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Stromspeicher Sicherheit

Stromspeicher Sicherheit

Bei Photovoltaikanlagen kommen derzeit als dezentrale Speicher Lithium-Ionen-Akkumulatoren in ihren Varianten sowie Blei-Säure-Batterien, in der Regel als geschlossene Batteriesysteme, zum Einsatz. Beide Batterietypen gelten bei sachgerechter Handhabung und ordnungsgemäßer Nutzung als relativ sicher.

Wie sicher sind Stromspeicher?

Zu den potentiellen Risiken von Lithium-Ionen-Akkumulatoren zählen Brand und Explosion. So können Brände beispielsweise in Folge von technischen Defekten entstehen, die ihre Ursache bereits während des Herstellungsprozesses haben. Die Verwendung hochwertiger Akkumulatoren kann damit das Brandrisiko verringern. Zu den weiteren Brandursachen zählen mechanische Beschädigungen und thermische Belastungen, die zu inneren Kurzschlüssen führen. Aufgrund der hohen Energiedichte bei den Lithium-Ionen-Akkumulatoren kommt es in solchen Stresssituationen zu einer komprimierten Freisetzung von Energie, wodurch auch die Gefahr einer Explosion be- steht. Diese Risiken lassen sich minimieren, indem die Batteriepole vor Kurzschlüssen geschützt werden und die Speicher keinen mechanischen Belastungen oder hohen Temperaturen ausgesetzt werden.

Ein weiteres Brandrisiko entsteht, wenn die Akkumulatoren überladen werden, was durch eine passend konfigurierte Ladesteuerung verhindert wird. Als weitere denkbare Maßnahmen zur Reduzierung von Brandrisiken und deren Folgen kommen bei größeren Speichersystemen die Separierung der einzelnen Speichereinheiten und deren Unterbringung in feuerbeständigen Aufbewahrungssystemen sowie die Installation einer Löschanlage in Frage. Wie bereits bei der Vorstellung der Speichertechnologien in Kapitel III geschildert, kommt desweiteren der Material- verwendung bei der Produktion von Lithium-Ionen-Akkumulatoren eine besondere Bedeutung zu, da die Auswahl des Elektrodenmaterials das Brandrisiko beeinflusst.

Wie bei den Lithium-Ionen-Batterien besteht auch bei den Blei-Batterien keine Gefährdung, wenn der Akkumulator unbeschädigt ist und den Vorgaben entsprechend genutzt wird. Mögliche Risiken bilden die ätzende Schwefelsäure sowie die Gefahr von Knallgasbildung während des Ladevor- gangs. Beide Risiken betreffen jedoch in erster Linie offene Blei-Säure-Akkumulatoren, die jedoch in der Regel nicht in Photovoltaikanlagen als Speicher eingesetzt werden. Bei den geschlossenen Systemen kommen Betreiber in der Regel nicht in Kontakt mit der Säure und der Wasserstoff kann zu Wasser zurückreagieren, so dass das Auftreten von Knallgas, das durch die Ventile entweichen kann, auf ein Minimum reduziert wird. Zudem setzen Blei-Säure-Akkumulatoren im Fall eines Kurzschlusses die Energie deutlich langsamer frei als Lithium-Ionen-Akkumulatoren, so dass in der Regel lediglich eine starke Erwärmung zu beobachten ist. Für beide Batterietechnologien gilt, dass am Aufstellungsort eine ausreichende Lüftung gewährleistest ist und ein Abstand zu möglichen Zündquellen eingehalten wird.

Speicher installieren lassen

Zum sicheren Betrieb eines Batteriespeichers gehört eine ordnungsgemäße Installation an einem verträglichen Ort.

Speicher regelmäßig warten

Je nach eingesetztem Speicher besteht der Bedarf, in regelmäßigen Abständen eine Wartung und Kontrolle des Systems durchzuführen. Bei den offenen Blei-Säure-Akkumulatoren kommt es während der Nutzung zur Gasung des Akkus. Es empfiehlt sich daher eine regelmäßige (jährliche) Kontrolle des Säurestands und eventuell ein Auffüllen mit destilliertem Wasser. Geschlossene Blei-Akkumulatoren und Lithium-Ionen-Speicher sind hingegen als wartungsarm beziehungsweise wartungsfrei einzustufen.

Checkliste für Li-Ionen-Stromspeicher

Zum sicheren Betrieb eines Batteriespeichers gehört eine ordnungsgemäße Installation an einem verträglichen Ort.

2 elektro-mechanische, stromlos offene Gleichstrom-Relais zur redundanten Abschaltung der Batterie

Über- und Unterspannungsüberwachung auf Zellebene mit redundanter Auslösung der Batterieabschaltung

Einzelzelltemperaturüberwachung an jeder Zelle oder „Current Interrupt-Device (CID)“ in jeder Zelle

Sicherer Schutz vor einer Wiederinbetriebnahme nach Tiefentladung oder anderer signifikanter Schädigung der Batterie

Keine ungesicherte, direkte Parallelschaltung von Zellen ohne „Current Interrupt Device (CID)“ in jeder Zelle

Aktive Stromregelung als Funktion von Zellspannung und Zelltemperatur

Metallisches, geschlossenes Batteriegehäuse, alternativ geschlossener Metallbatterieschrank

Transport-Tests nach UN38.3 für das Batteriesystem bzw. für ein Batteriemodul

Quelle: www.kit.edu

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