Hipótesis sobre la causa de la explosión de la batería que voló una casa en Alemania

De pv magazine Alemania

Hace unas semanas, la explosión de una batería de 30 kWh en Lauterbach (Hesse, Alemania) causó un gran revuelo. El propietario de la batería y de la vivienda es un técnico electrónico en energía y tecnología de la construcción con 20 años de experiencia profesional. Su casa quedó destruida por la explosión y desde entonces es inhabitable. Es más, corre grave peligro de derrumbarse, por lo que los investigadores de la policía y los investigadores no se atreven a entrar en el edificio. Esto hace casi imposible determinar al 100% la causa de la explosión. Tanto más cuanto que la demolición del edificio es inminente.

Para no dar más lugar a especulaciones, el propietario ha declarado a pv magazine que el sistema de almacenamiento estaba formado por tres baterías de Shenzhen Basen Technology. Él mismo había importado dos en junio de 2022 y otra en junio de 2023 a través de la plataforma Alibaba. Eran los modelos “BR-48200B” y “MY-381”, cada uno con 10 kWh de capacidad basados en la tecnología de fosfato de hierro y litio, también abreviada como LiFePO4 o LFP, en una carcasa de 19 pulgadas.

El almacenamiento en baterías se combinó con un sistema fotovoltaico de 15,47 kW, que estaba a punto de ampliar a 19,565 kW con nuevos módulos en su invernadero.

Según el operador, aún no se ha aclarado la causa del accidente, y no había indicios electrotécnicos. Antes del accidente, el SOC de la batería era del 90,2% y su tensión, de 52,41 V.

Tras la explosión, la sala de calderas y el resto del sótano, donde también estaban las baterías, se llenaron completamente de humo blanco. Sin embargo, “no se veían rastros de fuego, o apenas se veían”. “Los inversores parecían intactos”, afirma. Mucho después del incidente, dice, notó un olor, que describe como olor a litio. Se pregunta si tiene sentido utilizarlo en interiores si las pruebas de seguridad se realizan con los componentes al aire libre. Allí, el humo se disipa, por lo que se descuida en la consideración.

Surgen dudas sobre qué gas explotó, si la explosión se produjo dentro o fuera de la batería y cómo se generó.

Los científicos comentan

Para conocer mejor el comportamiento de las baterías LFP, pv magazine se puso en contacto con dos científicos. Por supuesto, no pueden comentar el incidente concreto porque la investigación sobre la causa del incendio no ha concluido, pero sí se pueden verificar algunas hipótesis generales.

Por un lado, ha dado su visión Egbert Figgemeier. Es profesor y científico de los procesos de envejecimiento y el pronóstico de vida útil de las baterías en la Universidad RWTH de Aquisgrán y jefe de grupo de investigación en el Centro de Investigación Jülich.

Figgemeier explica que es bastante concebible que el electrolito de las celdas se descomponga, y provoque el hinchamiento de las mismas. Un cortocircuito interno en la célula podría provocar la ignición de los gases. “Para ello no es absolutamente necesaria una fuente de ignición externa”, afirma Figgemeier. También explica el humo blanco por los productos de descomposición del electrolito, que también puede contener gases peligrosos. La formación de hollín no es necesariamente de esperar, ya que muchos componentes de las células también pueden arder sin dejar residuos a las altas temperaturas. El desencadenante de la explosión podría haber sido una fuga térmica.

Por otro lado, Axel Durdel, de la Universidad Técnica de Múnich, explicó en respuesta a una consulta de pv magazine que, en el “peor de los casos”, una batería LFP podrían emitir hidrógeno, dióxido de carbono, monóxido de carbono, eteno, metano y otros gases. En este caso, ya se ha discutido mucho sobre la posible formación de hidrógeno con la consiguiente explosión. En principio, esto es posible, pero no se puede estimar si se han alcanzado las condiciones para una combustión espontánea, prosigue Durdel.

El científico de la Universidad Técnica de Múnich explica además que no se ha dado el caso de que las baterías puedan provocar una explosión de este tipo sin una reacción térmica. En otras palabras: de alguna manera tienen que calentarse, por ejemplo, a través de un escape térmico. A continuación, la presión interna puede aumentar debido a reacciones secundarias no deseadas. O bien la batería explota, con escape de gases calientes, como también dijo Figgemeier. “Sin embargo, en baterías con menor densidad energética o con un estado de carga bajo, es muy posible que el gas no se inflame directamente al salir de la batería, sino que la ignición se produzca a través de fuentes de ignición externas”, dice Durdel. Pero entonces tendría que haber rastros en la batería. En el caso que nos ocupa, es probable que esto ya no pueda verificarse, puesto que ya no se puede entrar en la sala por peligro de derrumbe.

El propietario del acumulador señaló el problema de las pruebas de seguridad con acumuladores de litio al aire libre. Figgemeier confirmó que no se harían en interiores, sino que se utilizarían búnkeres semiabiertos para dichas pruebas. Durdel, por su parte, explicó que las pruebas de seguridad de las células de iones de litio, realizadas de acuerdo con las normas, se llevaron a cabo casi exclusivamente en salas de pruebas con sistemas de filtrado adecuados. En comparación con esto, en principio es concebible que en una habitación en un sótano pueda acumularse una mayor densidad de gas sin el correspondiente sistema de extracción de aire. Sin embargo, el científico de la TU Múnich no pudo decir si esto sería suficiente para una autoignición.

¿Son seguras las baterías?

Por lo general, los expertos consideran seguros los sistemas de almacenamiento de baterías que han sido instalados de forma profesional y cuentan con los certificados necesarios. También tiene sentido asegurarse de que los sistemas son compatibles entre sí. Los fabricantes de inversores y los fabricantes de baterías suelen probar las combinaciones de dispositivos y aprobar mutuamente si pueden utilizarse juntos. En el caso de los sistemas integrados, esto lo hace el integrador del sistema. La seguridad de estos sistemas también queda demostrada por el hecho de que se han registrado muy pocos accidentes en comparación con el más de un millón de sistemas fotovoltaicos de almacenamiento doméstico instalados en Alemania. Los sistemas de monitorización, con los que cuentan la mayoría de los fabricantes establecidos, también ayudan a detectar condiciones críticas en los sistemas con la suficiente antelación.