tussen de onderliggende cellen. De BMS zal dit proces bewaken maar controleer zelf af en toe de BMS. Een belangrijke parameter is het verschil tussen de cel met de minste en de cel met de meeste voltage. De maximale spanning van een LiFePo4 mat maximaal 3.6 volt en de minimale mag maximaal 2,5 volt zijn.

Ik gebruik een Jk-BMS, en de status pagina geeft alles mooi weer.

De parameter “Cell Volt. Diff.” geeft het gemeten verschil in voltage tussen de leegste en de volste cel weer. De temperatuur is natuurlijk ook van belang.
de BMS meet de spanning van elke afzonderlijke cel. Dit waarborgt de veiligheid van de accu. De BMS zit via de CAN-bus op de victron installatie aangesloten. Wanneer de BMS iets afwijkend ’s ziet, zal deze direct de Victron installatie dit laten weten en deze zal direct stoppen en in BYPASS gaan. verder zal er een melding op het scherm worden getoond en de VRM zal een bericht gaan versturen.

Kijk eens naar de YouTube video van Toby over veiligheid, klik Hier.
of voor deel 1 van Harold, klik Hier en voor deel 2, klik Hier.

====================================================

Gewicht.

De draagkracht die de vloer kan dragen varieert tussen de 150kg en de 500kg per m2. Gemiddeld tussen de 200kg en de 350kg per m2 bij een betonnen constructie.
Bij een houten constructie is dat 150kg tot 200kg per m2.

Een LiFePo4 cel weegt ongeveer 5,5kg, 16 stuks wegen dan 88kg en daar komt dan ook de zware kast bij. Je moet er van uitgaan dat een thuis-batterij al gauw 110 weegt.
Bij het plaatsen van meerdere thuis-batterijen kan de maximale gewicht wat de vloerconstructie mag hebben al gauw worden overschreden.