27.06.2023 • Topstory • Lithium-Ionen-Akkus • Branderkennung • Brandvermeidung

Brandschutzlösung für Hochregallager bei Kettler Alu-Rad

Für ein automatisiertes Hochregallager bei Kettler Alu-Rad hat Wagner eine spezifische Brandschutzlösung entwickelt. Die Lithium-Ionen-Akkus, die dort in E-Bikes verbaut und gelagert werden, stellen durch ihr technologiebedingtes Brandrisiko eine Herausforderung dar, die Wagner mit Hilfe von Brandversuchen meisterte – mit einer Kombination aus Branderkennung und Brandvermeidung durch Sauerstoffreduzierung.

Das Hochregallager Kettler Alu-Rad GmbH kann bis zu 50.000 mit... — Das Hochregallager Kettler Alu-Rad GmbH kann bis zu 50.000 mit Lithium-Ionen-Akkus bestückte E-Bikes aufnehmen. © Wagner Group GmbH

Unter den Bedingungen des globalen Wettbewerbs kann sich kein Unternehmen Warenverluste oder Ausfallzeiten leisten. Brände oder Brandfolgeschäden sind daher unter allen Umständen zu vermeiden. Gerade bei erhöhtem Risiko ist ein zuverlässiger Brandschutz unerlässlich. Lithium-Ionen-Batterien stellen bezüglich ihrer Lagerung besondere Anforderungen an den anlagentechnischen Brandschutz, denn sie bergen die Gefahr einer Selbstentzündung, die fatale wirtschaftliche sowie umweltgefährdende Folgen haben kann: Bei einem Thermal Runaway lässt sich der Brandprozess nicht durch Löschen unterbrechen, Schadstoffe werden freigesetzt, ein Überspringen auf das benachbarte Lagergut im ungeschützten Raum führt zu einer Kettenreaktion und damit unweigerlich zu einer schnellen Brandausbreitung im Lager.

Für das vollautomatisierte Hochregallager von Kettler Alu-Rad, in dem bis zu 50.000 E-Bikes versandfertig verpackt und mit verbauten Akkus eingelagert werden, wurde daher eine Lösung gesucht, die im Falle eines Thermal Runaways die weitere Brandausbreitung unterbindet.

Die Lösung

Aktuell gibt es für den Brandschutz bei der Lagerung von Lithium-Ionen-Batterien keine Standardlösung. Dem bestehenden Selbstentzündungsrisiko dieser Energieträger lässt sich quasi nicht entgegenwirken. Kommt es zu einem Brand, erzielen konventionelle Löschmittel keine ausreichende Löschwirkung.

Für sein Hochregallager am neuen, hochmodernen Produktionsstandort hat der Fahrradhersteller gemeinsam mit den Spezialisten von Wagner sowie der Versicherung eine Risikobetrachtung des Schutzbereichs vorgenommen und individuelle Schutzziele definiert. Die Lithium-Ionen-Akkus der E-Bikes unterscheiden sich in Art und Größe. Sie befinden sich in einem definierten Ladezustand von ca. 30 % und besitzen somit ein besonders hohes Brandrisiko – eine echte Herausforderung mit besonderen Anforderungen an den Brandschutz. Die kompakte Lagerung im hohen Lagerraum, das Verpackungsmaterial der Ware sowie Risiken durch die Elektrik der automatisierten Anlage beeinflussen und vergrößern das potenzielle Schadensausmaß. Das wichtigste Schutzziel war daher, bei einem Thermal Runaway den Brand auf das eine betroffene Fahrrad zu beschränken und die Brandausbreitung zu verhindern.

Umfangreiche Brandversuche

Die ideale Lösung für die Lagerung der E-Bikes wurde mit Hilfe von umfangreichen Brandversuchen ermittelt. Durchgeführt wurden diese im DMT-Prüflaboratorium für Brandschutz, einer nach DIN EN ISO 9001 zertifizierten und nach DIN EN ISO/IEC 17025:2005 akkreditierten Prüfstelle für Brandprüfungen.

Die maßgebliche Innovation der für Kettler konzipierten Brandschutzlösung besteht darin, dass die Lagerung in der normalen Lagerumgebung möglich ist, ohne dass die Batterien wie bei anderen Gefahrstoffen in entsprechend vorgesehenen Behältern gelagert werden müssen. Dies verringert den Platzbedarf sowie den Personal- und Logistikaufwand erheblich.

Möglich ist dies durch den Einsatz des Sauerstoffreduzierungssystems OxyReduct. Es senkt in dem Schutzbereich des Hochregallagers das Sauerstoffniveau auf ein definiertes Schutzniveau ab und hält dieses kontinuierlich. Im Falle eines Akku-Brandes unterbindet dies die Ausbreitung des Feuers; eine Kettenreaktion wird durch den als optimal ermittelten Abstand zwischen den Kartons verhindert. Der Betrieb kann unterbrechungsfrei weiterlaufen und der Erhalt der Lieferfähigkeit bleibt gesichert.

Das automatisierte Lager ist unter Berücksichtigung der DGUV-Vorgaben auch unter Sauerstoffreduktion für Personen begehbar. Um Schwel- und Kabelbrände, die auch in der sauerstoffreduzierten Atmosphäre noch möglich sind, rechtzeitig zu erkennen, ergänzt Wagner die Lösung mit dem hochsensiblen, täuschungssicheren Brandfrühesterkennungssystem Titanus. Diese Ansaugrauchmelder sind bis zu 2.000 Mal sensibler als herkömmliche Punktmelder und detektieren Brände bereits in der Entstehungsphase (Pyrolyse). Dafür entnehmen sie der Umgebungsluft stetig Luftproben und untersuchen diese auf Rauchpartikel. Durch das Erkennen einer Brandentwicklung in einem sehr frühen Stadium können Gegenmaßnahmen entsprechend frühzeitig eingeleitet werden.