Akkujärjestelmien turvallisuus

Abstract

Yhä lisääntyvä sähkölaitteiden käyttö lisää erilaisten akkujärjestelmien suosiota kuluttajien keskuudessa. Esimerkiksi monet kodinkoneet ovat muuttuneet langattomiksi tehokkaiden akkujen seurauksena. Akkujen käyttö lisää käyttömukavuutta, mutta tuo myös haasteita turvallisuudelle. Opinnäytetyössä pohditaan akkujärjestelmien vaikutusta kuluttajan näkökulmasta turvallisuuteen.

Akkujärjestelmien yleistyminen on johtanut akkutekniikoiden kehittymiseen turvallisempaan suuntaan. Lyijy- ja alkaliakut ovat väistymässä tehokkaampien ja kevyempien litiumakkujen tieltä. Litiumakut tulee varustaa suojapiirillä, joka valvoo akun toimintoja, kuten latausta ja purkua. Suojapiirillä on suuri merkitys vikatilanteissa, joissa kennostoa yritetään käyttää liian suurella virralla.

Yleistyvä pienvoimalakulttuuri luo omat haasteensa energianvarastoinnille. Esimerkiksi aurinkovoimalan tuottama sähkö on valmiiksi tasavirtaa, joka voidaan helposti varastoida akustoon. Akkujärjestelmien lataaminen voi kuitenkin tuottaa ikäviä yllätyksiä kennoston vikaantuessa. Suurta akkupaloa on hankala sammuttaa ja siitä syntyvät kaasut ovat myrkyllisiä.

Opetusmateriaalin tueksi luotu kokonaisuus käsittää akkutyyppien esittelyn, turvallisen käytön ja hävityksen sekä ajankohtaisia käyttöesimerkkejä. Aiheita käsitellään kerätyn materiaalin puitteissa painottuen nykyaikaisten litiumakkujen tuvallisuuteen.

Increasing use of electrical devices is also increasing the popularity of rechargeable battery systems among consumers. Many home appliances have become wireless as a result of powerful batteries. The use of batteries ncreases comfort level but also affects safety. This thesis examines the safety of battery systems from the consumer’s perspective.

The widespread availability and use of battery systems has led to the development of safer battery technology. Lead and alkaline batteries are being replaced by the more efficient and lighter lithium batteries. Lithium batteries should be equipped with a protective circuit that monitors battery functions such as charging and discharging. The protective circuit is important in fault situations when the cell is charged or discharged with overcurrent.

Also, small-scale power plant culture is creating challenges for energy storages. For example, a solar power plant generates direct current which can be easily stored in batteries. However, recharging battery systems may lead to unpleasant surprises if something goes wrong. It is difficult to extinguish a large battery fire and the gases it produces are very toxic.

This thesis was made to support teaching material. It includes an introduction to battery types, safe use and disposal manual, and real-life use examples. The topics are presented according to the collected material, which is mainly focused on modern lithium batteries.