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Batterieladestation für Flurförderzeuge (FFZ):
Vorschriften, Gefahren, Alternativen

Elektrisch betriebene Stapler laden regelmäßig in einer Batterieladestation auf, damit ihre Batterien stets frische Energie erhalten. Um einen sicheren und fehlerfreien Betrieb sicherzustellen, müssen Unternehmen bei der Planung und Integration von Batterieladestationen zahlreiche Sicherheitsvorschriften beachten.

Was sind Batterieladeanlagen und Batterieladestationen?

Eine Batterieladeanlage bezeichnet übergreifend Batterieladeräume, Batterieladestationen, Einzelladeplätze und die für das Laden benötigten elektrischen Vorrichtungen.

In einem Batterieladeraum befinden sich Ladegeräte, die während der Aufladung von den Batterien räumlich getrennt sind. Im Vergleich dazu laden Batterien und Ladegeräte in Batterieladestationen im selben Raum.
Bei Einzelladeplätzen (Ladestellen) verbleibt die Batterie während des Ladens im Fahrzeug und wird nicht ausgebaut.

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Warum braucht man eine Batterieladestation?

Batterieladestationen sind notwendig, um elektrobetriebene Flurförderzeuge mit Blei-Säure-Batterie zu laden. Sie müssen bestimmte Anforderungen erfüllen, die das Handling von Blei-Säure mit sich bringt.

Denn bei der Batterieladung bildet sich ein explosionsfähiges Wasserstoff-Sauerstoff-Gemisch, das als Knallgas explodieren kann. Die Blei-Säure-Batterie enthält außerdem Elektrolytflüssigkeit aus verdünnter Schwefelsäure, die stark ätzend wirkt. Ab einer bestimmten Spannung kann die Berührung der Batterie gefährliche Körperströmungen auslösen.

Batterieladestationen sind daher feuerhemmend von den anderen Bereichen zu sichern und brauchen eine gute Belüftung. Zusätzlich sollten Unternehmen mit Warnschildern auf etwaigen Gefahrenquellen hinweisen.

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Welche Vorschriften gelten für die Batterieladestation?

In Deutschland gelten bei der Errichtung von Niederspannungsanlagen die Normen der Normenreihe DIN VDE 0100. Die Norm regelt, wie die Planung, Errichtung und Prüfung von Niederspannungsanlagen umzusetzen sind, um einen hohen Sicherheitsstandard zu gewährleisten. Sie hält Bedingungen für das sichere Arbeiten in und rund um elektrische Anlagen wie Batterieladestationen fest.

Dies gilt auch für Batterieladestationen, die nach DIN VDE 0100 als „Elektrische Betriebsstätten“ bzw. „Abgeschlossene elektrische Betriebsstätten“ klassifiziert sind. Um Gefährdungen von Personal zu verhindern, müssen Unternehmen die Batterieladestationen gegen elektrische Schläge, thermische Effekte und Störspannungen sowie elektromagnetische Störfaktoren sichern.

In der Norm finden Unternehmen Vorgaben zu Arbeits-, Bedienungs- und Wartungsabläufen. Sie erklärt auch die Vorgehensweise bei Wartungsarbeiten an Kabeln in oder in der Nähe der Ladestation und welche Tätigkeiten in der Batterieladestation erlaubt sind.

Ziel ist es, Gefährdungen für Personen zu vermeiden und ein besonders hohes Maß an Betriebssicherheit zu erreichen. Das bedeutet, dass bei der Installation und späteren Maßnahmen zu Änderungen immer sowohl der Personen- als auch der Anlagenschutz wichtig sind.

Während ihrer Lebensdauer wird die Batterieladestation regelmäßig gewartet, überprüft und bei etwaigen Mängeln wieder instandgesetzt.

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Welche räumlichen Vorgaben für eine Batterieladestation gibt es?

Ein Einzelladeplatz ist mindestens 2 Meter hoch. Wenn ein Stapler in der Ladestation steht, müssen die Bedienungsseiten mit einer Gangbreite von mindestens 0,6 Metern frei begehbar sein.

Folgende räumliche Vorgaben bestehen:

  • nicht in geschlossenen Großgaragen errichten
  • nicht feuer-, explosions- oder explosivstoffgefährdet
  • weder feucht noch nass
  • mögliche Überschwemmungen oder einen Grundwasseranstieg einberechnen
  • frostfreier, kühler Platz ohne direkte Sonneneinstrahlung
  • Dauerhafte Markierungen, Wände, Hindernisse oder Abstände zur Abgrenzung von anderen Betriebsbereichen (ab einer Bemessungsspannung von über 60 Volt und einer Lade-Bemessungsleistung von über 1 kW)

Ein rissfreier und antistatischer Fußboden mit einem Erdleitwiderstand von höchstens 108 Ω ist Voraussetzung. Unternehmen sollten die Decke, Wände und den Fußboden der Batterieladestation elektrolytbeständig sichern.

Für einen sicheren Einsatz ist es wichtig, die Ladeleitungen der Batterieladestation vor Beschädigungen durch Überfahren, Quetschen oder Abscheren zu bewahren.

Brandvorschriften

Damit die Batterieladestationen kein Feuer fangen, müssen Unternehmen sie feuerhemmend von den übrigen Bereichen wie Lagern oder Produktionsstätten trennen und sichern (mind. Feuer-Widerstandsklasse F30). Die erforderliche Feuerwiderstandsdauer der Bauteile liegt bei 30 Minuten.

Weitere Vorgaben zum Brandschutz sind:

  • Feuerlöscher und Brandmeldeanlagen integrieren
  • Abstand zu brennbaren Baustoffen oder Materialien von mindestens 2,5 Metern
  • keine mobilen Geräte im Ladebereich verwenden
  • Sicherheitszone von einem halben Meter ohne Funkenflug, glühende Körper, Lichtbögen oder offene Flammen
  • absolutes Rauchverbot
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Wired battery chargers with connectors -Kabelgebundene Batterieladegeraete mit Steckverbindungen opportunity charging

Lüftung von Batterieladestationen

Für einen möglichst sicheren Einsatz der Batterieladestation ist eine permanente Belüftung durch technische oder natürliche Lüftungsschlitze Voraussetzung. Die Belüftung reicht dann aus, wenn die Luft stündlich mindestens 2,5-mal ausgetauscht wird.

Nach dem Ladevorgang sollte die Lüftung noch für mindestens eine Stunde aktiv sein, damit das gesamte Wasserstoffgemisch ins Freie transportiert wird.

Befinden Zu- und Abluft sich an derselben Wand, müssen dazwischen mindestens zwei Meter liegen, damit sie keine gefährlichen Gase und Dämpfe einsaugen. Die Belüftung mit Frischluft ist in Bodennähe angebracht, die Entlüftung oberhalb des Batterieniveaus.

Mitarbeiter überprüfen und reinigen die Rohre und Schächte regelmäßig.

Bei einer technischen Belüftung ist eine gegenseitige Verriegelung oder ein Alarm des Ladegeräts und des Belüftungssystems erforderlich, wenn die nötige Luftströmung für den Ladeprozess nicht erbracht wird.

Bei natürlicher Belüftung sollte die Luftgeschwindigkeit bei mindestens 0,1 Meter pro Sekunde liegen. Fenster und Türen gelten nur dann als freie Wandöffnungen, wenn sie während des gesamten Ladeprozesses durchgängig offenstehen.

Laden mehrere Batterien zeitgleich in einem Raum, berechnet sich der gesamte Luftvolumenstrom für die Batterieladestation aus der Summe der Luftvolumenströme aller im Bereich zu ladenden Batterien.

Kennzeichnung von Batterieladestationen

Für einen möglichst sicheren Einsatz der Batterieladestationen können Unternehmen auf einige Kniffe zurückgreifen. So weisen aufgestellte Warnschilder die Mitarbeiter bereits auf mögliche Gefährdungen durch Überladung, Feuer, offenes Licht und das absolute Rauchverbot hin.

Jede Station verfügt über eine Notdusche, ein Waschbecken, eine Augenspülstation und einen Verbandkasten. Im Falle eines Unfalls haben die Mitarbeiter die Möglichkeit, direkt vor Ort Erste Hilfe zu leisten.

Für die Reinigung des Einzelladeraums und der Batterie ist ein Wasseranschluss mit Schlauch in der Batterieladestation sinnvoll.

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Einsatz von Batterieladestationen – Gefahren

Mit dem Einsatz von Batterieladestationen gehen mehrere Gefahrenquellen einher. Folgendes sollten Unternehmen im Umgang mit Batterieladeanlagen beachten:

  1. Auf der Batterieoberfläche schwebt Wasserstoff, da er leichter als Sauerstoff ist. Deshalb besteht bei der Öffnung des Batteriefachs die Gefahr, dass Mitarbeiter den Wasserstoff in einer starken Konzentration einatmen.
  1. Während der Aufladung speist sich die Batterie mit hohen Ladeströmen – das verkürzt die Gebrauchsdauer signifikant. Bei einer Überladung der Batterie erhöht sich die Temperatur, wodurch akute Brandgefahr
  1. Wird die Batterie überladen, entwickelt sich ein explosionsfähiges Sauerstoff-Wasserstoff-Gemisch, das als Knallgas explodieren kann. Die kritische Ladespannung liegt bei mehr als 2,40 Volt pro Zelle, darüber erreicht die Wasserstoffausgasung eine gefährliche Konzentration. Dann besteht akute Explosionsgefahr.
  1. Beim Austausch der Batterien und während der Wartung kommen Mitarbeiter mit gefährlichen Chemikalien wie Elektrolyten in Kontakt. Dabei können Unfälle am Arbeitsplatz entstehen.
  1. Stapler laden hauptsächlich nach dem Schichtende der Mitarbeiter, um die allgemeine Produktion so wenig wie möglich einzuschränken. Der unbeaufsichtigte Betrieb ist gefahrenerhöhend.
  1. Wenn Mitarbeiter Stapler mit dem Ladegerät verbinden wollen, besteht die Gefahr, dass sie die elektrische Polarität der Anschlussstellen verwechseln. Auch wenn Anschlussklemmen oder Verbinder nicht festsitzen, können Brände oder weitere Beschädigungen

Nachteile beim Einsatz von Batterieladestationen für Flurförderzeuge

Das Laden von Bleibatterien in Batterieladestationen ist mit einem hohen Wartungsaufwand verbunden. Zudem ist der Aus- und Einbau der Batterie für Mitarbeiter sehr aufwändig und unbeliebt. Auch in puncto Arbeitssicherheit stellen Batterieladestationen ein erhebliches Risiko dar.

So müssen Mitarbeiter die Traktionsbatterien regelmäßig auf ihre Elektrolytdichte kontrollieren oder Wasser nachfüllen. Dabei tragen sie gepflegte, säurefeste Schutzkleidung inklusive Brille, Handschuhe, Schürze und Schuhe, um Verletzungen zu vermeiden.

Die Einzelladeplätze und die Batterien müssen sich immer in einem sauberen Zustand befinden. Verschmutzen die Komponenten, kann sich Kriechstrom bilden. Hieraus resultiert eine erhöhte Brand- und Verletzungsgefahr.

Aus umwelttechnischen Gründen darf keine Elektrolytlösung in die öffentliche Kanalisation oder in Kläranlagen gelangen. Sollte elektrolythaltige Flüssigkeit auslaufen, wird sie mit einem saugfähigen, neutralen Bindemittel aufgewischt. Danach sammeln Mitarbeiter den Elektrolyten zur Neutralisierung in säure- und laugebeständigen Behältern.

Da die Stapler meist unbeaufsichtigt laden, benötigen die Batterieladestationen RCDs Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen mit einem Differenz-Bemessungsstrom von ≤ 300 mA.

Wenn das nicht möglich ist, muss der Betreiber einen Schutz gegen Überlast oder Kurzschluss auf der Netzseite herstellen. Auf der Ladeseite befindet sich eine Überstrom-Schutzvorrichtung, die sich an den größten Ladestrom anpasst.

Automatisierte Ladestationen: Induktive Energieübertragung als Alternative für mehr Sicherheit

Aufgrund der vielseitigen Nachteile der Blei-Säure-Batterie setzen immer mehr Unternehmen auf moderne Lithium-Ionen-Batterien.

Für das Laden der Lithium-Ionen-Batterie ist keine festintegrierte Batterieladestation mehr nötig. Im Gegensatz zur Ladung mit Bleibatterien müssen Unternehmen für den Einsatz von Lithium-Ionen-Batterien keine Be- und Entlüftungsanlage einbauen. Die Energieübertragung gelingt wasserstofffrei. Es bilden sich keine gefährlichen Gase. Somit erhöht sich der Mitarbeiterschutz, während sich die Einbaukosten verringern.

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Automatisierten Ladevorgang und keine Tiefenentladung

Zudem brauchen Lithium-Ionen-Batterien keine Tiefenentladung und zeichnen sich durch ihre schnelle Ladefähigkeit aus. Hierdurch lassen sie sich zwischenladen.

Bei herkömmlichen Batterieladestationen werden die Batterien mit einem Stecker geladen. Der Prozess unterbricht die Mitarbeiter in ihrem täglichen Workflow. Statt um ihre Transportaufgaben müssen sie sich auch um die Ladung der Batterie kümmern. Im alltäglichen Doing fällt diese Aufgabe häufig unter den Tisch. Wer nur wenige Minuten hält, schließt das Fahrzeug meist nicht an die gewünschte Ladestation an. Die Folge: Die Fahrzeugbatterien sind nach Schichtende leer und müssen mehrere Stunden geladen werden, bevor das Fahrzeug wieder einsatzfähig ist.

Induktive Ladesysteme ermöglichen hingegen einen automatisierten Ladevorgang, der einsetzt, sobald das Fahrzeug abgestellt wird oder anhält. Selbst bei kurzen Stopps wird die Batterie effizient mit Energie versorgt. Die Mitarbeiter müssen den Ladeprozess nicht manuell handeln und werden so von Ladeaufgaben entlastet. Die Fahrzeuge verfügen immer über genügend Energie. Hierdurch entfallen Stillstandszeiten und die Fahrzeugverfügbarkeiten erhöhen sich um bis zu 32%.

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