Photovoltaik-Anlage – immer mit Speicher. Das ist mittlerweile von vielen Installateuren zu hören. Nach dem Monitoringbericht der RWTH Aachen ist schon 2017 jede zweite neue Photovoltaik-Anlage mit einem Speicher verkauft worden. Die Energiespeicher gehören mittlerweile quasi dazu, ein gutes Gefühl mit der Energie vom eigenen Dach zu leben.
Wirtschaftlich? Einzelentscheidung! Zehn Jahre Zeitwertersatzgarantie sind mittlerweile Standard, wann die schwarze Null erreicht ist, hängt von vielen Faktoren ab wie der Strompreisentwicklung oder dem eigenen Nutzungsverhalten. Es lohnt sich auch, die Effizienz und Effektivität, die Sicherheit und Zuverlässigkeit sowie insbesondere die Lebensdauer der einzelnen Speicher zu bewerten. Systeme, die nach dem BVES/BSW-Effizienzleitfaden getestet sind, lassen sich untereinander gut vergleichen.
Aber wie steht es um die Sicherheit? Lithium-Ionen-Batterien enthalten einen organischen Elektrolyt und können im Fehlerfall große Mengen thermischer Energie in kurzer Zeit freisetzen. In den vergangenen Jahren gab es Rückrufaktionen von führenden Smartphone-Herstellern und Nachrichten von brennenden Elektroautos. Was ist an der Gefährlichkeit der Technologie dran – egal ob im Auto, im Laptop oder im Heimspeicher?
In den Forschungsprojekten „SPEISI“ und „Safety First“ haben wir in den letzten Jahren am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) die Sicherheit, Zuverlässigkeit und Performance von Photovoltaik-Heimspeichern auf Basis von Lithium-Ionen-Batterien untersucht. Andere Technologien sind auf dem Markt derzeit im Heimspeicher-Segment bedeutungslos und werden es bei dem rapiden Preisverfall von Lithium-Ionen-Speichern schwer haben. Wir haben in diesen Forschungsprojekten nahezu alle Sicherheitsaspekte betrachtet: Von Verpackung und Transport, über internen Aufbau, Installation und Betrieb. Wir fanden einige Ungereimtheiten: von sorglosem Transport bis zur suboptimalen Aufstellung.
Die wichtigste Erkenntnis aber ist: Lithium-Ionen Zellen von hoher Qualität und im richtigen „Betriebsfenster“ (Temperatur, Strom Spannung) eingesetzt, nach dem Stand der Technik zu einem Batteriesystem zusammengebaut sowie unter Berücksichtigung der funktionalen Sicherheit mit Leistungselektronik und Energiemanagement verbunden, sind sicher. Sicherheit ist quantifizierbar, und für nahezu jedes technische Gerät existieren mittlerweile Standards, die den Stand der Technik reflektieren. Eine Batterie im Auto ist anderen Belastungen ausgesetzt als ein Speicher im Smartphone oder eine Zelle im Photovoltaik-Heimspeicher.
Für eine neue Geräteklasse gibt es zu Beginn normative Lücken. Bei den Photovoltaik-Heimspeichern wurde sie mittlerweile geschlossen. Über die Jahre hat sich aus dem sogenannten Sicherheitsleitfaden die Anwendungsregel VDE AR-E-2510-50 entwickelt. Hier haben Forschung, Prüfinstitute und die Industrie eng und sehr gut zusammengearbeitet. Die Anwendungsregel beschreibt umfänglich die Anforderungen an einen Stationärspeicher und hat sehr hohe Sicherheitsanforderungen an das Gesamtsystem einschließlich Batteriewechselrichter. Komplettiert wird sie durch die VDE AR-E-2510-2, die die sichere Installation von Stationärspeichern beschreibt. International ist die IEC 62619 für industrielle Speicher Standard für diese Geräteklasse. Auch der Transport der Geräte ist im sogenannten ADR geregelt, hier hat man als Verbraucher allerdings kaum Einfluss.
Wenn beim Speicherkauf darauf geachtet wird, dann gilt: Speicher? Aber sicher!
— Der Autor Stephan Lux leitet die Gruppe „Batterietechnik“ am Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme ISE, die sich in ihren Schwerpunkten mit den Themen Charakterisierung, Alterungsuntersuchungen, Sicherheit und effektive Einbindung von Speichern beschäftigt. —
Die Blogbeiträge und Kommentare auf www.pv-magazine.de geben nicht zwangsläufig die Meinung und Haltung der Redaktion und der pv magazine group wieder. Unsere Webseite ist eine offene Plattform für den Austausch der Industrie und Politik. Wenn Sie auch in eigenen Beiträgen Kommentare einreichen wollen, schreiben Sie bitte an redaktion(at)pv-magazine.com.
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Was soll uns dieser Artikel nun sagen? Wenn man vorher Vergleicht sind Lithium-Ionen-Batterien sind als stationäre Stromspeicher toll?
Vom Leiter der Gruppe „Batterietechnik“ am Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme ISE hätte ich mir mehr konkrete Prüfkriterien und einen Hinweis auf die verschiedenen Zellchemien der Lithium-Ionen-Batterien erwartet. Vielleicht auch einen Hinweis auf Nachhaltigkeit und Energiebedarf bei der Produktion. Damit man den ewigen Stammtischparolen mit Fakten Paroli bieten kann.
So ist daraus ein belangloser Allgemeinartikel geworden der hoffentlich schnell in Strom der Informationen versinkt um Platz für wirklich interessante Artikel zu machen.
Der Beitrag scheint mir ein Schnellschuss zu sein, um Zweifel an der Sicherheit von Li-Ionenspeichern zu zerstreuen, und bewirkt doch eher das Gegenteil: Alles, was man nicht sagt, lässt den Verdacht aufkommen, dass es unterdrückt wird, weil es nicht vorteilhaft wäre. Hier fehlt die Information, welches Sicherheitsniveau die Speicher mindestens haben müssen. Ein technisches Gerät ist nie fehlerfrei, die Fehlerwahrscheinlichkeit kann aber größer oder kleiner sein. Die Norm sollte das erwartete Niveau nennen. Bei Kernkraftwerken kannten wir das: Wahrscheinlichkeit für eine Kernschmelze etwa einmal in 10.000 Jahren. Entsprechend hatten wir bei 1000 Kernkraftwerken weltweit in ca. 30 Jahren 3 Kernschmelzen (Three Miles Island, Tschernobyl, Fukushima), also alle 10 Jahre eine, die nächste wird nicht mehr lange auf sich warten lassen. Li-Ionen-Speicher haben das Problem, dass Li-Dendriten durch den Separator von Elektrode zu Elektrode wachsen, und dann Kurzschlüsse erzeugen. Der Kurzschluss kann zu einer schlagartigen Selbstentladung der betroffenen Zelle führen. Ein Alterungsproblem. Gerade in Privathaushalten ist die Gefahr groß, dass der Austausch von gealterten Speichern hinausgezögert wird, und dann der Fehlerfall eintritt. Die Hersteller haben natürlich kein gesteigertes Interesse daran, darauf hinzuweisen, dass von ihren Produkten eine Gefahr ausgeht, wenn man sie zu lange verwendet. Sie geben lieber möglichst lange Garantien, ohne dass der Käufer weiß, wie er sie bei Eintritt des Garantiefalls in Anspruch nehmen soll, wenn der Garantiegeber inzwischen insolvent, in einem anderen Unternehmen aufgegangen, oder schlicht nicht mehr mit einer deutschen Landesgesellschaft vertreten ist.
Fairerweise muß auch (zum Schutz der technischen Laien) erwähnt werden, daß auch im Bereich der Photovoltaik neue Erkenntnisse Erfahrungslücken schließen: Die Alterung von Solarkabeln wäre ein Beispiel dafür. https://www.pv-magazine.de/2017/05/31/zertifizierte-solarkabel-reichen-oft-nicht/
Der Umgang mit erkannten Fehlerquellen und grundsätzlichen Risiken unterscheidet sich jedoch fundamental von der Risikobereitschaft, mangelnder Vorbereitung auf einen möglichen Katastrophenfall und dem Gefahrenübergang auf ganze Bevölkerungsteile um Kernkraftwerke.
Wo genau ist denn der armotisationsfaktor bei einer Batterie Anlage in einer pv Anlage?
Habe das mal berechnet das dauert und dauert, und keiner weiß wie lange die Dinger halten.
Oberflächlicher Bericht, Schade. Alternativen zu Lithium-Ionen alle kategorisch als bedeutungslos abzutun, dass liegt eigentlich unter dem Niveau von Fraunhofer……..wir können mit unseren Salzwasser Batterien tagtäglich das Gegenteil beweisen……. Lithium Ionen sind theoretisch sicher, wenn alles optimal passt….tolle Erkenntnis…wie lange hat man daran wohl geforscht….was passiert wenn die Rahmenbedingungen nicht optimal sind? Nur weil es jetzt ein neue Normen gibt, heißt das noch lange nicht, dass alles sicher ist und eingehalten wird….
wir bleiben dabei, der sicherste Speicher am Markt basiert auf Salzwasser Technologie….weder brennbar, noch explosiv oder entflammbar…..
Interessant wäre hier wohl darauf hinzuweisen wie die Sicherheit nun gewährleistet wird. „…Lithium-Ionen Zellen von hoher Qualität und im richtigen „Betriebsfenster“ (Temperatur, Strom Spannung) eingesetzt, nach dem Stand der Technik zu einem Batteriesystem zusammengebaut sowie unter Berücksichtigung der funktionalen Sicherheit mit Leistungselektronik und Energiemanagement verbunden…“ Hier sind soviele Parameter (Bauteiltoleranzen, Lücke in der Qualitätssicherung, Installation,…) externe Einflussfaktoren nicht mit eingerechnet (Brand, Wasserschden im Gebäude,…) die potentielle Fehlerquellen darstellen, dass letztlich die Sicherheit nur gewährleistet werden kann, in dem druckfeste Gehäuse um die ganzen Batteriepacks herumgebaut werden, um im Schadenfall die Ausbreitung eines Brandes verhindern zu können und die enstehenden Gase über ein Druckventil kontrolliert in den umgebenden Raum abgeben zu können. Da gibt es doch heute abseits der Lithium-Ionen Technologie schon ganz andere nicht brennbare, umweltfreundliche Technologien für den stationären Einsatz.
Vielleicht sollte man auch noch ein bisschen weiterdenken, zum Beispiel an die sehr umweltschädigende Gewinnung von Lithium : (https://www.brot-fuer-die-welt.de/fileadmin/mediapool/2_Downloads/Fachinformationen/Analyse/Analyse_84_Lithium.pdf) und dann auch wohin mit den alten Batterien (https://www.planet-wissen.de/kultur/afrika/ghana/pwiegiftigerelektromuell100.html) .
Das ist wieder einmal so ein Märchen von wegen Wirtschaftlichkeit und Energiesicherheit. Und noch mehr Elektronik im Haus zum Kaputtgehen.
Wenn das Licht ausgeht, wenn, und wann passiert das schon, dann holt doch lieber den kleinen Generator aus der Garage. Der kostet wenig, sitzt stumm herum, hält ewig, braucht kaum Pflege und kann für wenig Benzin stundenlang die Gefriertruhe, Kühlschrank und Fernseher in Gang halten. Na, wäre das eine Alternative?
Hallo Herr Anhalt, schön das sie diese Internetseite gefunden haben. Ich habe Hoffnung das sie, nachdem sie sich in die Thematik eingelesen haben, wirklich weiterdenken um zu anderen Erkenntnissen gelangen und nicht nur Gefahr sondern die Möglichkeiten erkennen. Gerade durch die stationären und mobilen Stromspeichern entwickelt sich eine Recyclingindustrie um nicht von den Rohstoffen aus anderen Ländern abhängig zu bleiben. Für Entwicklungsländer bietet Photovoltaik und Stromspeicher eine stabile Energieversorgung unabhängig von teuren benzinbetriebenen Stromerzeugern.
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