Validierung der Systemsicherheit durch Extremtests

Da Energiespeichersysteme immer größer werden, werden Diskussionen über Sicherheit zunehmend pragmatischer geführt. Kunden fragen nicht mehr nur, ob ein System zertifiziert ist, sondern stellen eine direktere Frage: Wenn der Worst-Case eintritt, wie reagiert das System - und kann das Risiko immer noch kontrolliert werden?

Vor kurzem hat das SolaX ORI 5MWh Groß-Energiespeichersystem einen umfassenden systemweiten Deflagrationstest mit realen Zellen im Rahmen des UL 9540A:2025-Vorschlagsentwurfs absolviert, wobei UL Solutions direkt an der Testplanung, -durchführung und -bewertung beteiligt war. Dies markiert den ersten systemweiten Deflagrationstest, der weltweit von UL unter diesem Vorschlagsentwurf durchgeführt wurde.

Nachbildung der anspruchsvollsten systemweiten Risikoszenarien

Der Test wurde an einem vollintegrierten ORI 5MWh Groß-Energiespeichersystem durchgeführt. Unter kontrollierten Bedingungen wurden echte Batteriezellen gezielt in ein thermisches Durchgehen versetzt, wobei das Notbelüftungssystem während des gesamten Vorgangs geschlossen blieb. Das System durchlief dann die vollständige Abfolge von Freisetzung brennbarer Gase, deren Ansammlung und Deflagration - die zentrale Risikokette bei der systemweiten Sicherheitsbewertung.

Das Testgelände, der Systemaufbau und die Betriebsbedingungen wurden von UL Solutions auf Basis von Simulationsarbeiten geplant und darauf ausgelegt, ein höchst anspruchsvolles Szenario darzustellen. Der Auslösepunkt wurde in einem Bereich platziert, in dem sich Druckwellen und Flammenturbulenzen stärker entwickeln können, was die Herausforderung für die strukturelle Integrität und die Druckentlastungswege erhöht.

Die Systemreaktion entsprach den Designanforderungen.

Die Testbeobachtungen zeigten, dass während des Deflagrationsereignisses:

• Die Druckentlastungsstruktur wie vorgesehen aktiviert wurde

• Die Behältertüren während des gesamten Ereignisses geschlossen blieben und keine nennenswerten Verformungen aufwiesen

• Die Behälterstruktur intakt blieb und keine Berstung erfolgte

• Keine Komponenten oder Strukturfragmente ausgeworfen wurden

• Keine zusätzlichen Risiken für umliegendes Personal oder die Umwelt festgestellt wurden

Die Leistung des ORI 5MWh Groß-Energiespeichersystems unter Extrembedingungen liefert wertvolle technische Nachweise für die systemweite Sicherheit von Energiespeichern.

Technische Bewertung durch UL Solutions

Ein an dem Test beteiligter Ingenieur von UL Solutions kommentierte: „Der Test wurde entwickelt, um sowohl die Schwere als auch die Realitätsnähe des Deflagrationsszenarios zu optimieren. Die Verwendung echter Lithium-Ionen-Batteriezellen bringt jedoch inhärente Unsicherheiten in Bezug auf thermisches Durchgehen und freie Gasdispersion mit sich.

Das Testlayout wurde daher so gestaltet, dass diese Unsicherheiten minimiert werden, indem redundante Zündquellen integriert, die Art der Einleitung des thermischen Durchgehens der Auslöserzelle sorgfältig definiert und die Auslöserzelle an einer Stelle positioniert wurde, die das Deflagrationspotenzial maximiert - während dennoch bewertet wird, ob das System nach Eintritt der Deflagration gemäß der ingenieurtechnischen Logik reagiert.

Die auf das SolaX ORI 5MWh Groß-Energiespeichersystem angewandten Testbedingungen stellten eine hohe Herausforderung sowohl für die strukturelle Integrität als auch für die Sicherheitsfunktionen dar, und die Ergebnisse liefern eine wertvolle Referenz zum Verständnis der systemweiten Sicherheitsgrenzen.“

SolaX-Perspektive: Sicherheit als Entwicklungsgrundlage

Vertreter der F&E-Abteilung von SolaX erklärten: „Für uns ist Sicherheit nicht einfach ein Compliance-Meilenstein, sondern eine Grundvoraussetzung, die während des gesamten Entwicklungsprozesses wiederholt 

validiert wird. Sobald ein System eingesetzt ist, werden die damit verbundenen Risiken letztlich vom Kunden getragen.

Potenzielle Probleme frühzeitig zu identifizieren und Sicherheitsgrenzen durch rigorose Tests klar zu definieren, ist unsere grundlegende Verantwortung.“

Ausblick

SolaX wird weiterhin eng mit UL Solutions und anderen international anerkannten Organisationen zusammenarbeiten, um die Sicherheit von Energiespeichern durch systemweite technische Validierung voranzutreiben und so die langfristige, zuverlässige Integration von Energiespeichern in globale Energiesysteme zu unterstützen.