Großalarm in Köln: Mittlerweile sieben Jahre ist es her, dass im Keller des Westdeutschen Rundfunks das Batteriesystem der unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) in Brand geriet. Zeitweise war die Feuerwehr mit 65 Löschkräften vor Ort. Die Studios wurden geräumt, weil sich der Schwelbrand im Keller auszuweiten drohte.
Fünf Stunden Löscheinsatz
Erst nach fünf Stunden kam das erlösende Signal „Feuer aus!“, die Nachkontrolle des Brandherds zog sich über Tage hin. Zwar sind einige Jahre seitdem vergangen. Aber an diesem Beispiel lässt sich lehrbuchhaft erkennen, worauf es bei fachgerechter Installation von Batteriespeichern ankommt. „Die USV-Anlage versorgte das Rechenzentrum des WDR. Die Batterieleistung von 300 Kilowatt konnte den Sendebetrieb rund zehn Minuten lang aufrechterhalten, falls das Stromnetz ausfällt“, erläutert Dirk Peters.
Der Elektroingenieur ist beim WDR in Köln für den Gebäudebetrieb verantwortlich und als Experte für rechtssicheren Elektrobetrieb von Rechenzentren bekannt. Ende Oktober vergangenen Jahres referierte er zur Sicherheit von Stromspeichern auf der PV-Sicherheitstagung, die von Conexio-PSE veranstaltet wurde.
„Diese Batterie kann nicht brennen!“
Der WDR hatte Bleibatterien installiert, von einer namhaften deutschen Firma. Aussage ihrer Fachleute: Diese Batterie kann nicht brennen. Beim Test der Anlage mit Lasten von 240 Kilowatt geschah das Unerwartete. „Die Batterieanlage befand sich in einem separaten Raum im Untergeschoss“, erklärte Peters. „Weil das Löschen mit Kohlendioxid nicht funktionierte, musste die Feuerwehr ein Loch in die Kellerwand stemmen, um den Raum mit Löschschaum zu fluten.“
So dauerte es 18 Stunden, bis der Raum geöffnet werden konnte. Weitere fünf Stunden dauerte es, den Brand zu löschen. Die Folge waren erhebliche Schäden auch in anderen Räumen durch Löschwasser und kniehohen Löschschaum bis ins Treppenhaus.
Die Ursache des Schwelbrandes war schnell gefunden: Das Anzugsdrehmoment einiger Schrauben war zu locker, sie waren vom installierenden Fachbetrieb lediglich per Hand festgezogen. Beim Lasttest überhitzten die Kontakte und führten zum Schwelbrand. Der Schaden betrug eine Dreiviertelmillion Euro, die der Versicherer übernahm. Aber hier geht es nicht um die Sensation. Hier geht es um die Lehren aus dem Vorfall. „Die Brandschutzanlage im Batterieraum hat den Brand immerhin begrenzt“, analysierte Peters. „Aber wir mussten den neuen Batterieraum anders ausstatten.“
So wurde die Packungsdichte der neuen Batterien reduziert, was einen größeren Raum für die Aufstellung erforderlich macht. „Außerdem haben wir die Feuerwehr vorher ins Boot geholt“, legt der Experte dar. „Das gilt auch, wenn wir Parkplätze in unserer Tiefgarage für E-Autos ausbauen.“
Mit Thermografie unter Last kontrollieren
Der neue Batterieraum wurde von vornherein mit einem Loch in der Wand ausgestattet, um die Flutung mit Löschschaum zu erleichtern. Geeignete DC-Trennschalter erlauben die Abschaltung der Batterieanlage von der Leitwarte aus. „Ganz wichtig ist die thermografische Überwachung der Anlage nach der Installation“, sagte Peters. „Der Test deckt überhitzte Kabel und Kontakte auf.“
Zwischen 30 und 35 Grad Celsius im Thermobild seien tolerierbar. „Aber 100 Grad Celsius und mehr liegen außerhalb jeder Norm. 76 Grad Celsius am Verbinder waren grenzwertig.“ Deshalb wurden beim neuen System dickere Querschnitte gewählt. Peters riet: „Auch wenn es bislang keine Pflicht dafür gibt, empfehle ich die Früherkennung von Störungen durch Thermografie.“
Plötzlich stand die Kripo auf der Matte
Der Brand war gelöscht, die Feuerwehr hatte die Lage im Griff. Nicht schlecht staunte Peters, als am nächsten Morgen die Kripo bei ihm auf der Matte stand. „Die Polizei wollte die Verantwortlichen sprechen“, erzählt er. „Im Nachgang zu einem solchen Ereignis interessieren sich die Kripo, die Versicherer und die Berufsgenossenschaft vor allem für eins: Wer hat seine Verantwortung als Betreiber nicht ausreichend wahrgenommen?“
Stichwort Betreiberverantwortung. Sie ist gemäß DIN VDE 0105-100, Abschnitt 3.2.1. „Bestellung zur Betreiberverantwortung“ definiert. Zum Glück für Dirk Peters und sein Team der Gebäudeverwaltung hatte der WDR die Verantwortung für den ordnungsgemäßen Betrieb der USV-Anlage an die installierende Firma abgegeben. „Wir haben sowohl das Projekt als auch die technische Schnittstelle genau definiert“, resümiert er rückblickend. „Damit waren Anfang und Ende des Verantwortungsbereiches genau abgesteckt.“
Zum Glück wurde niemand verletzt
Bei der Festlegung der Betreiberverantwortung ist genau zu klären, ab welchem Punkt die Fremdfirma in die Verantwortung eintritt und welche Kontrollpflichten sie hat. Die Aufteilung der Verantwortlichkeiten müssen Errichter und Betreiber mit der Inbetriebnahme klären.
Zum Glück entstand beim Brand im Keller des WDR in Köln lediglich ein Sachschaden, wenn auch nicht unerheblich. Personen wurden zum Glück nicht verletzt. In den zurückliegenden Jahren hat die Solarbranche lernen müssen, dass Speichersysteme durchaus in Brand geraten können, übrigens auch Lithium-Eisenphosphat. „Da kann man sich nur wundern, wie sorglos manche Installateure mit diesem Thema umgehen“, schätzt Dennis Jeremy Menzel ein.
Erschreckende Sorglosigkeit vieler Installateure
Er arbeitet für die Firma Reactive Experts, die unter anderem Gutachten erstellt und im Installationsgeschäft tätig ist. Auf der Berliner Tagung nannte er Beispiele für fahrlässige Installationen, die das Brandrisiko erheblich erhöhen.
Menzel zählte auf: „Das beginnt beim Wechselrichter. Da wurden die DC-Anschlüsse nicht professionell gecrimpt, was zur örtlichen Überhitzung am Anschluss führte. Oder die Wechselrichter wurden an Orten installiert, wo Stäube die Lüfter verdrecken und die Kühlung erschweren.“
Der Experte hat Verteilerschränke ohne Sicherungen vom Trafo und vom Wechselrichter gesehen, oder die Steckverbinder lagen in Pfützen auf dem Flachdach. Dort korrodieren sie und bilden Hotspots aus, bis sie verschmoren. „Bei Speichersystemen ist die Sorglosigkeit kaum geringer“, monierte er. „Manchmal stehen sie im Hausflur oder in Bereichen, die bei Überflutung gefährdet sind. Oder die Systeme wurden nicht korrekt an der Wand festgeschraubt, sodass sie umkippen können.“
Batterien im Öllager aufgestellt
Ein Gewerbespeicher wurde beispielsweise im Öllager (!) eines Autohauses aufgestellt, wo sich ein Brand in Sekundenschnelle zur Katastrophe ausweiten könnte. Solche Fahrlässigkeit ist auch bei Heimspeichern durchaus verbreitet, wie Menzel bestätigt: „Es gibt zertifizierte Installateure, die bauen den Speicher im Schuhschrank unter der Treppe ein.“
Spätestens seit den Bränden von Heimspeichern, die im vergangenen Jahr durch die Presse gingen, sollte jedem Planer und Installateur klar sein: Stromspeicher gehören nicht in den Wohnbereich.
Sie gehören erst recht nicht als mobile Speicherbox auf den Balkon. Der Aufstellort und die fachgerechte Installation müssen unbedingt berücksichtigen, dass Speicher – egal ob Blei oder Lithium – ein Gefahrgut darstellen, das in Brand geraten kann.
Brand kann von außen übergreifen
Dabei muss es nicht unbedingt der Speicher sein, der brennt. Ein Brand aus der Umgebung kann übergreifen und die Lithiumzellen erhitzen, bis sie explodieren.
Bei Gewerbespeichern sind die Anforderungen besonders hoch. Denn ein Brand kann sehr schnell enorme Folgeschäden verursachen – siehe das eingangs erwähnte Beispiel beim WDR.
In Berlin referierte auch Daniel Birkeneder von Fenecon. Er stellte vor, wie ein Hersteller von kommerziellen Speichersystemen mit diesem Thema umgeht. Birkeneder ist seit sieben Jahren bei Fenecon tätig und verantwortet dort die Projektplanung für Gewerbe und Industrie. Eine Zeit lang war er auch der Brandschutzbeauftragte des Deggendorfer Unternehmens. „Als Hersteller von Speichersystemen haben wir naturgemäß sehr viel mit Lithiumzellen und Batteriepacks zu tun“, sagte er. „Dabei geht es um das sichere Handling, die sichere Lagerung und den Transport.“
Hohe Anforderungen an gewerbliche Speicher
Vor allem geht es um sichere Speichersysteme. „Bei der Entwicklung unserer Speichersysteme sprechen wir sehr viel mit Feuerwehren und Versicherungen“, berichtet er. „Wenn Sie drei Feuerwehren fragen, wie man Lithiumspeicher löschen kann, bekommen Sie vier verschiedene Antworten, mindestens.“
Um das Thema analytisch einzugrenzen, bestimmt Birkeneder drei Brandursachen: Die Batterie kann mechanisch beschädigt werden, wenn beispielsweise ein Gabelstapler in den Batterieschrank knallt. Elektrische Belastungen wie Abnutzung der Kontakte, interne Kurzschlüsse oder Überladung können gleichfalls zu Bränden führen. Oder ein äußerer Brand greift auf die Batterie über, dann spricht man von thermischer Überlastung.
EltBauV gilt auch für Batterieräume
„Brandfördernd sind hohe Ladezustände und instabile Kathoden“, nannte Birkeneder weitere Punkte. „Alte Batterien weisen Dendriten auf, das kann zu inneren Kurzschlüssen führen. Nicht zu vergessen die Temperaturen am Aufstellort, die mitunter extrem sein können.“ Er verwies auf die Verordnung über den Bau von Betriebsräumen für elektrische Anlagen (EltBauV). Darin sind Anforderungen für Batterieräume festgelegt. Auch er empfiehlt, die Feuerwehren möglichst früh einzubinden.
Daneben gibt es Sicherheitshinweise der Branchenverbände, die Vorgaben in den Bauvorschriften in den Bundesländern und Anforderungen vonseiten der Versicherer. „Ein Stück weit ist es russisches Roulette, weil kaum jemand den Überblick hat“, sagte er. „So werden von den Feuerwehren verschiedene Löschmittel diskutiert, etwa Wasser, Löschschaum oder spezielle Reduktoren für Sauerstoff. Je nach Ladezustand und Zellchemie läuft ein Speicherbrand verschieden ab.“
Umfassendes Sicherheitskonzept entwickelt
Aus vielen Gesprächen, Projekten und langjähriger Erfahrung hat Fenecon ein Sicherheitskonzept entwickelt, um das Brandrisiko für Gewerbespeicher zu senken:
Foto: Heiko Schwarzburger
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EU-Richtlinie für Batterien
Digitaler Produktpass für Speichersysteme erforderlich
Ab Februar 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. Die neue Verordnung gilt für alle Batterietypen: von Antriebsbatterien in Elektrofahrzeugen, E-Bikes und E-Scootern, Starterbatterien und stationären Batteriespeichern über Batterien für industrielle Anwendungen bis hin zu Kleinstbatterien für kabellose Geräte. Sie sieht vor, die zunehmende Nutzung von Batterien durch den Aufbau einer nachhaltigen, ressourcenschonenden Kreislaufwirtschaft zu unterstützen. Im Fokus steht die Nachhaltigkeit in allen Produktlebensphasen.
Dafür muss jede Batterie, die in der Europäischen Union in Verkehr gebracht wird, eindeutig identifizierbar sein. Hersteller müssen einen QR-Code bereitstellen, der mit dem digitalen Pass verlinkt ist. Die Daten zeigen, wo und wann die Batterie produziert wurde, wie ihre chemische Zusammensetzung ist und welche Emissionen in der Fertigung entstanden. Enthalten sind auch Angaben zur voraussichtlichen Lebensdauer.
Künftig gelten verpflichtende Sammelquoten. Die Hersteller müssen den Anteil an wiederverwerteten Materialien bei der Produktion steigern. Zudem werden bestimmte Stoffe beschränkt, die in den Batterien und bei ihrer Herstellung zum Einsatz kommen.
Die EU-Kommission hat die neue Batterieverordnung im Sommer 2023 verabschiedet. Im August trat sie in Kraft. Für Hersteller und Inverkehrbringer ist sie ab 18. Februar 2024 in allen EU-Ländern verpflichtend. Sie ersetzt die Batterierichtlinie 2006/66/EG, die in zwei Jahren ausläuft.
https://www.batteriegesetz.de/gesetzestexte/battv-eu/
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Rob Schwarzinger von Sigenergy: Das neue 5-in-1-Speicherpaket
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PV Guided Tours: Die kommerziellen Speichersysteme TS HV 30 E, 50 E und 80 E bieten mehr Variationen und werden erstmalig mit einer System- und Kapazitätsgarantie von zehn Jahren ausgeliefert. Sie sind flexibel in der Auslegung und bis fünf Megawattstunden skalierbar. Die Inbetriebnahme durch den Installateur erfolgt per App – komplett digital.
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