Functie van de batterijen
Alle elektrische stroom op het ISS wordt opgewekt via de zonnepanelen van het station, die zonlicht omzetten in elektrische energie. In tijden dat het ISS echter door de ‘orbitale nacht’ gaat, kunnen de zonnepanelen geen energie meer produceren. Als zodanig is het noodzakelijk dat het ISS energie opslaat in batterijen, die het vervolgens kan gebruiken om zijn systemen van stroom te voorzien tijdens periodes van duisternis. Elke 1,5u maakt het ISS een rondje om de aarde, waarvan 45 minuten in het zonlicht is. Tijdens deze periode worden de batterijen opgeladen via de zonnepanelen en de batterijen worden ontladen terwijl ze de belastingen van het station voeden tijdens de periode van 45 minuten duisternis per baan.

De nikkel-waterstof (Ni-H2) batterijen
In totaal heeft het ISS acht afzonderlijke voedingskanalen, waarbij elk kanaal drie batterijen heeft – hoewel één batterij wordt beschouwd als een ‘reeks’ van twee afzonderlijke batterijeenheden die met elkaar zijn verbonden, wat in feite neerkomt op zes batterijen per kanaal, en dus 48 batterijen op ISS in totaal. Elk van de oude batterijen is van het type nikkel-waterstof (Ni-H2), die vanwege hun lange levensduur doorgaans altijd in ruimtetoepassingen zijn gebruikt, omdat ze bestand zijn tegen een groot aantal ontladingscycli zonder grote verslechtering. Bovendien zijn Ni-H2 batterijen niet gevoelig voor overladen en tegenstroom, waardoor ze goede veiligheidseigenschappen hebben.

Een nadeel van Ni-H2 batterijen is echter dat ze gevoelig zijn voor “batterijgeheugen”, waar de batterij een deel van zijn capaciteit kan verliezen als deze niet volledig opgeladen en ontladen wordt tijdens elke cyclus. Om deze reden wordt er regelmatig “batterijconditionering” uitgevoerd op het ISS, om te voorkomen dat er batterijgeheugen ontstaat. Elk van de Ni-H2 batterijen van het station bestaat uit 38 afzonderlijke cellen (76 cellen per string van twee batterijen), waarbij elke cel bestaat uit een drukvat met gasvormige waterstof dat is opgeslagen tot 1.200 psi, dat wordt gegenereerd tijdens het laadproces zelf. De oudste batterijen op het station zijn nu ongeveer 10 jaar oud en bereiken het einde van hun ontwerplevensduur.

Lithium-ion (Li-ion) batterijen
Dit betekent dat vervangende batterijen nodig zijn om het ISS te behouden tot de huidige geplande pensioendatum van 2024. Ni-H2 batterijen worden nu echter beschouwd als oude technologie, aangezien de meeste systemen van het station eind jaren tachtig werden ontworpen en begin jaren negentig. Het ISS-programma heeft daarom besloten om de batterijen van het station tijdens het vervangingsproces te moderniseren door over te stappen op moderne lithium-ion (Li-ion) batterijen. Deze batterijtypen werken via lithiumionen die tijdens het laadproces tussen elektroden bewegen, in plaats van waterstofgas onder druk zoals gebruikt in Ni-H2 batterijen.

Als gevolg hiervan zijn Li-ion batterijen veel lichter en kleiner dan Ni-H2 batterijen, omdat ze geen drukvatcontainers nodig hebben voor de opslag van waterstofgas, wat betekent dat Li-ion batterijen een zeer hoge energiedichtheid hebben in vergelijking met Ni-H2 batterijen. Dit heeft veel voordelen voor het ISS-programma, omdat het betekent dat slechts één enkele Li-ion batterij de functie van twee van de vorige Ni-H2 batterijen kan vervangen. Dit betekent op zijn beurt dat slechts de helft van het aantal Li-ion batterijen (24) nodig is om alle Ni-H2 batterijen van het station (48) te vervangen, wat ook het aantal vereiste lanceringen halveert. Li-ion batterijen zijn ook niet gevoelig voor batterijgeheugen, waardoor het niet nodig is om de batterij te conditioneren. Li-ion batterijen hebben echter enkele nadelen, namelijk het feit dat ze veel gevoeliger zijn voor overladen, wat moet worden voorkomen via accubeheer- en beveiligingssystemen. Bovendien hebben Li-ion batterijen doorgaans een kortere levensduur dan Ni-H2 batterijen, omdat ze niet zoveel laad- / ontlaadcycli kunnen doorstaan ​​voordat ze merkbare achteruitgang ondergaan. De ISS Li-ion batterijen zijn echter ontworpen voor 60.000 cycli en een levensduur van tien jaar. Bovendien zullen ze celbalancering en instelbare laadspanningstechnologie bevatten om hun levensduur te maximaliseren.

Li-ion batterijen hebben in het verleden opmerkelijke problemen ervaren, in de vorm van oververhitting en “thermische runaway”. De Li-ion batterijen die op het ISS zullen worden gebruikt, zijn weliswaar vervaardigd door hetzelfde bedrijf (GS Yuasa), maar zijn ontworpen met lessen die zijn getrokken uit de problemen, en hebben strenge ruimtecertificeringstests doorstaan. In het bijzonder bevatten de ISS Li-ion batterijen twee regelingen tegen thermische runaway, spannings- en temperatuurbewaking van individuele cellen, circuitbeveiliging en foutisolatie van individuele cellen en thermische hittebarrières tussen celpakketten.

Qua constructie bevat elke ISS Li-ion batterij 30 afzonderlijke cellen, verpakt in een doos die dezelfde afmetingen en montage-interfaces behoudt als de vorige Ni-H2 batterijen, maar met een aanzienlijk lager gewicht (430 pond in plaats van 740 pond). Een enkele Li-ion batterij vervangt de functies van twee Ni-H2 batterijen, maar aangezien twee Ni-H2 batterijen in een ‘string’ met elkaar zijn verbonden en als één batterij worden beschouwd, betekent dit dat adapterplaten ook nodig zijn. Dit om de enkele Li-ion batterij aan te sluiten op de bestaande aansluitingen voor de onnodige tweede batterij in elke string en zo het circuit te voltooien.

Nikkel cadmium batterijen en een nikkelmetaalhydride batterijen hebben een aantal interessante verschillen van elkaar:
– Nikkelmetaalhydride batterijen hebben tot twee keer zoveel capaciteit als nikkel cadmium batterijen.
– Nikkel cadmium batterijen lijden vaak meer aan het ‘geheugeneffect’ dan de nikkelmetaalhydride batterijen.
– Nikkelmetaalhydride batterijen vergen minder onderhoud en zorg.

De nikkelmetaalhydride batterij kan worden beschouwd als de ontwikkeling op de nikkel cadmium batterij.

Er zijn meerdere verschillen tussen een lithium en alkaline batterij. Hieronder staan de belangrijkste onder elkaar:

• Lithium batterijen gaan over het algemeen 7x langer mee dan alkaline batterijen.
• Alkaline batterijn zijn doorgaans goedkoper dan lithium batterijen
• Lithium batterijen worden vaak toegepast voor professioneel gebruik, terwijl de alkaline varianten vooral worden gebruikt voor consumentenapparaten als afstandsbedieningen en radio’s.

Geïnteresseerden kunnen op onze website meer lezen over alkalinebatterijen en lithiumbatterijen. Merken die lithium batterijen produceren zijn onder andere Saft, Tadiran en GP Batteries. Alkalinebatterijen worden geproduceerd door verschillende merken, waaronder Procell en Panasonic.

Er is veel informatie beschikbaar. De meeste informatie vindt u hier.

Daarnaast hieronder een aantal interessante websites.

• Europese Commissie
• Euronorm

Bij ATEX wordt gesproken over gevarenzones.

De omgevingsatmosfeer en de heersende omstandigheden op de werkplek zijn allesbepalend voor de installatiemethoden van het toe te passen materieel en de keuze van de te gebruiken arbeidsmiddelen. Het is daarom een eerste vereiste dat er een gevarenzone indeling wordt gemaakt van de gebieden die met het oog op gas- en stofexplosiegevaar gevaarlijk zouden kunnen zijn.

Die potentieel gevaarlijke gebieden worden op grond van frequentie en duur van het optreden van een explosieve atmosfeer in gevarenzones onderverdeeld:

• Zone 0, 1 en 2: bij kans op een gasontploffing (een mengsel van brandbaar gas, damp of nevel met lucht).
• Zone 20, 21 en 22: bij kans op een stofontploffing (een wolk brandbare stof).

Hierbij geldt dat het laagste getal de gevaarlijkste zone aangeeft. Naarmate een gevarenzone zwaarder is ingedeeld worden er ook strengere eisen gesteld aan de inrichting van de werkomgeving en aan de toepassing en het gebruik van materieel en beveiligingssystemen. Voor meer informatie over ATEx kijk hier.

ATEX staat voor ATmosphères EXplosives, oftewel een explosieve atmosfeer.

Onder een explosieve atmosfeer wordt het volgende verstaan: een mengsel van brandbare stoffen in de vorm van gassen, dampen, nevels en stof, onder atmosferische omstandigheden, waarin de verbranding zich na ontsteking uitbreidt tot het gehele mengsel.

Sinds Juli 2003 echter zijn de ATEX 95 en ATEX 137 ingevoerd; richtlijnen die speciaal geschreven zijn om de aandacht te focussen op veiligheid in explosieve ruimten en die het gebruik van explosieveilige producten wettelijk verplicht stellen in dit soort ruimten.

De richtlijn geldt voor alle ondernemingen waar “door het gebruik van brandbare stoffen een gevaarlijke explosieve atmosfeer kan ontstaan en het daardoor tot explosiegevaar kan komen”. Voor meer informatie over ATEX kijk hier.

Of een lamp wel of niet ATEX-gecertificeerd is kan men zien op de behuizing van de lamp. De certificering is er in gedrukt. Dit bestaat uit een aantal coderingen. Deze coderingen en hun betekenissen zijn de volgende:

• CE: Deze code onderschrijft dat het product aan alle gestelde kwaliteitseisen van de EU voldoet.
• Ex: Het specifieke teken voor explosiepreventie.
• G, D of GD: Toepasbaar in gas (G), stof (D) of beide (GD) atmosferen.
• E Ex: Goedgekeurd voor gebruik in explosieve ruimten volgens de laatste gemeenschappelijke Europese eisen.
• E ib: Mate van bescherming.
• IIA, IIB of IIC: De gas groep waarbinnen het product valt. (Bij IIA is het risico op ontvlamming het kleinst, bij IIC het grootst).
• T1 t/m T6: Temperatuurclassificatie van de gebruikte gloeilamp. Classificatie naar de maximumtemperatuur van de oppervlakte, waarbij T1 de hoogste temperatuur heeft en T6 het laagste.

Een ATEX certificering dient te worden afgegeven door een notified body zoals KEMA of DEMKO. Indien de lamp door een niet gecertificeerd keuringsinstituut wordt beoordeeld is de zone waarin de certificering wordt toegekend, maximaal 2. Dit is de laagste beschermingsklasse. Voor meer informatie over ATEX kijk hier.

ATEX staat voor ATmosphères EXplosives, oftewel een explosieve atmosfeer. Als een lamp ATEX gecertificeerd is, betekent dit dat deze lamp geschikt is voor gebruik in een explosiegevaarlijke omgeving. Of een lamp wel of niet ATEX-gecertificeerd is kan men zien op de behuizing van de lamp. De certificering is er in gedrukt. Elfa heeft van een aantal toonaangevende merken deze ATEX gecertificeerde lampen in haar assortiment. Kijk hier voor meer informatie.

Een gloeilamp bestaat uit een vacuüm getrokken of met glas gevulde glazen bol met daarin een gloeidraad, ook wel filament genoemd. Als er stroom door de gloeidraad vloeit gaat deze gloeien en licht uitzenden. Er bestaan verschillende soorten gloeilampen voor verschillende toepassingen. Dit hangt af van het soort edelgas dat eraan toegevoegd is. In het algemeen spreken we van 3 soorten gloeilampen: de ‘gewone’ (krypton) gloeilamp, de halogeen gloeilamp en de xenon gloeilamp.

• Krypton gloeilamp 90 tot 95 procent van de stroom die een gloeilamp gebruikt wordt omgezet in warmte. Dit betekent dat maar 5 tot 10 procent van de energie daadwerkelijk wordt omgezet in licht. Een gloeilamp is dus niet erg efficiënt. Gloeilampen zijn het minst energiezuinig en hebben een brandduur van gemiddeld 1.000 uur.
• Halogeen gloeilamp De halogeen lamp is een soort gloeilamp die dankzij het halogeengas extra veel licht geeft. Deze gaat ook langer mee dan een gewone gloeilamp en het verbruik voor sommige toepassingen ligt ook 30% lager. De halogeen lamp is wel duurder in aanschaf, maar onderscheidt zich van andere gloeilampen door het hoge lichtrendement en de uitstekende kleurweergave. Verder zijn de prestaties ongeveer de gehele levensduur constant en zijn halogeenlampjes vaak kleiner dan gewone gloeilampen.
• Xenon gloeilamp Bij xenonverlichting wordt er gas ontstoken. Door gasontlading in de xenon verlichting ontstaat er een vlamboog die tot 3x meer lichtopbrengst heeft dan een gewone halogeen lamp. Na ongeveer 2.500 branduren is de lichtopbrengst nog zo’n 70%, dat is nog altijd meer dan een goede halogeenlamp.

Er zijn een groot aantal fittingen mogelijk aan de verschillende lampen. Hieronder de meest voorkomende:

• Schroeffittingen: De bekendste zijn de kleine (E14) en de grote (E27). Daarnaast kennen we ook de Goliath-fitting (E40).
• Steekfittingen: Dit betekent dat de lamp één of meerdere voeten heeft, waardoor hij in één beweging in de fitting gestoken kan worden. Deze klemt de voet(en) meestal automatisch vast, maar soms moet er geschroefd worden. Steekfittingen zijn er van heel klein tot vrij groot.
• TL-fittingen: Rechte tl-buizen hebben allemaal een eigen fitting-systeem.
• Bajonetfittingen: Deze fittingen worden in de lamp geduwd waardoor de pinnetjes aan de zijkant achter een opening kunnen blijven haken.