Viele Installateure haben um die Lithiumspeicher bisher einen Bogen gemacht. Zu riskant, zu unübersichtliche Vorschriften. Das ändert sich gerade. Neue Anwendungsregeln und ein Leitfaden geben Orientierung. Urban Windelen, Geschäftsführer des Bundesverbandes Energiespeicher (BVES), erklärt den Hintergrund.
Gab es einen konkreten Anlass, warum jetzt ein Leitfaden für die Sicherheit von Lithium-Ionen-Speichern veröffentlicht werden musste?
Urban Windelen: Es gab Vorfälle durch unsichere Systeme und auch entsprechende Berichterstattung, die den Markt verunsichert hat, weil gute und sichere Systeme nicht ohne detaillierte Betrachtung von Systemen mit Sicherheitsmängeln unterschieden werden konnten. Durch die KfW-Förderung und Werbung steigt in Deutschland die Nachfrage und so bestand Handlungsbedarf. Ähnlich anderen Branchen waren noch keine kompletten Standards verfügbar, die den Besonderheiten von Li-Ionen-Systemen gerecht wurden und die vielversprechenden Normenentwürfe der IEC werden wohl noch einige Zeit bis zu finalen Versionen brauchen.
Die Speichersysteme stehen überwiegend im privaten Umfeld, also dort, wo kaum elektrische Betriebsräume mit entsprechender Sicherheitseinrichtung zu erwarten sind.
Das ist auch ein Produktsicherheits- und Haftungsthema, da bei der Risikoanalyse neben vorhandenen Normen auch der Stand der Technik berücksichtigt werden muss. Doch speziell bei den Technologien für den Einsatz im privaten Umfeld fanden die Experten der Verbände diesen noch nicht klar genug an einer Stelle dargestellt. Deshalb enthält der Leitfaden neben den Schutzzielen auch einen Teil der den Stand der Technik speziell mit den elektrochemischen Eigenschaften von Li-Ionenzellen ergänzt. Das alles ist nun für jeden frei zugänglich.
Da sich Technologien schneller entwickeln, als die internationale Normierung reagieren kann, ist auch die neue VDE-Anwendungsregel, die vor kurzem im Entwurfsstatus veröffentlicht wurde, hilfreich.
Internationale Normen brauchen meist deutlich länger und haben unterschiedlichste nationale Einflüsse zu berücksichtigen. Einige gute Entwürfe sind auf dem Weg, aber in Deutschland haben wir schon heute den Markt, der zu recht nach geprüften Produkten fragt.
Wer ist jetzt gefragt und wie wichtig ist es, sich bei der Gestaltung der AR einzubringen?
Wie bisher auch ist das sehr wichtig. Normen und Anwendungsregeln leben von Engagement und Beteiligung und die DKE bietet die dafür notwenige Struktur. Mehrere unserer Mitgliedsunternehmen entsenden bereits ihre Experten in die entsprechenden Gremien. Wenn sich darüber jemand einbringen möchte, sollte das mit der DKE abgesprochen werden. Dort sind bewährte Arbeitsstrukturen für Normen und Anwendungsregeln.
Eine Anwendungsregel berücksichtigt Normenauszüge verschiedener Bereiche. Welche sind das bei Lithiumspeichern?
Da sind viele Bereiche für ein Gesamtsystem aus Batterie, Umrichter und Steuerung relevant. Das geht u.a. von elektrotechnischen Themen wie z.B. Isolation, Berührschutz über elektrotechnische Verträglichkeit und funktionale Sicherheit einschließlich Software. Aus Sicht des BVES ist das sehr hilfreich, speziell weil solche Anwendungsregeln unseren Mitgliedern ihre Entwicklungsarbeit erleichtern und für mehr Produktsicherheit sorgen.
Nimmt der Leitfaden die Anwendungsregel weitgehend vorweg?
In den aktuellen Versionen nicht. Es gibt wenige Überschneidungen, die nicht zu vermeiden waren, weil Standardfehler wie z.B. Kurzschlüsse oder Überladung natürlich in jedem Sicherheitspapier für Batteriespeicher enthalten sein müssen. Die Schwerpunkte sind unterschiedlich. Der Sicherheitsleitfaden hat die elektrochemischen Themen zu Li-Ionentechnologie im Fokus, die bisher in dieser Form noch nicht in den IEC-Normen oder harmonisierten Normen zu finden sind. Worauf ist bei der Zellauswahl zu achten? Bei welchen Fehlern werden auch hochwertige Zellen unsicher und sollen nicht weiter genutzt werden?
Beim Punkt der funktionalen Sicherheit ergänzt der Sicherheitsleitfaden die AR.
Weil er detailliert Punkte zu Li-Ionentechnologie liefert, die in der AR berücksichtigt werden können. Im Sicherheitsleitfaden wiederum wurden die elektrotechnischen Anforderungen nicht nochmals detailliert aufgeführt, weil diese schon in bestehenden Normen und zusammengefasst der AR stehen. Einige Ersteller waren in beiden Arbeitsgruppen vertreten und hatten ein Auge darauf, dass die Überschneidungen nicht zu groß werden.
Gibt es eine Methodik, um die Auswirkungen solcher Fehler zu minimieren?
Kritische Fehler, die sofort zu Vorfällen führen können, müssen vorher erkannt und abgefangen werden. Einfehlersicherheit und Zellüberwachung sind hier sehr wichtig, weil selbst gute Li-Ionenbatterien bei fehlerhafter Steuerung oder Nutzung in kritische Zustände gebracht werden können und daher Sicherheit nicht von einzelnen Komponenten abhängen darf. Ist es trotzdem zu einer Schädigung der Li-Ionenzellen gekommen, die nicht sofort, aber bei weiterem Betrieb zu Problemen führen kann, muss sich das System vor Weiterbetrieb bis zur Instandsetzung schützen.
Gibt es einen Fahrplan für die Gestaltung der Sicherheitsregeln darüber hinaus?
Der Sicherheitsleitfaden wird noch auf Englisch übersetzt für ausländische Hersteller. Und die noch nicht in Normen enthaltenen Punkte wurden schon für internationale Normen vorgeschlagen. Der Leitfaden wird sich in seiner jetzigen Form bewähren. Falls Anpassungen notwendig werden, wird das passieren. Auf die Dauer können die Punkt in die bestehenden Normenstrukturen einfließen. Insgesamt sind wir mit der zwar zeitintensiven Arbeit, aber kurzen Erstellungszeit und dem Ergebnis sehr zufrieden. Für den deutschen Markt steht nun ein gutes Orientierungsinstrument zur Verfügung. Sollten andere Länder den Leitfaden übernehmen wollen, werden wir das unterstützen.
Das Gespräch führte William Vorsatz. Lesen Sie mehr zu den neuen Hilfen in der aktuellen Ausgabe des photovoltaik-Magazins. Es erscheint am 4. Dezember.
Die VDE-AR-E 2510-50 Anwendungsregel „Stationäre Energiespeichersysteme mit Lithium-Batterien“ gibt es im VDE-Verlag. Sie kostet 93,53 plus Versand.
