Erdal Tulum – İş Güvenliği Uzmanı / Burak Kale – İş Güvenliği Uzmanı

Dünyadaki fosil yakıt rezervlerinin azalması ve fosil yakıtların kullanıldığı içten yanmalı motorların çevreye salınan gaz miktarını arttırması ile birlikte ulaşımda kullanılan araçlar için yeni bir alternatif arayışı uzun yıllardır devam ediyor. Elektrikli araçlardaki pil kullanım ömrünün uzatılması ve bir şarjda gidilecek yol mesafesinin uzaması ile birlikte elektrikli araçlar dünya pazarında tercih edilir konuma geldi. Dünyada olduğu gibi ülkemizde de elektrikli otomobillerin kullanımı günden güne artmaktadır.

Son dönemde yerli elektrikli otomobilinde piyasaya çıkması ile birlikte elektrikli otomobil şarj alanlarının sayısı artmaya başladı.  Yerli ve yabancı sermayeli birçok firma otoyollardaki dinlenme tesislerinde, alışveriş merkezlerinde, toplu yaşam alanlarında ve işyerlerinde araç şarj istasyonları kurmaya devam ediyor. Bunun yanında şehirlerdeki araç yoğunluğuna bağlı olarak trafikte rahat ulaşım sağlayan elektrikli bisiklet, elektrikli scooter gibi araçların kullanımı, daha ekonomik olması ve artan nüfusla birlikte toplu taşımadaki problemlere çözüm olması sebebiyle her geçen gün daha da artıyor. Bu gelişmeler ışığında tüm elektrikli araçların ve bunların şarj alanlarının üretimlerinden sonraki süreçlerde güvenlik şartlarının sağlanması çok önemli hale geldi.  Bizlerde işimizin gereği olarak işyerlerinde elektrikli araçlar ve bunların şarj edildiği, park edildiği alanların iş sağlığı ve güvenliği şartlarına uygun olmasını sağlamak durumundayız. Bu doğrultuda konuyu inceleyerek bu alanda yapılması gerekenler ile ilgili önerilerimizi sizler için bu yazımızda paylaştık.

Elektrikli araçlar temelde 3 kısma ayrılmaktadır.

1- Sadece akü ile çalışan ‘Akülü Elektrikli Araçlar’ (BEV- Battery Electric Vehicle)

2- İki enerji kaynağından güç alan ‘Soketli Hibrid Elektrikli Araçlar’ (PHEV- Plug-in Hybrid-Electric Vehicle)

3- ‘Hibrid Elektrikli Araçlar’ (HEV- Hybrid-Electric Vehicle) en çok üretilen araçlardır.

Elektrikli araçların şarj etme yöntemleri de üç ana gruba ayrılmaktadır.

Seviye 1 şarj, hem evlerde hem de ticari binalarda standart bir elektrik prizine fiş takılarak yapılan şarj yöntemidir. Şarj süresi uzundur.

Seviye 2 şarj, hem özel hem de halka açık şarj istasyonlarıdır. Montaj gerektiren seviye 2 şarj cihazlarıyla daha hızlı bir akü şarjı sunmaktadır.

Seviye 3 şarj, daha hızlı şarj kapasitesine sahip olmalarından ötürü, acil enerji ihtiyacının olduğu ticari dolum istasyonları, otoyollar, kısa süreli mola yerleri gibi noktalarda bulunmaktadır.  Araç tipine göre Seviye 3 şarj cihazı kullanarak 20-60 dk. içinde şarj işlemi tamamlanabilir.

Şarj seviyelerine göre araçların, şarj alanlarının ve kullanılan ekipman için alınması gereken güvenlik önlemleri küçük farklılıklar gösterebilir.

Örneğin seviye 1 şarj için kullanılan ekipmanların kabloları standart prizler kullanıldığı için daha uzun yapıda ve şarj alanı zemininde dış etkenlere maruz kalacak şekilde konumlandırılmış olabilir. Alanın geçişe kapatılması ve elektrik bağlantılarının dış etkenlerden korunması gerekir. Seviye 2 ve seviye 3 şarj cihazı kullanılan alanlarda ise şarj cihazının araca olan mesafesi belirlenmiştir.  Ancak yüksek voltaj kullanımından dolayı elektrik tesisatı bakımları daha sık yapılmalıdır.

Elektrikli araçların bataryaları için birçok seçenek bulunmakla birlikte günümüzde en çok lityum-iyon bataryalar tercih edilmektedir.

Kurşun asit teknolojisi forklift vb. birçok elektrikli araçta yaygın kullanılmasına rağmen, enerji yoğunluğunun düşük olması ve şarj işleminin sık yapılması nedeniyle, bu aküler karayollarındaki elektrikli araçlarda kullanışlı değildir. Elektrikli araçların bataryaları en çok lityum-iyon bataryalar tercih edilmektedir. Kullanımda olan diğer batarya türleriyle karşılaştırdığımızda, lityum-iyonun özgül enerjisi diğerlerinden çok daha fazla ve enerji yoğunluğu yüksektir, enerji tutma kapasitesi de oldukça iyidir ayrıca hidrojen salımı yapmazlar bu özellikler onları akülü elektrikli araçlar için uygun hale getirir.

Lityum-iyon pillerin en önemli dezavantajı aşırı şarj ve aşırı ısınma durumunda önemli güvenlik sorunlarına sahip olmalarıdır. Lityum-iyon, araç yangınları, yüksek enerjilidir ve zehirli gaz salınımını tetikleyebilecek bir termal kaçağa neden olabilir bu da meşale yangını, büyük miktarda gaz ve ısı salınımı ile sonuçlanır. Lityum-iyon pilin içinde, kısa sürede büyük miktarda kontrolsüz ısı üretimi gerçekleşir buda alev almasına ve patlamasına neden olabilir. Açığa çıkan gaz, yanıcı, zehirli ve insan sağlığını önemli ölçüde etkileyen gazlardan oluşur.

Batarya türlerinden bahsetmemizin sebebi en temel problemlerin batarya özelliklerine bağlı problemler olmasıdır. Hidrojen salımı yapan bataryalar için havalandırma gereksinimi ve şiddetli halde uzun süre yanan bataryalar için yangın söndürme stratejileri, üzerine ilk eğilmemiz gereken konulardır.

Havalandırma gereksinimi:

Bahsettiğimiz üzere lityum-iyon bataryalar hidrojen salımı yapmazlar ve standartlar bizi bu duruma göre yönlendirir. Örneğin UL 2594 Elektrikli Araç Şarj Cihazı Standardında özel olarak iç ortamda şarj yapıldığında havalandırmaya ihtiyaç duymayan araçlara hizmet vermek üzere tasarlanan elektrikli araç şarj cihazlarının özellikleri verilmektedir.

Buna rağmen üretilen araçlar içerisinde hidrojen salımı yapan farklı bataryalar da mevcut. Bunun tespiti için, SAE J1772 Elektrikli Araçlar için Elektrikli Bağlantı Elemanları Standardı; şarj cihazının bir aracın havalandırma ihtiyacı olup olmadığını algılaması gerektiğini, eğer havalandırma gerekiyorsa elektrikli araç şarj cihazının alarm vererek şarj işlemine devam etmemesi gerektiğini bildirir. Eğer şarj cihazı üretimi bu şartlara uygun ise şarj alanında mekanik veya doğal havalandırma ihtiyacı olmayacaktır.

Eğer üretilen şarj cihazı hidrojen salımı yapabilecek bataryaları algılayacak kapasitede değilse ve şarj olacak tüm elektrikli araçlar için batarya üzerinde hidrojen salımı yapmadığına dair etiket bulunmuyorsa tüm kapalı ortamlarda şarj alanına özel havalandırma mekanik havalandırma tesisatı bulunmalıdır. (NFPA 70 National Electrical Code Standardı kapalı alanlarda mekanik havalandırma tesisatı bulunması gerekliliğini destekler.)

Yeterli havalandırma sağlanamayan kapalı ortamlarda hidrojen gazı konsantrasyonu patlama meydana getirecek dereceye yükselebilir. Atmosferik basınçta havada hidrojenin alt tutuşma sınırı hacim olarak %4 konsantrasyonu seviyesidir. Bu sınırın %25’ine yani hacim olarak %1 konsantrasyona ulaştığı mahaller tehlikeli olarak kabul edilir. Bu durumda şarj istasyonlarının her birine hidrojen LEL  (alt patlama limiti) dedektörü koyup tehlikeli konsantrasyona ulaşıldığında şarj ünitelerinin enerjisinin sistemsel olarak kesilmesi organize edilmelidir.

Yangın Söndürme Stratejisi:

Elektrikli araç yangınları, bataryaların yanarken patlaması ve soğutulduktan sonraki süreçte içten yanarak tekrar alevlenmesi sebebiyle söndürülmesi kolay yangınlar değildir. Elektrikli araçların yangınlarının daha hızlı söndürülebilmesi ve tekrar alevlenmemesi için arayışalar devam etmektedir.

Elektrikli otomobil üreticisi Tesla, yüksek voltajlı bir akü yangınıyla mücadele etmek için köpük kullanmak yerine doğrudan aküye yaklaşık 11.000-30.000 litre su kullanılmasını tavsiye ediyor.  Bu miktarda su bulunana kadar yangınla mücadele etmek için karbondioksit veya kuru kimyasallar kullanılabilir. Yangın sonrası bataryanın soğuması 24 saat hatta daha da fazla sürebilir, yeniden tutuşma meydana gelebilir, bu nedenle yangının tamamen söndürülüp söndürülmediğini anlamak için termal yöntemler ile kontrol önemlidir. Birçok üretici bu gibi durumlar için soğutmadan hemen sonra aracın içine konulabileceği su doldurulabilen konteyner tasarlamıştır.

Rosenbauer adlı yangınla mücadele ekipmanı üreten bir şirket ise, elektrikli araçlardaki batarya yangınlarıyla mücadele etmek için bir itfaiye ekipman parçası üretmiştir. Elektrikli araçların altına yerleştirilen bu aparata yanma başladığında su hortumları bağlanarak, batarya setlerine uzaktan hızlıca su doldurmayı ve verimli bir soğutma ile yangının kontrol altına alınması hedefliyor.

Başka bir üretici ise Bonpet isimli yangın söndürme sıvısının içeriğini elektrikli araç yangınları için revize etmiş ve elektrikli araç yangınlarını bu inorganik tuzlar ve organik bileşiklerden oluşmuş sulu çözelti ile daha hızlı söndürmeyi hedeflemektedir.

Çalışmalar şimdilik sadece bol miktarda su kullanımının elektrikli araç yangınlarında etkili olduğu yönünde fikir veriyor. Daha kısa sürede ve daha az miktarda söndürücü kullanarak bu yangınları söndürmek mümkün olacak mı ilerleyen zamanlarda hep birlikte göreceğiz. Ancak bu süreçte ülke içindeki araç üreticilerinin ve yurtdışından gelen araçların dağıtımını gerçekleştiren firmaların olası yangından sonra soğutulan araçları ve arıza sonucu bataryası yanma ihtimali olan araçları kontrollü şekilde izleyebilecekleri karantina alanlarının oluşturulması da gerekiyor.

Tüm bu gelişmeler ışığında elektrikli araçları ve şarj alanlarının güvenliği için dikkat edilmesi hususları okuyucularımız için listeledik.

Kapalı alanlar için havalandırma gereksinimi:

• Bataryalardan hidrojen salımı gerçekleşeceği varsayılarak araç şarj istasyonlarının bulunduğu alanlarda,
• Şarj sistemi akü tipini algılamalı tehlikeli durumlarda şarjı kesmelidir.
• Aksi durumlarda havalandırma sistemi kurulmalı ve egzoz tavandan yapılmalıdır.
• Şarj tipine göre gerilim ve akım artıkça egzoz fanı kapasitesi arttırılmalıdır.
• Alanda hidrojen dedektörü bulundurulmalı, doğru ölçüm için alan mümkün olduğu kadar sınırlandırılmalıdır.
• Sistem şarj aleti çalıştığında havalandırma aktif olacak şekilde tasarlanmalıdır.
• Kapalı alanlar için yangın güvenliği:
• Şarj alanları, yangın anında diğer araçların güvenliği için alan bazında ya da kat bazında tecrit edilmelidir. (Kaynaklarda güvenli mesafe olarak 50 feet yaklaşık 15 mt olarak bildirilmektedir.)
• Yangın anında tüm alana yayılımın engellenmesi için şarj istasyonlarının etrafı yanmaz malzemeler ile kapatılmalıdır.
• Alanda yağmurlama söndürme sistemi bulunmalı birim zamanda kullanılacak su miktarı arttırılmalıdır. Ek müdahale için yakın bölgede yangın dolabı ve su alma noktası bulunmalıdır.
• Gaz zehirlenmelerinden kaçınmak için yakın alanda gaz maskesi bulundurulmalıdır.
• Müdahaleye başlamadan önce elektrik çapmalarına maruz kalmamak için şarj ünitesinin enerjisi ana dağıtım panosundan kapatılmalı ve şarj kabloları çıkarılmalıdır.
• İlk soğutma sağlandıktan sonra araçlar güvenli dış alanlara alınmalıdır. Araçların çıkarılması mümkün olmayan durumlarda yeniden yanma durumunun takibi için termal kamera bulundurulmalıdır.
• Şarj alanlar acil çıkış veya çıkış noktaları yakın alanlar içerisinde konumlandırılmamalıdır.

Diğer Önlemler:

• Şarj sistemi min. 60 cm max. 120 cm yükseklikte montaj yapılmalıdır.
• Şarj cihazları koruma bariyeri ile korunmalıdır.
• Çok uzun veya belirsiz bir süre şarj yapmayı/park etmeyi yasaklamak için elektrikli aracın şarj yapmasına izin verilen zaman sınırı belirlenmelidir.
• Alana görünür biçimde uyarı işaretleri ve akü şarj alanı kullanım talimatı asılmalıdır.
• Açık alan şarj istasyonlarının güvenliği:
• Kapalı alanlardaki genel önlemler ve yangın önlemlerine ek olarak;
• Açık alandaki elektrikli araç şarj istasyonlarının yağmura, kara, aşırı sıcaklara maruz kalması engellenmelidir.
• Elektrikli araç şarj istasyonuna dış ortamdan darbe gelmesi olasılığı gözetilerek tam alan koruması sağlanmalıdır.

Elektrikli bisiklet scooter vb. araçlar için güvenlik:

Bu araçlar için de genellikle lityum-iyon piller güç kaynağıdır. Bu piller doğru kullanılmazsa ve hasar görürse alev alabilir veya patlayabilir. Bu yüzden bu cihazların şarj edilmesi ve park haline bırakıldığı anlarda kullanım talimatına uyulmalıdır.

Bataryalarda olağan dışı koku, renk değişikliği, çok fazla ısı, şekil değişikliği, sızıntı ve şarj tutmama yanma habercisi olabilir.

Elektrikli bisiklet ve scooterların olası yangından ve çıkan zararlı gazlardan alandaki çalışanların etkilenebileceği düşünülerek çalışma alanı içerisine alınamaması gerekmektedir.

Kolay müdahale edilebilecek, acil çıkış yollarından, toplanma alanından, yanıcı, parlayıcı ve patlayıcı malzemelerden uzakta güvenli bir alana bu araçlar için mümkünse şarjın da yapılabileceği bir park alanı oluşturulmalıdır. (Bu araçların şarjı için 0 derece altı ve 40 derece üstü sıcak olabilecek alanlar önerilmemektedir.)

Elektrikli araçlar ve Şarj İstasyonları güvenliği için henüz yolun başındayız. Araçların daha da yaygınlaşması sonrası kullanılan bataryalar türleri, batarya kullanım ömürleri, trafik kazaları sonrası araçların hasar alma oranları, şarj için kullanılan ekipmanların kalitesi, şarj alanlarında alınan güvenlik önlemleri bize bu alanda gelecekte neler yapmamız gerektiği ile ilgili daha fazla fikir verecek. Elektrikli araçların hayatımızdaki yerinin büyümesi aşamasını, büyük kazalar yaşanmadan atlatabilecek miyiz? Hep birlikte göreceğiz…