Sabit Bataryalı Enerji Depolama Sistemleri İçin
Standartlardaki  
Batarya Güvenlik Deneylerine Genel Bakış 
Bölüm-1 

Yazarlar
Hildebrand, S. Eddarir, A. Lebedeva, N.
 

Aşağıdaki JRC Teknik Raporu Avrupa Birliği  web sitesindeki orjinal İngilizce versiyonundan  alınarak  ETP Enerji Depolama  Çalışma Grubumuzdan Sabri Günaydın  tarafından yapay zeka çeviri yazılımları kullanarak Türkçe'ye çeviri yapılmış , kontrol edilerek düzenlenmiştir.Rapor bölümler halinde yayınlanacaktır.

Kaynak: https://publications.jrc.ec.europa.eu/repository/handle/JRC135870
(Rapor Tarihi 01.02.2024 )  Bu yayın tüm hakları saklı olmak üzere telif hakkıyla korunmaktadır. 

Avrupa Birliği Yayınlar Ofisi'nin, JRC Teknik Rapor yazarlarının Türkçe çeviri ile ilgili sorumluluğu yoktur. ETP  Türkçe çeviri ve düzenleme sorumluluğunu üstlenir.

Türkçe çeviride  göreceğiniz olası hataları " iletisim@etp.com.tr "  adresine e-posta göndermenizi rica ederiz. 

Bu raporun ETP Portalımızda yayını ile ilgili bize izin veren , destek ve kılavuz olan   Avrupa Birliği Yayınlar Ofisi'nden Mr. Brian Killeen 'e  teşekkür ederiz. 

 

Teşekkür

Yazarlar, bu raporu dikkatle inceleyen Marc Steen ve Andreas Pfrang'a ve kapak sayfasını tasarlayan
Bağdagül Tan'a teşekkür eder.

Bay W. Hao (Çin Otomotiv Teknolojisi ve Araştırma Merkezi (CATARC), Çin), Bay A. Nilar (Avustralya Hükümeti, Avustralya), Bay D. Kutschkin (Avustralya Hükümeti, Avustralya), Bay S. Spencer (Avustralya Hükümeti, Avustralya) ve Bayan L. Rasmussen (Avustralya Hükümeti, Avustralya), Bay A. Murdoch (Energy Safe Victoria, Avustralya), Bay N. Agarwal (Bureau of Indian Standards and Government of India, Hindistan), Bay M. M. Desai (The Automotive Research Association of India, Hindistan), Bay B. Moon'a (Korea Automobile Testing & Research Institute (KATRI), Kore) bu ülkelerdeki ulusal standartlar konusunda teşekkür ederiz.

Yazarlar
Hildebrand, S.
Eddarir, A.
Lebedeva, N.


 

Özet

Bataryalar ve atık bataryalarla ilgili yeni onaylanan (AB) 2023/1542 sayılı Yönetmelik [1], diğerlerinin yanı sıra, birçok batarya türünü ve uygulamalarını kapsayan bataryaların performansı, dayanıklılığı ve güvenliği için asgari gereklilikler belirlemektedir. Şimdiye kadar herhangi bir Avrupa güvenlik yönetmeliği kapsamında yer almayan sabit batarya enerji depolama sistemleri (SBESS) için bataryaların bir dizi güvenlik deneyine uyması gerekecektir. SBESS için asgari güvenlik gerekliliklerini ortaya koyan bir veya daha fazla uyumlaştırılmış standart geliştirmek üzere CEN/CENELEC'e bir standardizasyon talebi sunulmuştur. Uyumlaştırılmış standartlara göre deney edilen bataryaların Yönetmeliğin (gerekliliklerine) uygun olduğu varsayılmaktadır.

Sabit batarya enerji depolama sistemlerine yönelik bataryalar için mevcut güvenlik standartlarına ilişkin bu genel bakış, bataryalar ve atık bataryalara ilişkin Yönetmelikte istenen bazı güvenlik deneylerini içeren ve düzenleyici deneylerin geliştirilmesi için iyi bir temel oluşturan bir dizi standardın mevcut olduğunu göstermektedir. Bununla birlikte, standartların hiçbiri Yönetmelikte listelenen tüm deneyleri kapsamamaktadır. Mevcut rapor, çeşitli mevcut standartlardaki güvenlik deneylerinin karşılaştırmalı bir analizini sunmakta ve ele alınması gereken boşlukları belirlemeye çalışmaktadır.

 

1    Giriş

Bataryalar ve atık bataryalara ilişkin yeni onaylanan 2023/1542 sayılı (AB) Yönetmeliği [1], diğerlerinin yanı sıra bataryaların performansı, dayanıklılığı ve güvenliği için asgari gereklilik belirlemekte ve birçok batarya türünü ve bunların uygulamalarını kapsamaktadır. Amaç, sadece sürdürülebilir, "yeşil" ve güvenli bataryaların  Avrupa pazarına sunulmasını sağlamak ve yeniden kullanım ve geri dönüşüm de dâhil olmak üzere batarya malzemelerinin tedariki, üretimi ve kullanımının çevresel ve toplumsal etkilerini azaltmaktır.

Bataryalar, taşınabilir tüketici elektroniğinden elektrikli araçlara ve sabit batarya enerji depolama sistemlerine (SBESS) kadar geniş bir uygulama yelpazesinde kullanılmaktadır. Yönetmelik, SBESS'in güvenliğini sağlamayı amaçlamakta ve bu tür sistemleri aşağıdaki gibi tanımlamaktadır [1]:

" 'sabit batarya enerji depolama sistemi', bataryanın nerede ve kim tarafından kullanıldığına bakılmaksızın, elektrik enerjisini depolamak ve şebekeye iletmek veya elektrik enerjisini depolamak ve son kullanıcılara iletmek için özel olarak tasarlanmış dâhili depolamaya sahip endüstriyel bir batarya (¹)  anlamına gelir "

(¹) "Endüstriyel batarya tanımı aşağıdaki gibidir [1]  kullanımlar, yeniden kullanım veya yeniden kullanım için hazırlığa tabi tutulduktan sonra endüstriyel kullanımlar için tasarlanmış veya 5 kg'dan daha ağır olan ve elektrikli araç bataryası, LMT [hafif taşıma aracı] bataryası veya SLI [çalıştırma, aydınlatma  ve ateşleme] batarya"

SBESS, önemli bir boyut ve uygulama aralığında elektrik şebekesinin birçok farklı konumunda bulunabilir. Sayaç önü uygulamalarında, rüzgâr ve güneş gibi kesintili ve değişken yenilenebilir güç kaynakları tarafından üretilen ve hemen kullanılmayan enerjinin depolanması için kullanılırlar. Ayrıca bataryalar, elektrik kaynağından bağımsız olarak kapasite artırımı, yük dengeleme, puant azaltma/peak shaving (enerji yönetiminde elektrik şebekesindeki yoğun talep sırasında tüketilen enerjinin azaltılmasını tanımlamak için kullanılan bir terim)  ve elektrik üretiminin yumuşatılması için kullanılmaktadır [2]. SBESS, yan hizmetler ve frekans kontrolü için kullanılır. Dağıtım sırasında ise yük yönetimi, puant azaltma  ve gerilim kontrolü için kullanılırlar. Sayaç sonrası  uygulamalarında, SBESS şebekeden bağımsız çözümler, yedek güç ve ayrıca evde puant azaltma  için kullanılırken, ticari ve endüstriyel tesisler yük dengeleme, puant kaydırma ve kesintisiz güç kaynağı (UPS) için şebekeden bağımsız çözümlerin yanı sıra SBESS kullanmaktadır.

Özetle, SBESS'in gücü birkaç kW ile onlarca MW arasında değişmektedir [2].

Ev tipi SBESS ve diğer birçok uygulama için en uygun kimyasal yapı  lityum-iyon teknolojisidir [3]. Bununla birlikte, mevcut pazar payları küçük olan [3] ancak pazar paylarının yakın gelecekte küresel ölçekte [4] 2021'de %4'ten 2021'de %15'e çıkacağı tahmin edilen başka batarya kimyasal yapıları  da vardır.

RWTH (Aachen Teknik Üniversitesi) Almanya'daki tüm batarya enerji depolama kurulumlarını analiz etmek için bir araç geliştirmiştir [5]. Li-ion dışındaki diğer batarya kimyasal yapıları, Almanya'daki çeşitli SBESS kurulumlarında toplam 139 MW (²) güçle temsil edilmektedir ve bu da Almanya'nın pazar payının yaklaşık %2,2 olmasına yol açmaktadır [5]:

(²) Statü 5 Ekim 2023

—    Kurşun-asit (112 MW)
—    Nikel-metal hidrür (NiMH) (13 MW)
—    Sodyum-sülfür / Sodyum-yüksek sıcaklık (Na HT) (13 MW)
—    Akış bataryaları (1 MW)

Almanya, AB'de en yüksek nüfusa sahip ülke olduğundan (2023 durumu) [6], bu rakamlar SBESS pazarında ortaya çıkan ilgili batarya kimyasal yapıları  hakkında iyi bir fikir vermektedir.

2023/1542 sayılı Bataryalar ve Atık Bataryalar (AB) Yönetmeliğinin 12. Maddesi sabit batarya enerji depolama sistemlerinin güvenliğini ele almaktadır. Batarya sistemlerinin güvenlik gerekliliklerine uygunluğu, Ek V'te listelenen aşağıdaki deneyler gerçekleştirilerek değerlendirilir:

—    Isıl şok ve döngü
—    Harici̇ kısa devre koruması
—    Aşırı şarj koruması
—    Aşırı deşarj koruması
—    Aşırı sıcaklık koruması
—    Isıl yayılım koruması
—    Dış etkiler tarafından mekanik hasar
—    İç  kısa devre
—    Isıl kötüye kullanım 
—    Yangın deneyi
—    Gazların  emisyonu (³)

(³) "Gazların  emisyonu", yönetmeliğin Ek V'indeki deneyler listesinde ayrı bir deney olarak görünse de, daha önce bahsedilen tüm deneyler için bir gerekliliktir (bkz. Bölüm 4)


Yönetmelikteki güvenlik deneyleri tarafından belirlenen gereklilikleri karşılamak için, batarya üreticileri ya uyumlaştırılmış bir standarda ya da Avrupa Komisyonu tarafından yayınlanan teknik şartnamelere uygunlukla kanıtlayabilirler. Uyumlaştırılmış standartlar, tanınmış Avrupa standardizasyon kuruluşları (CEN, CENELEC veya ETSI) tarafından geliştirilir (veya sırasıyla IEC/ISO'dan uyarlanır) ve ayrıca - gerçekleştirildiğinde - ilgili AB düzenleyici metninde verilen gerekliliklere uygunluğun varsayıldığı teknik şartnameler sağlar.

Uyumlaştırılmış bir standardın geliştirilmesi için bir standardizasyon talebi Avrupa Komisyonu tarafından 7 Aralık 2021 tarihinde CEN/CENELEC'e sunulmuştur [7].

SBESS'in güvenliği için bir dizi standartlar mevcuttur [8 26], ancak tek bir standart Yönetmeliğin Ek V'inde belirtilen tüm güvenlik deneylerinin tamamını  kapsamamaktadır [1].

Mevcut rapor, çeşitli mevcut standartlardaki güvenlik deneylerinin ayrıntılı bir karşılaştırmalı analizini sunmakta ve gelecekte, örneğin uyumlaştırılmış bir standart aracılığıyla ele alınacak boşlukları belirlemeye çalışmaktadır.
Dış depolamalı bataryalar, yani enerjileri bir veya daha fazla bağlı dış cihazda depolanan bataryalar, örneğin akış bataryaları, yeni Yönetmeliğin 12. Maddesi kapsamında olmasa da, bütünlük adına ve akış bataryaları SBESS'de kullanıldığından, bu rapor bu tür batarya sistemlerini de kapsamaktadır.

2    Sabit batarya enerji depolama sistemleri için bataryaların güvenliği ile ilgili standartlar

SBESS'in güvenliğini kapsayan çok sayıda ulusal ve uluslararası standart vardır. Bu analiz küresel ölçekte bir genel bakış sunmayı amaçlamaktadır. Ancak, birçok ulusal standart uluslararası IEC veya ISO standartlarına eşdeğerdir (örneğin, Kore standardı KS C IEC 62619 [27], Avustralya standardı AS IEC 62619 [28] ve Hindistan standardı IS 17067:Part 5:Sec 2:2021 [29]). Bu durumda, sadece uluslararası standart analiz edilmiştir. Standartlar aşağıdaki alt bölümlerde sunulmuştur.

Bu raporun kapsamı, özellikle SBESS'i ele alan standartlarla sınırlıdır. Bununla birlikte, ısıl yayılım deneyi için, EV standartları ISO 6169-1/AMD1:2022 [30] ve GB 38031-2020 [31]bütünlük için kapsama dâhil edilmiştir. Ruiz ve arkadaşları 2018 yılında elektrikli araçlardaki (EA) Li-ion bataryalar için güvenlik standartlarının bir analizini yayınlamıştır [32].

2.1    Kimyasal agnostik(belirli bir kimyasala özgü değil)  2.2  Kimyasal  Lityum (-iyon) 

—    IEC 62619:2022 Alkalin veya diğer asit olmayan elektrolitler içeren ikincil hücreler  ve bataryalar – Endüstriyel       uygulamalarda kullanım için ikincil lityum hücreler ve bataryalar  için güvenlik gereklilikleri  [19]

Bu standart, sabit (telekom, UPS vb.) ve çekiş uygulamalarında (forklift, golf arabası vb.) lityum-iyon kimyasına sahip hücreleri ve bataryaları kapsar, ancak karayolu taşıtlarında kullanılmaz. Endüstriyel uygulamalar için SBESS ve diğer standartların güvenliğini ele alan IEC 63056:2020 [20] için bir şemsiye standarttır. Bu, bu standartta belirtilen gerekliliklerin tüm uygulamalar için ortak ve minimum olduğu anlamına gelir.

—    IEC 63056:2020 Alkalin veya diğer asit olmayan elektrolitler içeren ikincil hücreler  ve  bataryalar - Elektrik enerjisi depolama sistemlerinde kullanılmak üzere ikincil lityum hücreler  ve bataryalar için güvenlik gereklilikleri   [20]

Bu standart, SBESS'de kullanım için maksimum 1500 V DC gerilime sahip ikincil lityum (yani Li-ion) hücreler ve bataryalar için ürün güvenlik gerekliliklerini ve deneylerini özetlemektedir

—    UL 1642:2020 Lityum Bataryalar  [21]

Bu standart, ürünlerde güç kaynağı olarak kullanım için birincil (şarj edilemez) ve ikincil (şarj edilebilir) lityum bataryaları kapsar. Sadece lityum-iyon değil aynı zamanda metalik lityum ve lityum alaşımlı bataryalar da kapsam dâhilindedir. 

Tek hücrelere ve paralel veya seri bağlı hücrelere uygulanabilir. SBESS'ten açıkça bahsedilmemesine rağmen, batarya paketleri ve "çok hücreli kurulumlar" bu standardın kapsamındadır ve bu nedenle bu analize dahil edilmiştir.

—    VDE-AR-E 2510-50:2017-05 Lityum bataryalı sabit batarya enerji depolama sistemleri - Güvenlik gereklilikleri [22]

Bu Alman uygulama kuralı, tüm yaşam döngüsü boyunca lityum bataryalar içeren  batarya enerji depolama sistemlerinin (BESS) güvenliği ile ilgilidir. Özel konutlar ve küçük işletmelerdeki uygulamalarla sınırlıdır. Tıbbi uygulamalar kapsam dışındadır.

—     GB 40165 “Sabit elektronik donanımda kullanılan lityum-iyon hücreler ve bataryalar –
Güvenlik teknik şartnamesi “[23]

Bu Çin standardı, sabit lityum-iyon bataryalar için temel güvenlik gerekliliklerini belirler. Kesintisiz güç kaynağı (UPS) ve acil durum güç kaynağı (EPS) için bataryalar bu standardın kapsamında özellikle belirtilmiştir. Bu nedenle, terminoloji orijinalinden sapabilir.

2.3   Kimyasal  Nikel Metal Hidrür 

—    IEC 63115-2:2021 Alkalin veya diğer asit olmayan elektrolitler içeren ikincil  ve bataryalar - Endüstriyel uygulamalarda kullanım için sızdırmaz nikel-metal hidrür hücreler ve bataryalar - Bölüm 2: Güvenlik   [24]
Bu standart, nikel-metal hidrür hücreler ve bataryaları kapsar ve SBESS'de kullanım da dâhil olmak üzere endüstriyel uygulamalarda güvenli çalışma için deneyleri ve gereklilikleri belirtir.

2.4  Kimyasal   Kurşun Asit

—    EN 60896-21:2004 Sabit kurşun-asit bataryalar - Bölüm 21: Valf ayarlı tipler - Deney yöntemleri [25] EN 60896-22:2004 Sabit kurşun-asit bataryalar - Bölüm 22: Valf ayarlı tipler- Gereklilikleri [26]

Bu standart, 21. ve 22. bölümleriyle birlikte, bir yüke ve bir DC güç kaynağına (şamandıralı şarj uygulaması) kalıcı olarak bağlanan, hareket ettirilmesi amaçlanmayan (statik) ve telekom, UPS, şebeke anahtarlama veya acil durum gücü için batarya odaları gibi sabit bir donanımda kullanılan valf regülasyonlu sabit kurşun-asit bataryalar ve monoblok bataryalar için geçerlidir. Esas olarak batarya sisteminin performansını deney etmek için tasarlanmış deneyleri içerir. Ancak, güvenliği ile ilgili bazı deneyler de vardır. Araçlarda motor marş bataryası olarak kullanılan kurşun-asit bataryalar, güneş fotovoltaik enerji sistemleri veya genel amaçlı uygulamalar için geçerli değildir. Bölüm 21 deneylerin kendisini, bölüm 22 ise bölüm 21'de açıklanan deneyler için başarılı/başarısız kriterlerini içerir.

2.5    Kimyasal Yüksek Sıcaklık Sodyum 

—    IEC 62984-2:2020 Yüksek sıcaklıkta ikincil bataryalar    Bölüm 2: Güvenlik gereklilikleri ve deneyleri  [10]

Bu standart, mobil ve sabit kullanım için kullanılan ve nominal gerilimi 1500 V'u aşmayan, minimum çalışma sıcaklığı 100°C olan bataryalar için güvenlik gerekliliklerini ve deney prosedürlerini içerir.

2.6    Elektrolit Dolaşımlı Bataryalar/Akış Bataryaları(Flow Batteries)

—    IEC 62932-2-2:2020 Sabit uygulamalar için elektrolit dolaşımlı batarya enerji sistemleri    Güvenlik gereklilikleri  [11]

Sabit uygulamalar için 1500 V DC'nin altında gerilime sahip kurulumları da dâhil olmak üzere akış bataryası sistemleri bu standardın kapsamındadır. Amaçlandığı gibi kullanıldıklarında akış batarya sistemleriyle  ilgili  güvenlik  tehlikelerini  ele  alır.  İç  ve  dış  mekanların  yanı  sıra  ticari  ve endüstriyel uygulamaları da içerir.

2.7    Koruma  ve yardımcı sistemlerin işlevselliğini ve güvenliğini  ele alan standartlar

—    IEC 62933-5-2:2020 Elektrik enerjisi depolama (EES) sistemleri - Bölüm 5-2: Şebekeye entegre EES sistemleri için güvenlik gereklilikleri - Elektrokimyasal tabanlı sistemler  [33]

Bu standart, bir elektrokimyasal depolama alt sistemi kullanan şebekeye bağlı enerji depolama sistemlerinin çevresine yönelik güvenlik hususlarını ele alır. Farklı kullanım durumlarının (konut, ticari, endüstriyel ve kamu hizmeti ölçeği) risk analizi ve tehlike tanımlaması için temel parametreler verir. Lityum-iyon bataryalar, kurşun-asit bataryalar, nikel bataryalar, yüksek sıcaklık sodyum bataryalar, akış bataryalları ve lityum metal katı hal baataryaları için normal ve anormal koşullar altındaki tehlikeleri dikkate alır.

—    IEC 62485-2:2010 İkincil bataryalar ve batarya kurulumları için güvenlik gereklilikleri - Bölüm 2: Sabit bataryalar [13]

Bu standart, örneğin telekom, güç istasyonu işletimi veya UPS'de kullanılan kurşun-asit, NiCd ve NiMH bataryaların elektrik, gaz emisyonu ve elektrolitten kaynaklanan tehlikelere karşı korunması için yardımcı sistemlere yönelik önlemleri ve yönergeleri kapsar. Bataryaların veya koruma cihazlarının kötüye kullanım deneylerini içermez.

—    IEC 62485-5:2020 İkincil bataryalar ve batarya kurulumları için güvenlik gereklilikleri - Bölüm 5: Sabit lityum iyon bataryaların güvenli çalışması  [14]

Bu standart, normal ve belirli arıza koşullarında (elektrik, kısa devre, elektrolit, gaz emisyonu, yangın, patlama) 1500 V DC'ye kadar sabit ikincil lityum iyon hücrelerin  kurulumu, kullanımı, bakımı ve onarımı için koruma donanımı (örneğin aşırı akım koruma cihazı) için yönergeleri içerir. Kötüye kullanım deneyleri içermez.

—    EN 60896-11:2002 Sabit kurşun-asit bataryalar - Bölüm 11: Bacalı tipler    Genel gereklilikler ve deney yöntemleri    [15]

Bu standart, bacalı tipteki sabit kurşun-asit bataryalar için geçerlidir. Batarya kurulumları için güvenlik önerileri oluşturmak amacıyla performans ve dayanıklılık ölçüm gerekliliklerini içerir. Batarya güvenliği veya kötüye kullanım deneylerini içermez.

—   IS 17092 Elektrik Enerjisi Depolama Sistemleri: Güvenlik Gereklilikleri [16]

Bu Hint standardı, her türlü elektrik enerjisi depolama sisteminin (SBESS dâhil) güvenliğiyle ilgilenir. Yardımcı sistemler için gereklilikleri belirler ve bataryaya özel güvenlik gereklilikleri için UL 1973'e atıfta bulunur.

—    AS/NZS 5139:2019 Güç dönüşüm donanımı ile kullanım için batarya sistemlerinin güvenliği

Avustralya ve Yeni Zelanda'dan gelen bu standart, güç dönüştürme    bağlı ve kapalı bir alana kurulan SBESS için kurulum ve güvenlik gerekliliklerine odaklanmaktadır. Enerjisi 1 kWh ile 200 kWh arasında olan sistemler için geçerlidir. Telekomünikasyon, elektrikli araçlar, taşınabilir donanımveya UPS için kullanılan sistemler için geçerli değildir. Güvenlik deneyleri içermez.

—    GB/T 34866:2017 Vanadyum akış bataryası - Güvenlik gereklilikleri  [18]

Bu Çin standardı, vanadyum akışlı batarya sistemlerinin yardımcı sistemlerinin (örn. sızıntı toplama tepsileri veya topraklama sistemi) normal koşullar altında ve iç ve dış mekanlarda öngörülebilir yanlış kullanımda güvenli bir şekilde çalışmasını sağlamak için güvenlik gerekliliklerini içerir. Güvenlik veya kötüye kullanım deneyi gerekliliklerini içermez.

İşlevsel emniyet ve güvenlik alanı (örneğin ISO 13849 [34,35], IEC 62061 [36], ISO/SAE 21434 [37]) bu raporun kapsamı dışındadır.

Bundan sonraki bölüme " Bataryalar ve atık  bataryalara ilişkin (AB) 2023/1542 sayılı Yönetmelik kapsamında gerekli olan güvenlik deneylerinin  analizi- Entegrasyon Düzeyi, Isıl Şok ve Döngü"   ile devam edilecektir. 





Kaynaklar:

[1]    AVRUPA PARLAMENTOSU VE KONSEYİN 12 Temmuz 2023 tarih ve (AB) 2023/1542 sayılı batarya  ve atık bataryalara ilişkin YÖNETMELİĞİ, Direktif 2008/98/EC'yi ve Yönetmelik (AB) 2019/1020'yi değiştiren ve Direktif 2006/66/EC'yi yürürlükten kaldıran, Kapalı . J. Eur. Birlik. L 191/1 (2023).

[2]    D. Gatti, A. Holland, L. Gear, X. He, IDTechEx raporu: Sabit Enerji Depolamaya Yönelik Bataryalar 2021-2031, 2021.

[3]    J. Figgener, C. Hecht, D. Haberschusz, J. Bors, KG Spreuer, K.-P. Kairies, P. Stenzel, DU Sauer, Almanya'da batarya depolama sistemlerinin gelişimi: Bir pazar incelemesi (durum 2023), (2022) 1 29. http://arxiv.org/abs/2203.06762.

[4]    M. Bieleweski, A. Pfrang, S. Bobba, A. Kronberga, A. Georgakaki, S. Letout, A. Kuokanen, A. Mountraki, E. İnce, D. Shtjefni, G. Joanny Ordonez, O. Eulaerts, M. Grabowska, Temiz Enerji Teknolojisi Gözlemevi: Avrupa Birliği'nde Enerji Depolamaya Yönelik Bataryalar 2022 Teknoloji Gelişimi, Trendler, Değer Zincirleri ve Piyasalar Durum Raporu, Yayınlar Ofisi Avrupa Birliği, 2022. https://doi.org/10.2760/808352.

[5]    Batarya Tabloları, (2023). https://scarica.isea.rwth-aachen.de/mastr/d/JFKs3f97z/speicherstatus?orgId=1 (14 Temmuz 2023'te erişildi).

[6]    Eurostat, Demografi 2023 baskısı, (2023). https://ec.europa.eu/eurostat/web/interactive-publications/ demography-2023 (6 Eylül 2023'te erişildi).

[7]    Avrupa Komisyonu, C(2021) 8614 nihai M/579 Bataryalar için performans, güvenlik ve sürdürülebilirlik gerekliliklerine ilişkin Avrupa standardizasyon kuruluşlarına yapılan standartlaştırma talebine ilişkin 7.12.2021 tarihli KOMİSYON UYGULAMA KARARI, 2021.

[8]    UL 1973:2022, Sabit ve Hareketli Yardımcı Güç Uygulamalarında Kullanıma Yönelik Bataryalar, 2022.

[9]    UL 9540A:2019, Batarya Enerji Depolama Sistemlerinde Isıl Kaçak Yangın Yayılımının Değerlendirilmesine Yönelik Deney Yöntemi, 2019.
[10]    IEC 62984-2:2020, Yüksek sıcaklıklı ikincil  Bölüm 2: Güvenlik gereklilikleri ve deneyler, 2020.

[11]    IEC 62932-2-2:2020, Sabit uygulamalar için elektrolit dolaşımşlı batarya güç sistemleri - Bölüm 2-2: Güvenlik gereklilikleri , 2020.

[12]    IEC 62933-5-3:2023, Elektrik enerjisi depolama (EES) sistemleri - Bölüm 5-3: Şebekeye entegre EES sistemleri için güvenlik gereklilikleri Elektrokimyasal bazlı sistemde plansız değişiklik yapılması, 2023.

[13]    IEC 62485-2:2010, İkincil bataryalar ve batarya kurulumları için güvenlik gereklilikleri - Bölüm 2: Sabit bataryalar, 2010.

[14]    IEC 62485-5:2020, İkincil bataryalar  ve batarya  kurulumları için güvenlik gereklilikleri - Bölüm 5: Güvenli sabit lityum iyon bataryaların çalışması, 2020.

[15]    IEC 60896-11:2002, Sabit kurşun-asit bataryalar - Bölüm 11: Havalandırmalı tipler - Genel gereklilikler ve deney yöntemleri, 2002.

[16]    IS 17092:2019, Elektrik Enerjisi Depolama Sistemleri: Güvenlik Gereklilikleri, 2019.

[17]    AS/NZS 5139:2019, Elektrik kurulumları - Güç dönüşümüyle kullanım için batarya  sistemlerinin güvenliği ekipman, 2019.

[18]    GB/T 34866-2017, Vanadyum akışlı batarya -- Güvenlik gereklilikleri, 2017.

[19]    IEC 62619:2022, Alkali veya diğer asit olmayan elektrolitler içeren ikincil lityum hücreler ve bataryalar -
Endüstriyel uygulamalarda kullanıma yönelik ikincil lityum hücreler ve bataryalar  için güvenlik gereklilikleri, 2022.

[20]    IEC 63056:2020, Alkali veya diğer asit olmayan elektrolitler içeren ikincil hücreler ve bataryalar  -
Elektrik enerjisi depolama sistemlerinde kullanıma yönelik ikincil lityum hücreler ve  bataryalar için güvenlik gereklilikleri şu anda aşamasındadır. Uluslararası Nihai Taslak Stan, 2020'nin tercümesi.

[21] UL 1642:2020, Lityum Bataryalar, 2020.

[22]    VDE-AR-E 2510-50 Anwendungsregel:2017-05, Lityum bataryalı  sabit batarya enerji depolama sistemleri,2017.

[23]    GB 40165-2021, Sabit elektronik ekipmanlarda  kullanılan lityum iyon hücreler ve bataryalar - Güvenlik teknik şartnamesi, 2021.

[24]    IEC 63115-2:2021, Alkali veya diğer asit olmayan elektrolitler içeren ikincil hücreler ve bataryalar -
Endüstriyel uygulamalarda kullanıma yönelik yalıtılmış nikel-metal hidrür hücreler  ve bataryalar - Bölüm 2: Güvenlik, 2021.

[25]    IEC 60896-21:2004, Sabit kurşun-asit bataryalar  - Bölüm 21: Valf ayarlı tipler - Deney yöntemleri, 2004.

[26]    IEC 60896-22:2004, Sabit kurşun-asit bataryalar  - Bölüm 22: Valf ayarlı tipler - Gereklilikler, 2004.

[27]    KS C IEC 62619, Alkali veya diğer asit olmayan elektrolitler içeren ikincil hücreler ve bataryalar
Endüstriyel uygulamalarda kullanıma yönelik ikincil lityum hücreler ve bataryalar için güvenlik gereklilikleri, 2023.

[28]    AS IEC 62619:2023, Alkali veya diğer asit olmayan elektrolitler içeren ikincil hücreler ve bataryalar  -
Endüstriyel uygulamalarda kullanıma yönelik ikincil lityum hücreler ve bataryalar için güvenlik gereklilikleri, 2023.

[29]    IS 17067:Bölüm 5:Bölüm 2:2021, Elektrik enerjisi depolama EES sistemleri Bölüm 5 Şebekeye entegre EES sistemleri için güvenlik gereklilikleri Bölüm 2 elektrokimyasal bazlı sistemler, 2021.

[30]    ISO 6469-1:2019/Amd 1:2022, Elektrikle çalışan karayolu taşıtları Güvenlik spesifikasyonları Bölüm 1: Şarj edilebilir enerji depolama sistemi (RESS) Değişiklik 1: Isıl yayılımın güvenlik yönetimi, (2022).

[31]    GB 38031:2020, Elektrikli araçlar  cer bataryası  güvenlik gereklilikleri, (2020).

[32]    V. Ruiz, A. Pfrang, A. Kriston, N. Omar, P. Van den Bossche, L. Boon-Brett, Elektrikli ve hibrit elektrikli araçlardaki lityum iyon bataryalara  yönelik uluslararası kötüye kullanım deneyi standartları ve düzenlemelerine ilişkin bir inceleme, Renew.  Güç vermek. Enerji Rev. 81 (2018) 1427 1452. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.05.195.

[33]    IEC 62933-5-2:2020, Elektrik enerjisi depolama (EES) sistemleri Bölüm 5-2: Şebekeye entegre EES sistemleri için güvenlik gereklilikleri - elektrokimyasal tabanlı sistemler, 2020.

[34]    ISO 13849-1:2023, Makine güvenliği - Kontrol sistemlerinin güvenlikle ilgili parçaları - Bölüm 1: Tasarım için genel ilkeler, 2023.

[35]    ISO 13849-2:2012, Makine güvenliği - Kontrol sistemlerinin güvenlikle ilgili parçaları - Bölüm 2: Doğrulama, 2012.

[36]    IEC 62061:2021, Makine güvenliği - Güvenlikle ilgili kontrol sistemlerinin işlevsel güvenliği, 2021.

[37]    ISO/SAE 21434:2021, Karayolu araçları Siber Güvenlik mühendisliği, 2021.

[38] G. Petrangeli, Derinlemesine savunma, içinde: Nucl. Saf., Elsevier, 2006: s. 89 91. https://doi.org/10.1016/B978- 075066723-4/50010-3.

[39]    Y. Yang, R. Wang, Z. Shen, Q. Yu, R. Xiong, W. Shen, Daha güvenli bir lityum iyon bataryalara doğru: Isıl kaçak için neden, özellikler, uyarı ve imha stratejisi üzerine eleştirel bir inceleme, Adv. Başvuru Enerji. 11 (2023) 100146. https://doi.org/ 10.1016/j.adapen.2023.100146.

[40]    A. Pfrang, A. Kriston, V. Ruiz, N. Lebedeva, F. di Persio, Li-ion Teknolojisine Odaklı Şarj Edilebilir Enerji Depolama Sistemlerinin Güvenliği, içinde: Emerg. Nanoteknolojiler Yeniden Şarj Ediliyor. Enerji Depolama Sistemi, Elsevier, 2017: s. 253 290. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-42977-1.00008-X.

[41]    IEC 62133-2:2017, Alkali veya diğer asit olmayan elektrolitler içeren ikincil hücreler ve bataryalar -
Taşınabilir uygulamalarda kullanılmak üzere taşınabilir sızdırmaz ikincil hücreler ve bunlardan yapılan bataryalar için güvenlik gereklilikleri - Bölüm 2: Lityum sistemler, 2017.

[42]    H. Jung, B. Moon, S. Lee, J. Bae, REESS için Yangına Dayanıklılık Deneyinde Isıl Enerji Üzerine Bir Araştırma, içinde: 25th Int. Teknik. Konf. Geliştir. Saf. Veh., Yer: Detroit Michigan, Amerika Birleşik Devletleri, 2017. https://www-esv.nhtsa.dot.gov/ Proceedings/25/25ESV-000348.pdf.

[43]    ASTM D4490, Dedektör tüpleri kullanarak zehirli gazların konsantrasyonlarını ölçmek için standart uygulama,2011

[44]    ASTM D4599, Leke uzunluğu dozimetreleri kullanılarak zehirli buhar gazlarının konsantrasyonlarının ölçülmesine yönelik standart uygulama, 2014.

[45]    OSHA: Spektroskopik analiz kullanan hava örnekleme yöntemleri için değerlendirme kılavuzları, (2005).

[46]    CDC, NIOSH Analitik Yöntemler El Kitabı (NMAM) 5. Baskı, (2020).

[47]    ISO 16000-1:2004, İç mekan havası Bölüm 1: Örnekleme stratejisinin genel yönleri, 2004.

[48]    ISO 16000-5:2007, İç mekan havası Bölüm 5: Uçucu organik bileşikler (VOC'ler) için numune alma stratejisi, 2007.

[49]  ISO 16000-6:2021, MS veya MS FID kullanılarak emici tüpler üzerinde aktif numune alma, ısıl desorpsiyon ve gaz kromatografisi yoluyla iç mekan ve deney odası havasındaki organik bileşiklerin (VVOC, VOC, SVOC) belirlenmesi, 2021.

[50]    ISO 16000-29:2014, İç mekan havası Bölüm 29: VOC dedektörleri için deney yöntemleri, 2014.
 
[51]    ABD Çevre Koruma Ajansı (EPA), Ortam Havasındaki Toksik Organik Bileşiklerin Tayini İçin Yöntemler Özeti İkinci Baskı Özet Yöntemi TO-15 Özel Hazırlanmış Bidonlarda Toplanan ve Gaz Kromatosu Tarafından Analiz Edilen Havadaki Uçucu Organik Bileşiklerin (VOC) Tayini, 1999. https://www3.epa.gov/ttnamti1/files/ambient/airtox/to-15r.pdf (9 Haziran 2023'te erişildi).
[52]    ABD Çevre Koruma Ajansı (EPA), Ortam Havasındaki Toksik Organik Bileşiklerin Belirlenmesi için Yöntemler Özeti İkinci Baskı Özeti Yöntem TO-16 Atmosferik Gazların Uzun Yol Açık Yol Fourier Dönüşümlü Kızılötesi İzlenmesi,1999. https://www.epa.gov /sites/prodüksiyon/files/2019-11/documents/to-16r.pdf (9 Haziran 2023'te erişildi).
 
[53]   ABD Çevre Koruma Ajansı (EPA), Özet Yöntemi TO-17: Emici Tüpler Üzerinden Aktif Örnekleme Kullanılarak Ortam Havasındaki Uçucu Organik Bileşiklerin Belirlenmesi, 1999. https://www.epa.gov/sites/prodüksiyon/files/2019-11 / documents/to-17r.pdf (17 Kasım 2023'te erişildi).
[54]  SAE J2997 (WIP) Bataryanın ikincikl kullanımına ilişkin standart(Bu standart  şu anda  devam eden bir çalışmadır.) ,2012. 

[55]    UL 1974:2018, ANSI/CAN/UL Bataryaların yeniden Kullanılmasına İlişkin Değerlendirme Standardı, 2018.
 
Kısaltmalar ve tanımların listesi

ASTM             Amerikan Deney ve Malzemeler Derneği (ABD)
BESS             Batarya enerji depolama sistemi
BMS               Batarya yönetim sistemi
BMU               Batarya yönetim ünitesi
CEN               Avrupa Standardizasyon Komitesi
CENELEC      Avrupa Elektroteknik Standardizasyon Komitesi
DUT               Deneyi gerçekleştirilen cihaz
EMC               Elektromanyetik uyumluluk
EPA                Çevre Koruma Ajansı (ABD)
EV                  Elektrikli araç
FB                   Akış bataryası(Flow battery/Elektrolit dolaşımlı batarya)
He                   Helyum
IEC                  Uluslararası Elektroteknik Komisyonu
ISO                  Uluslararası Standardizasyon Örgütü
LER                 Hafif elektrikli raylı sistem
Li-ion               Lityum-iyon
Na HT              Sodyum yüksek sıcaklık
NiMH               Nikel-metal Hidrit
NIOSH             Ulusal Mesleki Güvenlik ve Sağlık Enstitüsü (ABD)
OSHA               Mesleki Güvenlik ve Sağlık İdaresi (ABD)
Pb asid             Kurşun asit
SEI                   Katı elektrolit fazlar arası SEI
SBESS             Sabit bataryalı enerji depolama sistemi
SOC                 Şarj durumu
SOH                 Sağlık durumu
SVOC               Yarı uçucu organik bileşikler

Kaynak: https://publications.jrc.ec.europa.eu/repository/handle/JRC135870
(Rapor Tarihi 01.02.2024 ) 
 Bu yayın tüm hakları saklı olmak üzere telif hakkıyla korunmaktadır. © European Union/Avrupa Birliği, 2024


Bu yayın, Avrupa Komisyonu'nun bilim ve bilgi servisi olan Ortak Araştırma Merkezi (JRC) tarafından hazırlanan bir Teknik rapordur. Avrupa politika oluşturma sürecine kanıta dayalı bilimsel destek sağlamayı amaçlamaktadır. Bu yayının içeriği Avrupa Komisyonu'nun görüş veya tutumunu yansıtmak zorunda değildir. Ne Avrupa Komisyonu ne de Komisyon adına hareket eden herhangi bir kişi bu yayının kullanımından sorumlu değildir. Bu yayında kullanılan ve kaynağı ne Eurostat ne de diğer Komisyon hizmetleri olan verilerin altında yatan metodoloji ve kalite hakkında bilgi almak için, kullanıcılar atıfta bulunulan kaynakla irtibata geçmelidir. Haritalarda kullanılan tanımlamalar ve materyallerin sunumu, Avrupa Birliği'nin herhangi bir ülke, bölge, şehir veya alanın veya yetkililerinin yasal statüsü veya sınırlarının veya sınırlarının sınırlandırılmasıyla ilgili herhangi bir görüş ifade ettiği anlamına gelmez.


İletişim bilgileri

• Stephan Hildebrand

          E-posta: stephan.hildebrand@ec.europa.eu

• Natalia Lebedeva

         E-posta: natalia.lebedeva@ec.europa.eu


AB Bilim Merkezi
https://joint-research-centre.ec.europa.eu


Teşekkür

Yazarlar, bu raporu dikkatle inceleyen Marc Steen ve Andreas Pfrang'a ve kapak sayfasını tasarlayan Bağdagül Tan'a teşekkür eder.

Bay W. Hao (Çin Otomotiv Teknolojisi ve Araştırma Merkezi (CATARC), Çin), Bay A. Nilar (Avustralya Hükümeti, Avustralya), Bay D. Kutschkin (Avustralya Hükümeti, Avustralya), Bay S. Spencer (Avustralya Hükümeti, Avustralya) ve Bayan L. Rasmussen (Avustralya Hükümeti, Avustralya), Bay A. Murdoch (Energy Safe Victoria, Avustralya), Bay N. Agarwal (Bureau of Indian Standards and Government of India, Hindistan), Bay M. M. Desai (The Automotive Research Association of India, Hindistan), Bay B. Moon'a (Korea Automobile Deneying & Research Institute (KATRI), Kore) bu ülkelerdeki ulusal standartlar konusunda teşekkür ederiz.

Yazarlar

Hildebrand,S.
Eddarir, A.
Lebedeva, N.



EU JRC (Joint Research Center)   AB Ortak Araştırma Merkezi Hakkında 


JRC, toplumu olumlu yönde etkilemek için AB politikalarını destekleyen bağımsız, kanıta dayalı bilgi ve bilim sağlar.

JRC, AB politika döngüsünün birçok aşamasında kilit bir rol oynamaktadır. Horizon Europe'un genel hedefine katkıda bulunur.

Üye Devletlerdeki araştırma ve politika kuruluşlarıyla, Avrupa kurum ve ajanslarıyla ve Birleşmiş Milletler sistemi de dahil olmak üzere Avrupa'daki ve uluslararası bilimsel ortaklarla yakın işbirliği içinde çalışıyoruz.

Sunduğumuz temel güçlü yönler öngörü, entegrasyon ve etkidir.

Öngörü, son krizin ötesinde bizi nelerin beklediğine ve gelecekteki politika girişimleri için bilimsel dayanak sağlayabilmeye odaklanır.

Entegrasyon, Komisyon içindeki ve ötesindeki farklı bilimsel ve politika alanları arasında bağlantı kurma yeteneğimizi geliştirmek anlamına gelir, çünkü karşılaştığımız zorluklar o kadar karmaşıktır ki tek bir bilim alanı nadiren gerekli tüm cevapları sağlayabilir.

Son olarak etki, politika yapıcılara politikalarının etkisini izleme ve değerlendirme konusunda yardımcı olmakla ilgilidir.

Aslen Euratom Antlaşması kapsamında kurulmuş olup, çalışmalarımızın bir kısmı nükleer alandadır.

Buna ek olarak JRC, neredeyse tüm AB politika alanlarını desteklemek üzere çok geniş bir disiplin yelpazesinden bilimsel uzmanlık ve yetkinlikler sunmaktadır.

JRC Canlandırma Stratejisi 2030'da açıklandığı üzere, bilim ve bilgi çalışmalarımız  33 portföy halinde düzenliyor.