Lithiumbatterien für USV-Anlagen

Lithiumbatterien für USV-Anlangen – Die Stromspeicher der Zukunft

Durch technologische Fortschritte, wird die Effizienz kontinuierlich gesteigert. Die Fortschritte in der Technologie zielen darauf ab, die Effizienz kontinuierlich zu steigern. Moderne USV-Anlagen sind beispielsweise in der Lage Wirkungsgrade von bis zu 97 % zu erreichen. Im Gegensatz dazu hat sich bei Energiespeichern für USV-Anlagen in den letzten 30 Jahren kaum etwas verändert. Häufig werden immer noch die gleichen Blei-Säure- oder VRLA-Batterien
als Notstromspeicher verwendet, da sie ihren Zweck erfüllen. Angesichts dessen stellt sich die Frage: Warum sollte man überhaupt eine Veränderung in Betracht ziehen?

Betriebskosten und CO^₂-Ausstoß senken

Um VRLA-Batterien optimal zu nutzen und ihre Lebensdauer zu maximieren, ist eine Umgebungstemperatur von 20 °C erforderlich. Je nach Umgebung erfordert es aber eine hohe Klimatisierungsleistung, um diese Temperatur zu erreichen und zu halten. Jede Erhöhung der Temperatur um 10 °C über der Empfehlung führt zu einer Halbierung der Lebensdauer einer VRLA-Batterie. Niedrige oder hohe Temperaturen beeinträchtigen die Lebensdauer von Lithiumbatterien wesentlich weniger, was eine bis zu fünf Mal längere Lebensdauer ermöglicht. Im Gegensatz zu VRLA-Batterien müssen Lithiumbatterien auch nicht belüftet werden, da kein Knallgas entsteht. Die längere Nutzungsdauer des Energiespeichers wirkt sich auch auf die Total Cost of Ownership aus. Durch die Reduzierung oder den vollständigen Verzicht der Klimatisierung, wird nicht nur der Stromverbrauch, sondern auch die Kosten und gleichzeitig der CO₂-Asstoß gesenkt.

Angesichts dieser Eigenschaften erweisen sich Lithiumbatterien als besonders attraktive Energiespeicher für Ihre USV-Anwendungen.

Platzsparendes Powerhouse

Angesichts dieser Eigenschaften erweisen sich Lithiumbatterien als besonders attraktive Energiespeicher für Ihre USV-Anwendungen.

Effizient und langlebig

Warum wurde nicht längst auf Lithiumbatterien umgestellt, wenn ihre Vorteile so überzeugend sind? Bisher waren die hohen Anschaffungskosten ein Hindernis für den Wechsel. Jedoch sind die Preise in den letzten Jahren aufgrund der Weiterentwicklung, insbesondere in der Automobilbranche, deutlich gesunken. Lithiumbatterien sind teilweise bereits bei der Anschaffung kostengünstiger als Bleibatterien und amortisieren sich in nahezu allen Fällen über ihre Lebensdauer.

Dank ihrer sehr geringen Selbstentladung und des niedrigen Innenwiderstands bieten Lithiumbatterien eine bessere Energieeffizienz und eine deutlich längere Lebensdauer von bis zu 15 Jahren, selbst bei erhöhten Temperaturen.

Sicherheit durch Innovation

Früher waren neben den Anschaffungskosten auch Sicherheitsbedenken ein Hindernis für den Wechsel zu Lithiumbatterien. Doch mittlerweile hat sich die Technologie weiterentwickelt. Die Überwachung und Sicherheit der Batterien wird von der IEC 62619 vorgegeben.

Das Batteriemanagementsystem (BMS) gewährleistet, dass die Lithiumbatterie stets innerhalb des optimalen Betriebsbereichs arbeitet. Es verhindert Überladung oder Tiefentladung der Zellen und sorgt für einen gleichmäßigen Ladezustand. Zusätzlich überwacht das BMS die Batterietemperatur und den Batteriestrom. Außerdem kommuniziert es den aktuellen Batteriezustand sowohl an die USV als auch an den Nutzer. Die Sicherheit jeder einzelnen Batterie wird jedoch unabhängig von ihrer Kommunikationsschnittstelle sichergestellt, um maximale Verfügbarkeit und Sicherheit zu gewährleisten.

Gemäß IEC 62619 wird auch das Verhalten einer Batterie bei einem thermischen Ereignis getestet, indem eine Batteriezelle stark erhitzt wird, um eine exotherme Reaktion zu herbeizuführen. Dieser Test stellt sicher, dass ein solches Ereignis keine Kettenreaktion auslöst und somit keinen Brand verursacht. Um diese Sicherheit zu gewährleisten, verfügt die WP-LFP von Wöhrle über ein zusätzliches System, um auftretende Brände sofort einzudämmen. Moderne Lithiumbatterien sind daher sicherer als herkömmliche VRLA-Batterien und die beste Wahl für Produktionsanlagen, Rechenzentren und kritische Infrastrukturen.

LFP-Zellen – eine robuste Wahl

Lithiumbatterien werden mit verschiedenen Aktivmaterialien hergestellt, wobei NMC, NCA und LFP hauptsächlich verwendet werden. Lithium-Eisenphosphat (LFP)-Zellen zeichnen sich durch
ihre chemische Stabilität und robuste Struktur aus. Daher sind sie sicherer als andere Lithiumbatterien und neigen nicht dazu sich zu überhitzen und zu brennen. Die verbesserte Toleranz gegenüber Überladung, Tiefentladung und physischen Schäden trägt zusätzlich zur Sicherheit während des Gebrauchs bei. Das liegt daran, dass bei einem thermischen Ereignis in einer LFP-Zelle kein Sauerstoff freigesetzt wird und die exotherme Reaktion erst bei 480 °C einsetzen würde

Die Zukunft von USV-Batterien und stationären Speichern

Es steht außer Frage, dass für USV-Anlagen in naher Zukunft vermehrt auf Lithiumbatterien gesetzt wird, Grundlage dafür ist jedoch eine Kompatibilität von USV-Anlage und Lithiumbatterien. Diese Kombinierbarkeit stellt die Wöhrle Stromversorgungssysteme GmbH sicher – unsere WP-LFP Batterie kann mit Wöhrle USV-Systemen kommunizieren.

Aktuell setzen vorrangig Entwicklungsländer wie Afrika oder der Nahe Osten auf Lithiumtechnologie bei USV-Systemen. Insbesondere also Länder, in welchen das Hauptstromnetz weniger zuverlässig ist, als in Mitteleuropa. Durch ein unzuverlässiges Hauptstromnetz stehen Stromausfälle beinahe an der Tagesordnung. In diesen Fällen müssen USV-Systeme mehrmalig am Tag eingreifen, um eine unterbrechungsfreie Stromversorgung zu ermöglichen. Der vermehrte Einsatz belastet den Notstromspeicher von Lithiumbatterien nicht zusätzlich. Diese Art von Batterien bewältigen die Zylisierung wesentlich besser als die VRLA-Technologie.

Wöhrle stimmt seine Lithium Energiespeicher perfekt auf seine USV-Anlagen ab. Nur so kann eine harmonische Einheit gebildet werden. Unsere Konstruktion ermöglicht eine unkomplizierte Einbindung in gängige Industrie- oder IT-Racks. Insbesondere mit WP-LFP kann Wöhrle die Speicherlösung individuell an jedes Bedürfnis anpassen und konfigurieren, sodass am Ende eine individuelle, exakt auf den Kunden maßgeschneiderte Lösung entsteht.