Batteriespeicher werden sicher

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Test einer Lithium-Batteriezelle in der Klimakammer. Foto: TÜV SÜD

Lithium-Batterien sind leistungsfähiger als bisherige Techniken, werfen aber neue Sicherheitsfragen auf. Wie kann man beim Kauf erkennen, ob das System zuverlässig und sicher ist?

Über Sicherheitsrisiken bei Batteriespeichern für Photovoltaikanlagen hatten wir bereits in einem früheren Beitrag berichtet. Kürzlich hat sich auch die 2. Deutsche Photovoltaik-Sicherheitstagung ausführlich mit der Sicherheit von stationären Batteriesystemen beschäftigt. Thomas Timke vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) gab dort einen anschaulichen Überblick über die Situation bei den immer beliebteren Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ion). Der Markt dieser Batterien wächst und die Preise sinken seit Jahren, so der Experte.

Doch die elektrochemischen Eigenschaften und das Gefährdungspotenzial sei noch nicht allen Beteiligten bekannt und die Komplexität eines solchen Batteriesystems in Verbindung mit der Lade- und Entladeelektronik werde unterschätzt. Die Folge ist, dass es sowohl sichere und ausgereifte Produkte gebe, aber auch unsichere – für den Laien und Endanwender jedoch selten unterscheidbar.

Brände habe es schon gegeben, so Timke, und es gebe auch „keine Lithium-Zellen, die nicht brennen können“, wie das manchmal den Lithium-Eisenphospat-Zellen unterstellt wird. Roman Stübler von Varta relativierte die Gefahreneinschätzung, indem er den Akkus von Elektrofahrrädern eine größeres Gefahrenpotenzial bescheinigte. Matthias Baumann vom TÜV Rheinland (Nürnberg) ergänzte, dass in der Praxis ähnlich wie bei Photovoltaikanlagen meist eher etwas anderes brenne und dann die Batterien von einem äußeren Brand beschädigt würden, als umgekehrt.

Das grundsätzliche Problem bei den Lithiumzellen ist dennoch die Gefahr eines „thermal Runaway“, also eine unaufhaltbare Aufheizung der Batterie durch innere Kurzschlüsse. Dies kann auftreten, wenn die Zelle durch fehlerhafte Ladung oder Entladung außerhalb des zulässigen Spannungs- und Temperaturbereichs betrieben wurde. Ist das einmal geschehen, ist die betroffene Zelle endgültig geschädigt und muss außer Betrieb genommen werden.

Noch vorhandene Lücken in der Normung erschweren den Produzenten die Entwicklung sicherer Systeme auf der Basis einheitlicher Standards. Diese Lücke soll laut Andreas Habermehl (ZVEH) voraussichtlich im ersten Halbjahr 2015 mit der Veröffentlichung eines Entwurfs für die Anwendungsregel VDE-AR-E 2510-2 wenigstens teilweise geschlossen werden.

Oft vernachlässigtes Thema sei laut Tim Schäfer (ZVEI / Envites Energy) der Transport. Ungeeignete, nicht ausreichend geprüfte und zertifizierte Transportverpackungen seien illegal und führen auch zum Verlust des Versicherungsschutzes beim Gefahrgut, als solcher auch Batterien gelten. Beim Transport schadhafter Li-Zellen seien außerdem zusätzliche aufwändige Maßnahmen zu treffen.

Für Endanwender gab Thomas Timke neben der für Laien wenig nachvollziehbaren Konstruktions-Checkliste des KIT lediglich die Empfehlung, „Produkte von Markenherstellern“ zu bevorzugen. Wie sich das Beurteilungsproblem lösen ließe, zeigte Matthias Baumann anhand der Entwicklung eines Schutzzielkatalogs, der das notwendige Prüfprogramm für Batteriesysteme vorgeben wird und zusammen mit den Fachverbänden einen einheitlichen Standard schaffen soll. Noch im November 2014 soll er veröffentlicht werden und danach kann es auch Zertifikate nach diesem Standard geben. Baumann: „Den Installateuren wird dann diese Sorge abgenommen“.

Der TÜV Süd ist derweil schon einmal vorgeprescht und hat bereits im August 2014 ein Speicherzertifikat vorgestellt, ohne die Entwicklung dieses Standards abzuwarten. „Um belastbare Aussagen zur Sicherheit, Leistungsfähigkeit und Lebensdauer von stationären Speichersystemen zu ermöglichen, hat TÜV SÜD ein neues Zertifikat für Renewable Energy Storage Systems (RESS) entwickelt und erste Produkte erfolgreich zertifiziert“, sagte dazu dessen Pressesprecher Thomas Oberst.

Im Rahmen der Zertifizierung werden nicht nur die einzelnen Komponenten, sondern auch das verlässliche Zusammenspiel der Komponenten im gesamten Speichersystem geprüft, betont Andreas Faißt von der TÜV SÜD Product Service GmbH. Mit der Zertifizierung sollen Hersteller die Sicherheit und Leistungsfähigkeit ihrer Produkte nachweisen können und den Händlern, Installateuren und Endkunden wird eine Orientierungs- und Entscheidungshilfe geboten.

Autor: Thomas Seltmann

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