Speichersysteme sicher an PV-Anlagen betreiben

Aller Negativschlagzeilen zum Trotz: Solarenergie ist ein Erfolgsmodell, in Deutschland und weltweit. Mit der Einsatzreife von Energiespeichersystemen hat auch die Stromversorgung mit Sonnenenergie nochmals einen höheren Level erreicht: Die Großbatterien sind nicht nur leistungsfähiger geworden, sie haben auch bewiesen, dass sie sicher sind. Autarkie und Umweltfreundlichkeit gepaart mit Dezentralität – das sind die Versprechen, die gespeicherter Solarstrom erfüllt.

Der Name „Energiespeicher“ drückt es deutlicher aus, als manchem vielleicht klar ist: Energie birgt immer einen potenziellen Gefahrenfaktor – ihre Freisetzsetzung ist schließlich erwünscht. Umso unverständlicher ist teilweise die mediale Aufregung um einige sehr wenige Unfälle, bei denen Akkus Feuer gefangen hatten. Dabei haben andere Energieträger in der Vergangenheit bereits wesentlich größere Schäden hervorgerufen – seien es abgebrannte Autos oder Explosionen nach Gasaustritten in Wohngebäuden. Trotzdem gilt auch bei Akkus: Sicherheit geht vor!

Systemimmanente Sicherheit gegeben

Die physischen und chemischen Vorgänge der Speichersysteme zeigen, dass Mittel zur Gefahrenabwehr recht einfach möglich sind: „Wenn im Bereich der Zellproduktion Ungenauigkeiten bei den Außenmaßen der Elektroden auftreten, können dadurch Kurzschlüsse entstehen, die innerhalb der Zelle einen Akku wie im Zeitraffer abbrennen lassen; doch diese Eigenschaft lässt sich verhindern“, erklärt Franz Feilmeier, Geschäftsführer der auf den Vertrieb und Entwicklung von Speichertechnologie spezialisierten FENECON GmbH & Co. KG. „Die Fertigung im Rolle-zu-Rolle Verfahren der von uns eingesetzten BYD-Batterien und ein integriertes Qualitätsmanagement im gesamten Produktionszyklus beugen den gefürchteten Schäden wirksam vor. Damit ist ein systemimmanenter Sicherheitsfaktor gegeben.“

„Zudem wird der sogenannte ‚Thermal Runaway‘ des Akkus, bei dem aufgrund von hohen Temperaturen ein Kunststoffseparator schmilzt und die sich berührenden Elektroden einen Kurzschluss auslösen, durch einen keramischen Separator verhindert“, ergänzt Andreas Niederholz, der beim Speicherhersteller Leclanché GmbH als Application Engineer Industrial Storage tätig ist. „Zusammen mit Lithium-Titanat-Elektroden habe wir eine hochsichere Kombination. Diese sind hinsichtlich ihrem elektrochemischen Potenzial weiter vom metallischem Lithium entfernt als z.B. Graphitanoden. Metallisches Lithium wird dendritisch abgeschieden, was nichts anderes bedeutet, als dass sich kleine Nadeln bilden, die den Separator durchlöchern. Wenn noch ein Batteriemanagement seinen Teil dazu beiträgt, den unerwünschten Überladungszustand zu vermeiden, kann eigentlich nichts mehr passieren.“ Solche Management-Systeme sind mit dem Akku verbunden und ermitteln zentrale elektrische Kenndaten sowie die Temperaturen. Werden Schwellenwerte überschritten, erfolgt eine automatische Abschaltung.

Belegbare Sicherheit

Neben der thermischen und elektrischen Belastung können auch mechanische Einflüsse potenziell zum Risiko für Lithium-Ionen-Akkus werden – allerdings sind diese im stationären Umfeld wie in solarversorgten Eigenheimen natürlich wesentlich weniger häufig als etwa bei E-Mobilitätslösungen. Dennoch schadet auch hier ein Plus an Vorkehrungen seitens der Hersteller nicht: Im Fall von Leclanché verfügen die Titanat-Zellen über einen Polymer-Separator mit keramischem Füllmaterial, der als besonders sicher gilt und bisher jeden Nageltest (Einschlagen eines Nagels zur Zerstörung des Separators) überstand.

Die größte Gefahr in punkto mechanischer Einwirkungen ist sicherlich der Transport sowie dessen mögliche Spätfolgen. Wer jedoch auf entsprechende Transportzertifikate wie UN38.3 achtet, hat auch hier nichts zu befürchten. Dazu zählt auch, dass Hersteller die gesetzeskonforme Verpackung der Systeme einhalten. Im Bereich der Zellproduktion ist auf belegbare und international anerkannte Qualitätsmanagementnormen, wie ISO 9001 und TS 16949 zu achten.

Zum Thema Zertifizierung erläutert Niederholz: „Alle Hersteller haben sich zu weitgehenden Sicherheitsstandards auch für die stationäre Speicherung verpflichtet. Wenn ein System am Markt erhältlich und zertifiziert ist, ist es damit auch sicher.“ Verbrauchern bzw. Interessenten sei darum beim Kauf von Energiespeichersystemen ans Herz gelegt, dass sowohl Speicher als auch zugehöriges Managementsystem unbedingt über entsprechende Sicherheitszertifizierungen verfügen sollten. Die neueste im Bereich stationärer Speichersysteme ist die Anwendungsregel VDE-2510. Darüber hinaus gibt es weitere aus dem Elektromobilitätsbereich bekannte Sicherheitszertifizierungen, wie UL 1642 und UL 2580.

Fazit

„Speichersysteme bringen die Energie der Photovoltaik in die Nachtstunden. Wir sind sehr froh darüber, dass die Akku-Hersteller einen hohen Reifegrad erreicht haben. Das hilft Herstellern, Verbrauchern und der Energiewende“, sagt Feilmeier. Wer also eine Solaranlage besitzt, kann sich guten Gewissens nach einem – übrigens derzeit noch KfW-geförderten – Speicher umsehen: Die Kombination aus Technologie und dem zugehörigen Nachweis zieht die erforderliche Sicherheit nach sich. Nicht umsonst setzen bereits immer mehr Industrieunternehmen auf Energiespeicher – auch dort muss Sicherheit stets garantiert sein.