Im vergangenen und auch in diesem Jahr hielten Meldungen über brennende Stromspeicher und E-Autos die Branche in Atem. Bei stationären Speichern waren vor allem ältere Generationen von Heimspeichern betroffen, die sukzessive ausgetauscht werden. Auch andere Anbieter von Heimspeichern haben Risiken analysiert und ältere Modelle ausgetauscht.
Brände bei Großspeichern
Sogar Großspeicher brannten. Im Frühjahr berichtete der Mitteldeutsche Rundfunk über einen Brand am Solarpark Priestewitz in Großenhain bei Dresden. Dort schlugen Flammen aus einem Speichercontainer, starke Rauchentwicklung war weithin zu sehen. Ein Arbeiter wurde verletzt. Ein neben dem Container stehendes Auto brannte gleichfalls aus.
Der Solarpark in Priestewitz (13,5 Megawatt) wurde im März 2022 in Betrieb genommen. Er wurde von den Leipziger Stadtwerken und dem Stromerzeuger Quair errichtet. Die Hybridanlage war seinerzeit das erste Projekt der Innovationsausschreibung, das in Sachsen ans Netz ging.
Schwierige Löscharbeiten
Der Großspeicher kann 3,7 Megawattstunden Sonnenstrom speichern, seine Entladeleistung beträgt 3,7 Megawatt. Das Batteriesystem und die Leistungselektronik befinden sich in einem gesicherten 40-Fuß-Container.
Nach Angaben der Feuerwehr gestalteten sich Löscharbeiten aufgrund von Wassermangel und der leicht entzündlichen Lithiumbatterien schwierig. Angaben zur Ursache des Brandes wurden bislang nicht gemacht.
In der Öffentlichkeit diskutiert
Dass brennende Speicher vermehrt in der Öffentlichkeit diskutiert werden, dieses Schicksal teilt die Speicherbranche mit den Anbietern von E-Autos. Das Internet ist voll von Filmchen über teure E-Fahrzeuge, die in Flammen aufgehen. „Die Brandfälle von Lithium-Ionen-Speichern haben 2023 in der öffentlichen Wahrnehmung deutlich zugenommen“, sagte Ralf Haselhuhn von der DGS Berlin-Brandenburg beim Fachforum auf der Speichermesse EES Europe im Juni in München. Bis zum Sommer 2024 zählte er mehr als 100 überregionale Presseartikel zu diesem Thema.
Brandregister seit 2013
Um die emotionale Debatte zu versachlichen, führt die DGS ein Brandregister. Seit 2013 sammelt sie alle Fälle von stationären Speichersystemen, die in Brand geraten sind. 2020 wurden acht Schadensereignisse gezählt, 2021 fünf. 2022 stieg die Zahl auf 17, 2023 auf 42. Bis Mitte Mai 2024 wurden 17 Speicherbrände erfasst. Der Experte rechnete vor: „Seit 2013 waren es in Summe 104 Brandfälle.“
In seinem Vortrag verwies er darauf, dass sich andererseits die Zahl der installierten Speichersysteme drastisch erhöht hat. 2020 wurden 88.000 stationäre Batteriespeicher neu installiert. 2021 waren es bereits 141.000, 2022 rund 211.000. Im Jahr 2023 wurden 573.000 neue Speicher in die Gebäude gebracht. Bislang sind rund 1,4 Millionen Speichersysteme in Deutschland installiert. Haselhuhn resümierte: „Das Risiko eines Brandfalls liegt bei 0,005 bis 0,1 Prozent. Es ist extrem gering.“
Extrem geringes Risiko, aber ...
Dennoch sei jeder Brand einer zu viel. „Das Problem darf nicht größer werden“, forderte Haselhuhn. „Und die Speicher altern, zeigen Derating. Dann kann das BMS beim Ausbalancieren an seine Grenzen kommen. Es könnte also bei älteren Anlagen zunehmend zu Bränden kommen.“
Dass Altbatterien brennen können, hat ein Dienstleister im thüringischen Ichtershausen leidvoll erfahren müssen. Ein namhafter Hersteller hatte ältere Heimspeicher gegen Neugeräte ausgetauscht, um eventuellen Bränden zuvorzukommen. Der Sammelcontainer für die alten Systeme auf dem Hof des Dienstleisters fing Feuer. Leider nicht nur einmal. Mehrfach rückte die Feuerwehr an, um die brennenden Geräte zu löschen.
Überlastung und Alterung
Unmittelbar am Betriebsgelände verläuft die Autobahn A4. Die Rauchentwicklung war so stark, dass die Verkehrsader stundenlang gesperrt werden musste. Der Grund für Brände: Lithium-Ionen-Zellen sind sensibel gegen Schwankungen der Betriebstemperatur und der Spannungen.
Das zulässige Betriebsfenster ist sehr eng, es muss unbedingt eingehalten werden. „Bleiakkus sind viel robuster“, erinnert Ralf Haselhuhn an die Batterien, die vor 2021 den Markt für stationäre Speichersysteme dominierten.
Mit zunehmendem Alter oder Überstrapazierung im Betrieb kann sich die Kathode der Lithiumzelle auflösen. Überladung oder Ladevorgänge bei sehr tiefen Temperaturen führen zum Lithium-Plating. Es bilden sich die gefürchteten Dendriten, die einen internen Kurzschluss verursachen können.
Begünstigende Fehler
Unterschiede bei den Risiken für Niedervoltspeicher oder Hochvoltsysteme konnte Haselhuhn hingegen nicht erkennen. Er analysierte: „Hohe Ströme oder hohe Spannungen bergen ganz eigene Herausforderungen.“
Ralf Haselhuhn ging in seinem Vortrag auch auf häufige Fehler ein, die Brände begünstigen. Hauptursache für Brände sind schlampige Installationen, da beißt die Maus keinen Faden ab. Fahrlässig werden leicht entzündliche Materialien in unmittelbarer Nähe der Batterien gelagert oder Mindestabstände nicht eingehalten.
Dann kann die Luft nicht zirkulieren, die Lüftung der Batterien versagt, sie überhitzen. Manchmal fehlt der Potenzialausgleich oder der Erdanschluss ist unzureichend. Nicht selten fehlen Hinweisschilder, die beispielsweise die Löschkräfte der Feuerwehr über die Speicher informieren.
Nicht immer führt die Überhitzung von Batteriezellen zum Brand. Auch überhitzte Schütze oder blockierte Lüfter kommen als Ursache infrage. Kabel hängen frei überm Speicher, die Gattin hängt die Wäsche daran auf. Unter einigen Heimspeichern wurden Schuhablagen eingerichtet. In einem Fall lehnte der Speicher am Holzschrank und wurde heiß, weil sich die Wärme an der Kontaktfläche staute.
Sorglosigkeit kann sich rächen
Es kommt auch vor, dass Installateure die Speicher unmittelbar neben Klimaanlagen aufstellen, deren Abwärme die Batterien zusätzlich aufheizt. Dass Farbdosen auf dem Speicher abgestellt werden, erscheint dagegen beinahe als Kavaliersdelikt. „Meistens kennen die Betreiber der Speicher die Erfordernisse des Brandschutzes nicht“, kritisierte Haselhuhn. „Vor allem Privatkunden werden oft im Unklaren gelassen.“
Er empfiehlt die Fachregeln der DGS, die auf der Website zum kostenfreien Download bereitstehen. Sie geben Hinweise zur erforderlichen Qualifikation der Installateure und wichtige Tipps, worauf Installateure beim Einbau achten sollten.
Fachregeln der DGS beachten
Generell sollten Heimspeicher möglichst nicht im unmittelbaren Wohnbereich stehen. Man kann sich nur wundern, dass einige Anbieter von Heimspeichern noch immer mit Pressefotos werben, die den Speicherschrank in der guten Stube verorten. Am besten geeignet sind gut belüftete Keller oder Räume für die Haustechnik mit Fenstern, die leichten Zugang für die Löschkräfte bieten.
Zur Sicherheit kommerzieller Speichersysteme referierte Marko Finke aus dem technischen Service von Tesvolt. Bisher rund 5.000 Gewerbespeicher hat das Unternehmen ausgeliefert. Die Batteriemodule werden aus Südkorea (Samsung) importiert und im Werk in Wittenberg zu Speicherschränken komplettiert.
Finke erläuterte den Aufwand, den ein sorgfältig vorbereitetes Speicherprojekt verursacht, notwendigerweise verursacht: Es beginnt mit der Begehung vor Ort, um Zufahrten und Tragfähigkeit des Bodens für die Aufstellung zu prüfen. Vor der Indoor-Montage ist unbedingt zu klären, ob der Aufbauplatz überhaupt zugänglich ist. Decken, Treppen und Türen müssen dem Kippmaß des Speicherschranks entsprechen.
Kippmaß unbedingt beachten
Nicht selten offenbarte sich erst an der Kellertür, dass der schwere Batterieschrank nicht passt. Ist der Batterieschrank zwei Meter hoch, passt er nicht in einen Keller mit 2,05 Metern Deckenhöhe.
Um böse Überraschungen zu vermeiden, lässt sich das Kippmaß als Diagonale des Schranks ausmessen oder durch den Satz des Pythagoras errechnen. Breite und Höhe jeweils im Quadrat addieren, daraus die Wurzel ziehen.
Wichtig sind zudem die Temperaturen am geplanten Aufstellort. Sie müssen im Betriebsfenster des Speichersystems liegen, andernfalls altern die Batteriezellen unter Umständen sehr schnell.
Brandschutzsichere Räume
Marko Finke zitierte die IEC 62619 für brandschutzsichere Räume. Darin sind verschiedene Maßnahmen vorgeschrieben, die auch für Stromspeicher gelten. Die Betriebsräume brauchen eine Brandmeldeanlage, definierte Temperaturen sind durch Klimatisierung zu sichern. Der Betriebsraum ist von Brandlasten freizuhalten. Die Aufstellfläche muss eben, gerade und trocken sein. Die Standsicherheit ist vor allem bei oberen Stockwerken zu prüfen.
Aus seiner Erfahrung im technischen Service weiß Finke, dass nicht selten die falschen Wandler für Strom und Spannung eingebaut werden. „Wenn Batteriemodule beim Transport beschädigt wurden, darf man sie unter keinen Umständen einbauen“, warnte er.
Korrekte Prüfmittel
Weil die Speicher mit Systemspannung von 800 Volt arbeiten, sollte der Spannungsprüfer bis 1.500 Volt messen können. „Die DC-Verkabelung ist einer der kritischsten Punkte“, mahnte Finke. „Die Gefahr von Kurzschlüssen ist nicht zu unterschätzen, das erfordert hohe Konzentration.“
Er empfiehlt auch, die Erstkonfiguration mit LAN-Kabel vorzunehmen. „Das ist besser als WLAN“, sagte er. „Mein Tipp: immer 20 Meter LAN-Kabel dabeihaben.“
Um die Inbetriebnahme reibungslos durchzuführen, sollte der Installateur eine Excel-Liste für alle benötigten IP-Adressen, Passwörter und Seriennummern anlegen. Das spart bei der Inbetriebnahme viel Zeit und Nerven.
Anzugsmomente der Schrauben
Beim Einbau der Batteriemodule sind die Anzugsmomente der Schrauben genau einzuhalten. Denn bei 1.500 Volt und 100 Ampere können gelockerte Kontakte überhitzen, sie verformen sich oder geraten in Brand. Installateure sollten die Erstprüfung nach DIN VDE 0100-600 durchführen und dokumentieren.
Die Speicher von Tesvolt sind in eine anspruchsvolle Sicherheitsarchitektur eingebettet. Fünffacher Systemschutz und die Zertifizierung durch den TÜV Rheinland belegen den Aufwand, der Brände und Systemausfälle verhindern soll. Das hört nach der Inbetriebnahme nicht auf.
Wartung hat hohen Stellenwert
Marko Finke gab wichtige Hinweise zur Wartung von Gewerbespeichern: „Zuerst kommt die Sichtprüfung“, empfahl er. „Auffälligkeiten sind zu fotografieren und dokumentieren. Die aktive Lüftung ist von grober Verschmutzung oder Staub zu reinigen.“ Anschließend sollte der Installateur das System mit dem Laptop auslesen, um Abweichungen aufzuspüren. Dieser Systemreport aus der Wartung ist als Nachweis zu dokumentieren. Zu überprüfen ist auch, ob die aktuelle Version der Firmware installiert wurde.
Solarspeicher steigern Wert
Markus Bolle von der Solaris and more GmbH in Hennef bei Köln ist seit 15 Jahren als Installateur in der Photovoltaik tätig. Er hat mit Solarmodulen begonnen, ist mittlerweile Sachverständiger für Photovoltaik und staatlich geprüfter Elektrotechniker. 2013 stieg er ins Speichergeschäft ein, hat seitdem 1.500 Systeme verbaut, vornehmlich Senec, Solarwatt und BYD.
In seinem Vortrag wies er darauf hin, dass Solartechnik und Speicher den Wert einer Immobilie steigern. Der Speicher erfordert eine hohe Anfangsinvestition, verglichen mit Solarmodulen und Wechselrichtern. Die Wirtschaftlichkeit hängt stark von den Stromtarifen ab.
Speicher stellen den Installateur vor komplexe technische Anforderungen. Dazu gehören Sicherheitsstandards, die korrekte Dimensionierung, der Anschluss ans Netz, Brandschutz und Kriterien der Versicherer. Er empfahl, Speicher nach dem Nachtbedarf der Nutzer auszulegen und die Latte für die Sicherheit möglichst hoch zu legen.
Viele Kunden wünschen Ersatzstrom. Schon vor der Montage sei es ratsam, Versicherer einzubinden und Policen zu prüfen. Wird der Speicher nachgerüstet, ist unbedingt die Kompatibilität mit der Solaranlage zu klären.
Idealer Aufstellort
Für Markus Bolle sieht der ideale Aufstellort eines Heimspeichers so aus: Der Raum erhält wenig Sonnenlicht und Wärme, ist gut belüftet und leicht zugänglich, etwa für die Wartung. Der Boden ist fest und eben. Sollen die Batteriemodule an die Wand gehängt werden, muss diese gleichfalls fest und tragfähig sein.
Damit die Speicher ihre Lebensdauer von zehn bis 15 Jahren tatsächlich erreichen, hält er sachgemäße Betriebsführung und regelmäßige Inspektionen für unumgänglich. Nur dann lässt sich schleichendes Derating erkennen und nur dann lassen sich Garantien und Gewährleistungen rechtzeitig geltend machen.
Die Fachregeln der Deutschen Gesellschaft für Sonnenenergie (DGS) können Sie im Internet kostenfrei laden (PDF-Datei):
https://www.dgs-berlin.de/wp-content/uploads/1903_Fachregeln-Solarstrom…
Foto: Heiko Schwarzburger
Foto: Heiko Schwarzburger
Foto: Heiko Schwarzburger
TÜV Süd
Neue Batterieverordnung ersetzt EU-Richtlinie
Seit dem Frühjahr 2024 verschärft eine neue EU-Verordnung die Anforderungen an die Nachhaltigkeit und Sicherheit von Batterien und Altbatterien. Ein digitaler Produktpass muss künftig zahlreiche Daten transparent machen. TÜV Süd informiert und prüft Hersteller und Inverkehrbringer, wie sie ihre Produkte konform auf den Markt bringen.
Die neue Verordnung gilt für alle Batterietypen: Antriebsbatterien in Elektrofahrzeugen und Leichttransportmitteln wie E-Bikes und E-Scootern, Starterbatterien, stationäre Batteriespeicher, Batterien für industrielle Anwendungen und Kleinstbatterien für kabellose Geräte. Sie sieht vor, die zunehmende Nutzung von Batterien durch den Aufbau einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft zu unterstützen.
Im Fokus steht die Nachhaltigkeit in allen Lebensphasen der Produkte. „Dafür muss jede Batterie, die in der Europäischen Union in Verkehr gebracht wird, eindeutig identifizierbar sein“, erläutert Christian Theeck, Business Development Manager bei TÜV Süd. „Hersteller müssen einen QR-Code bereitstellen, der mit dem digitalen Pass verlinkt ist. Dieser zeigt beispielsweise, wo und wann die Batterie mit welchem Rezyklatanteil produziert wurde, wie ihre chemische Zusammensetzung ist und welcher CO2-Fußabdruck mit ihrer Produktion verbunden war.“
Enthalten sind auch Angaben zur voraussichtlichen Lebensdauer. Das ermöglicht erstmals, das ganze Potenzial einer Batterie optimal zu nutzen. „Batterien aus Elektrofahrzeugen etwa eignen sich häufig im zweiten Leben als Stationärspeicher“, sagt Christian Theeck. „So lassen sie sich möglichst lange nutzen, bevor sie recycelt werden.“
Künftig gibt es verpflichtende Sammelquoten, und die Hersteller müssen einen größeren Anteil recycelter Bestandteile bei der Produktion nutzen. Auch werden Stoffe stärker beschränkt, die in den Batterien selbst und bei ihrer Herstellung zum Einsatz kommen. Die Verordnung fordert zudem, den CO2-Fußabdruck der Batterie auszuweisen, und stellt Mindestanforderungen an ihre Leistung und Haltbarkeit.
TÜV Süd klärt Hersteller und Inverkehrbringer auf, welche Anforderungen für sie relevant sind und welche Schritte sie in diesem Fall gehen müssen. Einführende Seminare vermitteln die gesetzlichen Grundlagen, Schulungen thematisieren anwendungsbezogene Schwerpunkte.
Mit einer Erstbewertung ermitteln die Sachverständigen zunächst den Status quo. „Dann setzen wir Meilensteine und legen Überprüfungsschleifen fest“, sagt Christian Theeck. „Dazu verifizieren wir beispielsweise den CO2-Fußabdruck genauso wie den Rezyklatanteil. Bei unseren Prüfprogrammen orientieren wir uns an global geltenden ISO-Standards. Genauso prüfen wir die Batterien auf ihre Sicherheit, Leistungsfähigkeit und Langlebigkeit.“
TÜV Süd stützt sich auf ein weltweites Netz akkreditierter Prüflabore, die zum Beispiel leistungsstarke Großbatterien testen. Hinzu kommen Labore für Haushaltsbatterien und Speicher mit geringerer Energiedichte. Zudem werden Tests zur chemischen Analyse durchgeführt. Weitere Dienstleistungen umfassen die Kontrolle der korrekten Kennzeichnung der Batterie oder der technischen Dokumentation mit der dazugehörigen Konformitätserklärung.
Die EU-Kommission hatte die neue EU-Batterieverordnung im Juli 2023 verabschiedet. Im August 2023 trat sie in Kraft. Für Hersteller und Inverkehrbringer ist sie seit dem 18. Februar 2024 in allen EU-Ländern verpflichtend. Damit ersetzt sie die aktuelle Batterierichtlinie 2006/66/EG, die 2026 ausläuft.
Foto: Heiko Schwarzburger
