Batterien

Aus Planungskompendium Energieverteilung

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Allgemeine Planungsgrundlagen – Bestimmungen – Installierte Leistung
Anschluss an das Hochspannungs-Versorgungsnetz des Netzbetreibers
Anschluss an das NS-Verteilnetz des Netzbetreibers
Auswahlhilfe HS- und NS-Verteilnetzarchitektur
Verteilsysteme in NS-Verteilnetzen
Schutz gegen elektrischen Schlag
Schutz von Stromkreisen
Schaltgeräte
Schutz bei Überspannungen und Stoßüberspannungen
Energieeffizienz in elektrischen Verteilnetzen
Blindleistungskompensation und Filterung von Oberschwingungen
Oberschwingungserfassung und - filterung
Stromversorgungen und Verbraucher besonderer Art
Solaranlagen
Wohngebäude und ähnliche Einsatzbereiche sowie besondere Orte und Bereiche
EMV-Richtlinien
Messung

Inhaltsverzeichnis


Wahl des Batterietyps

Eine Batterie besteht aus miteinander verbundenen Zellen, in offener oder geschlossener Bauform.

Es gibt zwei wichtige Batterieausführungen:

  • Nickel-Kadmium-Batterien
  • Blei-Batterien
  • offene Zellen (Blei-Antimon): Sie verfügen über Öffnungen, um:
    • den während der verschiedenen chemischen Reaktionen entstehenden Sauerstoff und Wasserstoff nach außen abzuführen,
    • die Elektrolytflüssigkeit mit destilliertem oder entmineralisiertem Wasser aufzufüllen.
  • Geschlossene Zellen (Blei, reines Blei, Blei-Zinn-Batterien): Batterien mit einer Gasrekombinationsrate von mindestens 95 %, d.h. dass während der gesamten Lebensdauer kein Nachfüllen von Wasser erforderlich ist.

Im Folgenden werden die Batterien als offene oder geschlossene Batterien bezeichnet.

Die wichtigsten Batterietypen in Verbindung mit USV-Anlagen sind:

  • geschlossene Blei-Batterien. Sie werden in 95 % der Fälle verwendet, denn sie sind wartungsarm und benötigen keinen speziellen Raum.
  • offene Bleisäurebatterien,
  • offene Nickel-Kadmium-Batterien.

Die obigen drei Batterietypen werden, abhängig von wirtschaftlichen Faktoren und den Betriebsanforderungen der Anlage, mit allen verfügbaren Lebensdauerstufen angeboten.

Kapazitätswerte und Überbrückungszeiten können den Kundenanforderungen entsprechend angepasst werden.

Die hier beschriebenen Batterien sind ebenso perfekt geeignet für USV-Anwendungen, da sie von einer Zusammenarbeit führender Batteriehersteller profitieren.

Wahl der Überbrückungszeit

Die Wahl hängt ab von:

  • der durchschnittlichen Dauer von Netzausfällen,
  • der verfügbaren Netzersatzleistung der Netzersatzgeneratoren,
  • dem Anwendungstyp.

Typische im Allgemeinen angebotene Zeiten sind:

  • Standard-Überbrückungszeiten von 10, 15 oder 30 Minuten,
  • kundenspezifische Überbrückungszeiten.

Es gelten folgende allgemeine Regeln:

  • Rechneranwendungen
Die Überbrückungszeit der Batterie muss ausreichend lang sein, so dass eine Datensicherung und das Herunterfahren der Systeme durchgeführt werden können und somit ein kontrolliertes Abschalten der Rechner gewährleistet ist.
Im Allgemeinen werden die erforderliche Anschlussleistung und Überbrückungszeit von den Netzwerkadministratoren des Kunden vorgegeben.
  • Industrielle Prozesse
Die erforderliche Anschlussleistung muss auf Basis von Verbraucherlisten, die für die Aufrechterhaltung der Produktion erforderliche sind, hochgerechnet werden.
Bei der Berechnung der Überbrückungszeit müssen die wirtschaftlichen Kosten, die durch eine Prozessunterbrechung entstehen würden, berücksichtigt werden und die für einen Wiederanlauf des Prozesses benötigte Zeit.

Auswahltabelle

Abbildung N19 fasst die wichtigsten Eigenschaften der verschiedenen Batterietypen zusammen.

Geschlossene Batterien werden aus folgenden Gründen in zunehmendem Maße eingesetzt:

  • keine Wartung,
  • einfache Anwendung,
  • Aufstellung in allen Räumen möglich (Rechnerräume, technische Räume, die nicht speziell für Batterien ausgelegt sind usw.).

In bestimmten Fällen werden dennoch offene Batterien bevorzugt, aufgrund:

  • der langen Lebensdauer,
  • der langen Überbrückungszeiten,
  • der hohen Bemessungsleistungen.

Offene Batterien müssen in speziellen Räumen untergebracht werden, die den genau festgelegten Vorschriften entsprechen und entsprechende Wartung erfordern.

Batterie-Typ Lebensdauer Compact Betriebs-temperatur Toleranzen Wartungs-frequenz Spezieller Raum Kosten
Geschlossen Blei 5 oder 10 Jahre + + niedrig nein niedrig mittel
Offen Blei 5 oder 10 Jahre + ++ mittel ja niedrig
Nickel-Kadmium 5 oder 10 Jahre ++ +++ hoch nein hoch

Abb. N19Die wichtigsten Eigenschaften der verschiedenen Batterietypen

Aufstellungsarten

Abhängig von der USV-Reihe, der Batteriekapazität und der Überbrückungszeit ist die Batterie:

  • geschlossen und im USV-Schrank,
  • geschlossen und in einem bis drei Schränken,
  • offen oder geschlossen und auf einem Gestell angeordnet. In diesem Fall gibt es folgende Aufstellungsarten:
  • Regalaufstellung (siehe Abb. N20)
Diese Aufstellungsart ist für geschlossene Batterien oder wartungsfreie offene Batterien möglich, bei denen kein Auffüllen der Elektrolytflüssigkeit nötig ist.

Abb. N20Regalaufstellung

  • Stufenaufstellung (siehe Abb. N21)
Diese Aufstellungsart ist für alle Batterietypen und besonders für offene Batterien geeignet, da das Prüfen des Flüssigkeitsstands und Auffüllen hier einfach ist.

Abb. N21Stufenaufstellung

  • Schrankaufstellung (siehe Abb. N22)
Diese Aufstellungsart ist für geschlossene Batterien geeignet. Die Realisierung ist einfach und bietet maximale Sicherheit.

Abb. N22Schrankaufstellung