W zależności od możliwości infrastrukturalnych i dostępnej powierzchni magazynowej można wyróżnić akumulatorownie dwojakiego rodzaju – zamknięte i otwarte. Pierwszy rodzaj to wydzielone osobne pomieszczenie do ładowania baterii trakcyjnych. Zaletą tego typu miejsc jest łatwość utrzymania porządku i ułatwiona wentylacja pomieszczenia, co przekłada się na lepszą kontrolę systemów ładowania i dłuższą żywotność baterii. Do akumulatorowni zamkniętych zazwyczaj mają dostęp tylko upoważnione i odpowiednio przeszkolone w tym zakresie osoby. Z kolei akumulatorownie otwarte są rozwiązaniem stosowanym, jeżeli inwestor nie dysponuje wolnym pomieszczeniem, które mógłby na taką instalację przeznaczyć. Wydzielone miejsce na ładowanie baterii, jeżeli jest odpowiednio zabezpieczone i ma zapewnioną możliwość odwentylowania, może być również całkowicie bezpieczne dla użytkowników i samych baterii. Tego typu miejsca mogą zostać przykryte specjalnymi okapami wentylacyjnymi.

 

 

Istnieje szereg przepisów, które w kompleksowy sposób regulują kwestię budowy stacji ładowania baterii trakcyjnych. Niestety, nie są one jednak syntetycznie zebrane w jednym akcie prawnym ani w jednej normie. – Sprawy nie ułatwia również fakt, że często instytucje, które kontrolują takie obiekty, również nie do końca potrafią udzielić wiążącej odpowiedzi, a informacje uzyskane w różnych oddziałach tej samej instytucji nierzadko znacznie się różnią – komentuje Mariusz Szewczyk z firmy Benning Power Electronics. Spośród aktów prawnych określających w mniejszym bądź większym stopniu wymagania przy budowie akumulatorowni można wymienić m.in. Kodeks pracy, Ustawę Prawo Energetyczne, Ustawę Prawo Ochrony Środowiska, Ustawę Prawo Budowlane, Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków i innych obiektów budowlanych, Rozporządzenie Ministra Gospodarki w sprawie zasadniczych wymagań dla urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. Do tego dochodzą oczywiście wymagania w zakresie budowy instalacji elektrycznych, wentylacyjnych, wodnych, wymagania BHP oraz dotyczące wytrzymałości i jakości posadzki. Główną normą, która znajduje zastosowanie przy tego rodzaju projektach, jest norma PN-EN 50272-3:2007  - "Wymagania bezpieczeństwa i instalowania baterii wtórnych – Część 3: Baterie trakcyjne". Określa ona podstawowe wymagania w zakresie wyposażenia ładowni akumulatorów, wydajności wentylacji, zabezpieczeń itd.

 

Wymienione wyżej regulacje prawne mają przede wszystkim na celu zapewnienie bezpieczeństwa zarówno osobom obsługującym akumulatorownię, pozostałym pracownikom zakładu, jak i zapewnienie bezpieczeństwa środowiska naturalnego. Eliminacja błędów powstałych przy projektowaniu i budowaniu akumulatorowni jest uwarunkowana bezwzględnym stosowaniem się do tych przepisów. "Przepisy kładą nacisk na stworzenie takich warunków technicznych oraz organizacyjnych, które uniemożliwią wystąpienie lub zmniejszą prawdopodobieństwo pojawienia się zagrożeń dla obsługi związanych z użytkowaniem baterii." – przekonuje Robert Zientarski z firmy EnerSys. Istnieje kilka grup zagrożeń, na które narażone mogą być osoby obsługujące akumulatorownię. Są to m.in. wybuch gazów emitowanych podczas ładowania baterii, porażenia prądem elektrycznym lub oparzenia łukiem elektrycznym, oparzenia środkami chemicznymi, zatrucia oparami emitowanymi podczas ładowania czy urazy mechaniczne, związane z przemieszczaniem dużych mas. "Stąd kluczowym parametrem ładowni akumulatorów jest odpowiednio zabezpieczona przestrzeń, prawidłowo zaprojektowane oraz wykonane instalacje, prawidłowe wyposażenie dodatkowe, np. wyposażenie wspomagające wymianę baterii, dostosowane dla istniejącej floty wózkowej itd." – dodaje Robert Zientarski.

 

Po ukończeniu prac nad budową akumulatorowni, przed oddaniem jej do użytku należy uzyskać odpowiednie zezwolenia, a sam obiekt musi zostać skontrolowany przez takie organy, jak Państwowa Inspekcja Pracy, organy Nadzoru Budowlanego, BHP, Sanepid, właściwa jednostka straży pożarnej, Inspekcja Ochrony Środowiska. Dodatkowo, jeżeli akumulatorownia jest wyposażona w urządzenia podnoszące do wymiany baterii, użytkownik jest zobligowany do zgłoszenia takiego urządzenia do odbioru Urzędu Dozoru Technicznego. W trakcie eksploatacji powinien prowadzić konserwację tego urządzenia i odbiory zgodnie z obowiązującymi przepisami.

 

 

Aby eksploatacja akumulatorowni była całkowicie bezpieczna, bez względu na to, czy jest to ładownia otwarta, czy zamknięta, powinny w niej panować określone warunki związane z odpowiednim poziomem wilgotności, temperaturą czy wentylacją. Przede wszystkim pomieszczenie przeznaczone do ładowania baterii trakcyjnych powinno być wyposażone w sprawny system wentylacyjny. "Element ten, niestety, często jest niedoceniany albo nawet lekceważony, choć przyznać trzeba, że w wielu przypadkach z nieświadomości osób odpowiedzialnych za ten temat. Pamiętać trzeba, że brak wentylacji może prowadzić do wzrostu stężenia wodoru, a w ostateczności do wybuchu." – tłumaczy Mariusz Szewczyk, Benning Power Electronics. Sprawny system wentylacyjny powinien mieć usytuowane otwory nawiewne nisko (najlepiej tuż nad posadzką), natomiast otwory wywiewne w jak najwyższym punkcie pomieszczenia. "Takie rozmieszczenie wentylacji jest uwarunkowane właściwością masy cząsteczkowej wodoru, który wydziela się w procesie ładowania baterii. Wodór jest lżejszy od powietrza, a więc gromadzi się w najwyższym punkcie pomieszczenia." – wyjaśnia Agnieszka Czyrnek, z firmy Link. Dla właściwej kontroli tego parametru w akumulatorowni wykorzystuje się specjalny sygnalizator pracy systemu wentylacji, a także systemu wykrywania niebezpiecznego stężenia wodoru w pomieszczeniu. Innym rodzajem aparatury wspomagającej zapewnienie odpowiednich warunków w ładowni są pochłaniacze. Aby właściwie spełniały swoją funkcję, sytuuje się je nad stanowiskami do ładowania baterii. "Wydajność i rodzaj wentylacji uzależniona jest od wielkości floty, tj. od ilości oraz typu akumulatorów będących w ładowaniu, od typu prostowników, wielkości pomieszczenia ładowni itd. Wymagana jest tutaj indywidualna analiza obiektu oraz uwzględnienie ww. czynników." – przekonuje Robert Zientarski.

 

Kolejną sprawą jest temperatura. To o tyle ważny parametr w eksploatacji akumulatorowni, że wpływa bezpośrednio na żywotność i wydajność baterii trakcyjnych oraz na sprawność innego sprzętu elektrycznego w ładowni, głównie prostowników. Co do zasady temperaturę otoczenia w miejscu ładowania akumulatorów ściśle określają wytyczne sformułowane przez ich producentów. "Zasada w tym przypadku oczywista: im wyższa temperatura, tym mniejszy prąd ładowania. Należy pamiętać, że ważny przy tym jest komfort pracy pracownika. W celu jego zapewnienia zalecana temperatura w pomieszczeniu pracy to 20°C. Jest to również temperatura związana z obliczeniem wysokości prądu ładowania zalecana przez większość producentów akumulatorów." – wyjaśnia Agnieszka Czyrnek.

 

Rozważając kwestię warunków panujących w akumulatorowni, nie sposób nie wspomnieć o podstawowych wymaganiach w zakresie higieny i bezpieczeństwa pracy osób przebywających w tych pomieszczeniach. Aby zapewnić odpowiedni komfort pracy osobom obsługującym ładownię, pomieszczenie powinno być oświetlone zarówno światłem naturalnym, jak i sztucznym. Ponadto dla odpowiedniego komfortu i higieny pracy powinno się zabezpieczyć ładownię przed wilgocią, niekorzystnymi warunkami cieplnymi i nasłonecznieniem, a także drganiami i innymi czynnikami szkodliwymi dla zdrowia. Spełnienie tych warunków czyni pracę bardziej bezpieczną zarówno dla ludzi, jak i dla środowiska naturalnego otaczającego miejsce zakładu.

 

 

Projektując akumulatorownię w danej firmie, należy zastosować podejście indywidualne. Bez względu na wielkość floty sprawą kluczową w każdej ładowni jest bezpieczeństwo oraz sprawność ładowania i wymiany baterii. Ostateczny kształt akumulatorowni zależy od bardzo wielu czynników. Jednym z nich jest dostępna powierzchnia. W obliczu wysokich kosztów powierzchni magazynowej inwestor stoi przed wyzwaniem optymalnego gospodarowania dostępnym metrażem, a co za tym idzie, staje przed wyborem, czy projektować stanowiska otwarte, czy osobne wydzielone do tego celu pomieszczenie.

 

Ciekawym aspektem jest rodzaj pojazdów, jakimi dysponuje inwestor, a w szczególności ich marka. Jeżeli bowiem mamy do czynienia wyłącznie z jedną marką, możemy sobie pozwolić na ujednolicenia sprzętowe. Jeżeli jednak jest inaczej i firma dysponuje pojazdami i bateriami różnych marek, koniecznym staje się różnicowanie stanowisk do ładowania baterii.

 

Kolejnym czynnikiem godnym uwagi jest rodzaj i wyposażenie samych baterii. "W przypadku baterii wyposażonych w systemy centralnego uzupełniania bądź/i mieszania elektrolitu należy dodatkowo doposażyć akumulatorownię w urządzenia do obsługi tych systemów" – wyjaśnia Agnieszka Czyrnek.

 

Bardzo ważną kwestią, którą należy rozważyć już na etapie projektowym przed przystąpieniem do budowy akumulatorowni, jest analiza częstotliwości ładowania baterii względem czasu ich ładowania. Ten czynnik wpływa bezpośrednio na dobór urządzeń ładujących na podstawie weryfikacji intensywności eksploatacji wózków w stosunku do pojemności baterii.

 

Funkcjonalność ładowni baterii trakcyjnych zależy w dużym stopniu od zastosowanych systemów wymiany baterii i ich przemieszczania pomiędzy stacją ładowania a wózkiem widłowym. Transport ładunków (w tym również przemieszczanie baterii) jest ściśle określony w Rozporządzeniu Ministra Pracy i Polityki Społecznej w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy przy ręcznych pracach transportowych. Ponieważ pojemność baterii trakcyjnej jest ograniczona, szczególnie wśród firm pracujących w trybie wielozmianowym, popularnym rozwiązaniem są systemy szybkiej wymiany baterii. System jest prosty, aczkolwiek wymaga posiadania dwukrotnie większej floty baterii aniżeli liczebność floty wózków. Podczas gdy w trakcie trwania zmiany wózek pracuje na jednej baterii, druga przebywa w stacji ładowania, dzięki czemu po zakończeniu zmiany i wyeksploatowaniu dotychczasowej baterii, druga w pełni naładowana jest gotowa do wymiany i pracy przez kolejną zmianę. Wymiana baterii odbywa się na specjalnie przygotowanych do tego celu stanowiskach. Istnieją różne sposoby wymiany baterii (ręczne, półautomatyczne, automatyczne), a zasadność wyboru konkretnego rozwiązania jest uwarunkowana przez kilka czynników. Jednym z nich jest wielkość floty wózków, przy której stosuje się kryterium ekonomiczne. Dla niewielkiej floty wózków elektrycznych rozbudowane, automatyczne systemy wymiany baterii nie mają ekonomicznego uzasadnienia. Przy flocie kilkunastu wózków opłaca się zainwestować w rozwiązania półautomatyczne lub automatyczne, charakteryzujące się prostotą obsługi. W tym przypadku praca ludzka ogranicza się właściwie do kontroli procesu wymiany baterii, a czynności z tym związane może wykonać operator wózka, który został wcześniej odpowiednio przeszkolony. – "Wykorzystanie tego typu rozwiązań pozwala w dużej mierze zredukować koszty i czas, a zarazem zapewnić ciągłość pracy urządzeń transportowych. Z logistycznego punktu widzenia jest to najbardziej optymalny wariant, który nie zakłóca innych procesów firmy i pozwala zapewnić ciągłość funkcjonowania przedsiębiorstwa." – przekonuje Agnieszka Czyrnek.

 

 

Ze względu na kompleksowość projektu, jakim jest budowa akumulatorowni, zaleca się powierzenie jej wyspecjalizowanym firmom. Zdaniem ekspertów świadomość profesjonalizacji tego rynku wśród firm użytkujących flotę wózków napędzanych elektrycznie z roku na rok rośnie. Faktem jest jednak, że wśród polskich firm częstym problemem dotyczącym dostosowania i profesjonalizacji akumulatorowni są ograniczone środki finansowe przeznaczone na ten cel. "Dysponując odpowiednim zapleczem finansowym, można stworzyć akumulatorownię w pełni profesjonalną, przewyższającą minimalne standardy narzucone przez prawo. Jednakże biorąc pod uwagę polską specyfikę, częstym problemem jest trudność w dostosowaniu się do podstawowych wymagań statuowanych normami obowiązującego prawa. Przykładowo przedsiębiorstwa z kapitałem zagranicznym posiadają w pełni profesjonalne pomieszczenia tego typu, a część polskich przedsiębiorców boryka się z podstawowymi problemami dotyczącymi organizacji i wyposażenia akumulatorowni." – tłumaczy Agnieszka Czyrnek z firmy Link. "Jednakże możemy obecnie zauważyć, że nowo wybudowane oraz modernizowane pomieszczenia wykonane są w sposób profesjonalny i spełniają standardy europejskie. Z drugiej zaś strony sam użytkownik coraz częściej decyduje się na stworzenie profesjonalnego pomieszczenia do ładowania akumulatorów, gdyż pozwala mu to zaoszczędzić czas i obniżyć koszty związane z eksploatacją pojazdów zasilanych energią elektryczną." – dodaje Agnieszka Czyrnek. Pozytywny trend w podejściu polskich inwestorów do budowania nowoczesnych akumulatorowni potwierdza również ekspert z firmy EnerSys. "Z doświadczeń ostatnich kilku lat wynika, że świadomość wagi tego zagadnienia jest coraz większa. Coraz częściej budowane są nowoczesne, dobrze przemyślane ładownie, często zautomatyzowane, natomiast ładownie istniejące są modernizowane pod kątem zgodności z przepisami oraz wydajności. Wynika to ze zrozumienia zależności pomiędzy sprawnością, dostępnością i efektywnością sprzętu oraz bezpieczeństwem pracy a wydajnością produkcji." – przekonuje Robert Zientarski.

 

 

 

Wymagania bezpieczeństwa i instalowania baterii wtórnych – Część 3: Baterie trakcyjne (Streszczenie)

 

Dotyczy baterii wtórnych i instalacji bateryjnych stosowanych w pojazdach elektrycznych, np.: przemysłowych pojazdach elektrycznych (takich jak: wózki widłowe, wózki holownicze, maszyny sprzątające, pojazdy automatycznie sterowane), w lokomotywach, w elektrycznych pojazdach drogowych (np.: pojazdach pasażerskich i towarowych, wózkach golfowych, rowerach, wózkach inwalidzkich). Napięcia znamionowe są ograniczone odpowiednio do 1000 V prądu zmiennego i 1500 V prądu stałego i opisują podstawowe wielkości dla ochrony przed zagrożeniami pochodzącymi głównie od energii elektrycznej, emisji gazu i elektrolitu. Podaje wymagania dotyczące aspektów związanych z instalacją, użytkowaniem, nadzorem, konserwacją i likwidacją. Obejmuje ołowiowe, niklowo-kadmowe i inne wtórne baterie alkaliczne.

Potencjalne zagrożenia dla obsługi związane z użytkowaniem baterii trakcyjnych:

•     Wybuch gazów emitowanych podczas ładowania baterii,

•     Porażenia prądem elektrycznym lub oparzenia łukiem elektrycznym,

•     Oparzenia środkami chemicznymi,

•     Zatrucia oparami emitowanymi podczas ładowania,

•     Urazy mechaniczne związane z przemieszczaniem dużych mas.

 

W zakresie 1-10 wózków widłowych:

 

Dla dużych baterii dodatkowo konieczne może okazać się wyposażenie ładowni w urządzenie wspomagające wymianę baterii – ręczne lub prowadzone na elektrycznym wózku paletowym z elektromagnesowym wspomaganiem wysuwu.

 

W zakresie 1-50 wózków widłowych, oprócz urządzeń wspomagających wymianę (dla wymiany bocznej urządzenie elektromagnes, dla wymiany górnej opłacalna będzie już suwnica bramowa), należy rozważyć zastosowanie systemu zarządzania flotą z systemem FIFO. Korzystne jest też zastosowanie systemu demineralizacji wody sieciowej, zapewniającego ciągłą dostawę wody do uzupełniania w bateriach.

 

W zakresie powyżej 50 wózków widłowych opłacalne jest już zastosowanie najbardziej zaawansowanych systemów wymiany baterii – ważna jest tutaj ogólna sprawność systemu oraz optymalizacja wykorzystania dostępnej przestrzeni – taką możliwość dają zastosowania wielopoziomowych stanowisk ładowania. Zalecany jest system zarządzania flotą opartą na indywidualnych kontrolerach bateryjnych pozwalających na śledzenie historii pracy pojedynczej baterii.