Brandschutz hat Priorität

Technik

Solarwatt. - Batteriespeicher spielen für die Energiewende eine wichtige Rolle, denn sie ermöglichen die Nutzung des selbst erzeugten Stroms auch in den Abendstunden oder nachts. Es gilt jedoch einige wichtige Regeln einzuhalten. Welche das sind, erläutert unser Autor.

19. Juni 2017
© Solarwatt
Bild 1: Brandschutz hat Priorität (© Solarwatt)

Die Systeme sind heute sicher und ein Lichtbogen nahezu ausgeschlossen– wenn die Hersteller einige wichtige Regeln beachten. Der Photovoltaik wird von Seiten der Bevölkerung eine hohe Bedeutung beigemessen: Dies geht aus einer aktuellen Befragung des Wirtschaftsforschungsunternehmens EuPD Research hervor. Doch jede Solaranlage kann auch eine potenzielle Gefahrenquelle darstellen. Immerhin erzeugt sie bis zu 1.000 Volt Gleichspannung, die erst im Wechselrichter in die gängigen 230 Volt Wechselspannung umgewandelt wird. Das Thema Brandschutz spielt daher für die Hersteller der Solarsysteme eine wichtige Rolle. Allerdings ist dies für die Solarindustrie mittlerweile ein alter Hut: Die Aspekte des vorbeugenden Brandschutzes und der entsprechenden Produktanforderungen sind in wichtigen Regelungen erfasst, an die sich die Markenhersteller halten. Das Thema Brandschutz wird bei Heimspeichern aktuell immer wichtiger.

Neu am Energiemarkt ist die wachsende Zahl an Batteriespeichern, die hierzulande installiert werden. Allein 2016 wurden in Deutschland etwa 20.000 solcher Systeme verkauft – Tendenz steigend. Denn schon in wenigen Jahren werden viele Photovoltaik-Anlagen aus der Solarförderung laufen, die häufig mit Heimspeichern nachgerüstet werden, um auch weiterhin wirtschaftlich zu arbeiten. Bei diesen Geräten wird das Thema Brandschutz aus zwei Richtungen betrachtet: erstens, der Speicher selbst als Gefahrenquelle; zweitens, wie verhält sich das Speichersystem, wenn in der Nähe ein Feuer ausbricht. Unabhängige Prüflabore testen die Speicher in dieser Hinsicht auf Herz und Nieren– vorausgesetzt, der Hersteller will das entsprechende Verfahren bezahlen und scheut den damit verbundenen Aufwand nicht. PV-Heimspeicher sind relativ neue Systeme, bei denen gemäß dem Produktsicherheitsgesetz unter anderem die EU-Konformität und batteriespezifische Sicherheit nachzuweisen sind. Bei Lithium-Ionen-Speichern muss bzgl. EU-Konformität in den meisten Fällen die Niederspannungsrichtlinie und immer die EMV (Elektromagnetische Verträglichkeit) beachtet werden. Zur Niederspannungsrichtlinie gibt es harmonisierte Normen, die bei Entwicklung und Produktion befolgt werden müssen und nach denen in den Labors getestet wird.

Eine Gefahr stellen bei Lithium-Ionen-Speichern sogenannte Lichtbögen dar. Diese können sich beispielsweise an den Klemmen bilden, an denen PV-Anlage und Wechselrichter angeschlossen werden, etwa bei Kabelbärten. Im Rahmen der umfangreichen Prüfungen wird bei Heimspeichern zum Beispiel geprüft, ob die richtigen Abstände für alle Luft- und Kriechstrecken eingehalten sind. Darüber hinaus muss gegenüber dem Prüflabor die gesamte Bauteileignung nachgewiesen werden. Alle Komponenten, die an der Bildung eines Lichtbogens beteiligt sein könnten, müssen zur Sicherheit, beispielsweise laut IEC 62109-1, mit sogenannten Brandschutzumhüllungen umgeben werden. Sollten das Produkt mit einer passenden Norm geprüft und diese Tests auch bestanden werden, ist die Bildung eines Lichtbogens in einem Heimspeicher so gut wie ausgeschlossen. Bei der Betrachtung gilt es, die Unterschiede zwischen AC- und DC-Systemen zu beachten. Kritische Lichtbögen entstehen überwiegend bei Gleichspannung. Das Thema ist darum für Hersteller, die auf einen DC-gekoppelten Speicher setzen, von besonders großer Relevanz.

Bei AC-gekoppelten Systemen ist die höchste im System vorkommende Gleichspannung die Spannung der Batterie. Bei DC-Speichern ist das Gerät direkt an die PV-Anlage gekoppelt, die beispielsweise 500 bis 800 Volt erzeugt. Bei diesen Speichern ist daher eine intensive fachmännische Prüfung des gesamten Systems und seiner Konstruktion besonders wichtig. Die Prüfung nach den entsprechenden Kriterien ist für die Testlabore eine der ältesten Disziplinen, und Schwachstellen wären im Allgemeinen leicht erkennbar.

In puncto Brandschutz müssen bei der Herstellung von Lithium-Ionen-Speichern wichtige Vorgaben erfüllt sein, damit die Sicherheit zu jedem Zeitpunkt gewährleistet ist. Doch auch bei der Installation ist von Seiten der Handwerker Sorgfalt gefragt. Denn nur so ist gewährleistet, dass es nicht zu Sicherheitsmängeln kommt. Wie schon gezeigt, stellen die Klemmen mitunter ein erhöhtes Risiko dar, weil hier oftmals Kabel abisoliert und nebeneinander angeschlossen werden.

Viele Wechselrichter-Hersteller arbeiten deshalb mittlerweile mit Steckkontakten, die dafür weniger anfällig sind. Auch Solarwatt hat auf Rückmeldungen der Installateure reagiert und setzt beim neuen Stromspeicher My-Reserve Matrix auf Steckkontakte für eine schnellere Installation. Bei den bisherigen Solarwatt-Produkten sind noch Klemmen in Brandschutzumhüllungen, also separaten Metallgehäusen untergebracht und so angeordnet, dass auch bei Anschlussfehlern keine Ausbreitung des Fehlers droht. In Bezug auf den Brandschutz sind verschiedene Verbände und Landesfeuerwehrschulen aktiv. Aufgrund der Relevanz des Themas für die gesamte Speicherbranche sind sie im Austausch mit der Feuerwehr. Momentan laufen gleich zwei Projekte, die sich mit dem Thema befassen. Bei „Safetyfirst“ sind unter anderem das Kit, das Fraunhofer-Institut Ise und das ZSW beteiligt. Parallel dazu läuft mit „Speisi“ ein weiteres Projekt, in dem der TÜV Rheinland gemeinsam mit der DGS, dem Fraunhofer Ise und dem ZSW forscht.

Der Bundesverband Energiespeicher ist bei dem Thema ebenfalls involviert. Für die Feuerwehr stehen dabei ganz pragmatische Fragestellungen im Mittelpunkt. Das Feedback der Löschkräfte auf die durchgeführten Projekte war durchweg positiv. Die hiesige Feuerwehr begrüßt, dass sich die Verbände so intensiv um einen Informationsaustausch bemühen. So wurde mittlerweile klargestellt, dass Batteriespeicher aufgrund ihres nur minimalen Lithium-Gehalts mit Wasser gelöscht werden dürfen. Und ein Speicher, der einmal von einem Brand betroffen war, darf nie wieder genutzt werden.

Auch Brandschutzbeauftragte von Stadtwerken sind übrigens sehr an diesen Themen interessiert, besonders wenn Batteriespeicher in größere Wohnanlagen integriert werden sollen. In puncto Brandschutz in elektrischen Anlagen ist das Wissen der hiesigen Feuerwehr unter anderem aufgrund von Erfahrung und Austausch schon hoch. Bestehende Normen, wie beispielsweise die E DIN VDE 0132:2017, wurden um das Thema LI-Ionen-Batterien erweitert. Die im Mai erscheinende Neufassung der VDE-AR 2510-50 beinhaltet ebenfalls Anforderungen zum Brandschutz und Signalisierung. Jedoch besteht weiter die Gefahr, dass vereinzelt Hersteller der Systeme die Normen und Regelungen wie den Sicherheitsleitfaden für LI-Ionen-Hausspeicher oder die Niederspannungsrichtlinie nicht konsequent umsetzen. Daher spielt die Marktaufsicht und Kundennachfrage hier wie auch in anderen Bereichen eine wichtige Rolle.

Solarwatt geht das Thema aktiv in der Öffentlichkeit und in Gremien an. Neben dem Verantwortungsbewusstsein als Speicherhersteller verbindet sich damit die Hoffnung, einen Teil dazu beitragen zu können, dass der neue Batteriemarkt noch sicherer wird. Davon können alle Teilnehmer dieser aufstrebenden Branche profitieren.

Hintergund:

Über unseren Autor:

Thomas Timke ist einer der führenden Sicherheitsspezialisten in Europa im Bereich der Lithium-Ionen-Speicher. Der gelernte Radio- und Fernsehtechniker ist aktiv in Normengremien und hat maßgeblich am „Sicherheitsleitfaden für Li-Ionen-Speicher“ mitgearbeitet, der 2014 am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entwickelt wurde. Der 48-Jährige verantwortet seit September 2016 im Technologiezentrum Solarwatt Innovation die Weiterentwicklung des Sicherheitskonzepts des prämierten Batteriespeichers My-Reserve.