Aktuell und wiederholt muss leider erfahren werden, dass Batterien, wie Photovoltaik Heimspeicher auffällig werden, verpuffen oder in Bränden „in Flammen“ aufgehen können...

Bisher behaupteten Produkte am Markt in Deutschland mitunter durchaus mal von sich, „intrinsisch“ sicher zu sein, d.h. grundsätzlich, dass für Mensch, Umwelt und Infrastruktur keine relevanten Risikomomente aus dem normalen und zulässigen Betrieb und der Verkehrsanschauung entstehen können? Leider gibt es aber Vorfälle mit Bränden, aber auch „nur“ von beträchtlichen Rauchentwicklungen, die die Medien berichtet haben, die über Einzelfälle hinausgehen (technische Defekte). Hier soll folgend kurz dargestellt werden, was die Herausforderungen sein können, die Sicherheit weiter zu verbessern.

Zunächst einmal ist festzustellen, dass ein Batteriespeicherhersteller i.d.R. seine Batteriezellen einkauft, d.h. folglich, dass er sich vergewissern und laufend überprüfen sollte, inwieweit diese auch qualitativ im Prozess hergestellt waren bzw. sind. Man darf von dem Grundsatz ausgehen, dass die Qualität des Massenprodukts Batteriezelle sich in den letzten Jahren enorm verbessert hat. Übrigens. Mal auf Regularien gesehen, die nach 25 oder 50 Zyklen (Laden/Entladen) eine Veränderung in einem Sicherheitstestergebnis zur Klassifizierung feststellen wollen, naja, das ist eher nicht einschlägig. Das war es auch schon in der Definition dieser Vorgaben seinerzeit nicht, das waren eher Kompromisse multilateraler Arbeitsgruppen, die auch schon in Kritik standen.

Aber es ist ja der Heimspeicher als System in Gänze zu betrachten, in den Risikomomenten, die er aufgrund seines Aufbaus und Betriebs hervorbringen kann. Es ist eine Tatsache, dass ein Batteriezellfehler entstehen kann, der dazu führt, dass diese eine Batteriezelle heiß wird, Gase abbläst oder auch Feuer fangen kann. Es ist bekannt, dass Rauchgase der Zellen sich entzünden können. Statistisch wird sich das anhand der steigenden Marktdurchdringung zeigen lassen.

Die Frage ist also folglich eine Frage der Architektur der PV Heimspeicher und deren Widerstandsfähigkeit, bzw. der Abminderung von Risikomomenten wie bspw. aggressiver und korrosiver Materialaustritte, Rauch usw. Hier kann im Stand der Technik dafür gesorgt werden, dass insbesondere durch Verdämmung, Neutralisatoren, Rauchabführung, - fänger oder def. Löscheinrichtungen (u.a.m.) die möglichen Folgen enorm reduziert, somit die Sicherheit auf ein noch höheres Maß zu steigern ist. Nämlich der Verkehrserwartung der Kunden entsprechend, dass diese PV Heimspeicher für zu Hause in jedem Falle, sozusagen quasi ungefährlich, also sicher sind.

Ergänzend dazu ist für einen gegebenen oder zu entwickelnden Heimspeichertypen zu klären: Was wirkt sich kurz- und langfristig in einem Fall eines Zellfehlers wie aus, in Fachkreisen wird in dem Kontext oft von „Propagation“ gesprochen. Aber auch langfristige Folgen, bspw. auch aus Korrosion oder Verschmutzung (Rauchpartikel) heraus, können sich fatal auswirken.

Selbstverständlich muss vermieden werden, dass ein Defekt eine Kette von weiteren Ereignissen (bspw. Durchbrennen) generieren kann. Davor bspw. schützende „heat shilds“ oder auch andere geeignete Technologien sind Stand der Technik. Konkret lassen sich, also auch unter Einhaltung des KPI Kosten, Lösungen finden und im System unter Beachtung der Anwendungsparameter und Installation/Wartung als Schutzmaßnahme integrieren. Die praktische Überprüfbarkeit ist gegeben.

Eine Herausforderung kann sein, die konkreten Wärmeflüsse oder ggf. im Defektfalle strömenden (i.d.R. korrosiv, heiß) Gase zu erkennen und dafür auch „geeignete Abhilfe“ zu schaffen. Jedoch sollte dies Bestandteil der Entwicklung und Überprüfung sein und es gibt gerade in Deutschland viele qualifizierte Stellen und Einrichtungen der Forschung und Entwicklung, die hier auf jeden Fall weiterhelfen können. Nicht zuletzt sind ggf. Betriebsstrategien, Umgebung, Nutzung sowie die Alterung einzubeziehen.

Der Autor dieses Beitrages hat seit 1993 Erfahrung in der Entwicklung von großformatigen Lithiumbatteriezellen, deren Applikation/Qualifizierung, Herstellung und deren Regulierung. Cerman.power+ Batterie ist ein KMU aus Harztor b. Nordhausen, welches Lithium-Ionen- Batteriespeicherentwicklungen unterstützt, berät und auch eigene Lösungen anbietet, die tlw. geschützt sind. Begrüßens- und unterstützenswert hält der Autor die Marktteilnehmer, die bereits konsequent dieser Auffassung zur Sicherheit der Batterien folgen. Der Markt wird das verstärkt einfordern und honorieren.
Tim Schäfer