Leitfaden beleuchtet Sicherheit von PV-Heimspeichern

Dass die Nachfrage nach PV-Technik einmal stark steigen wird, haben Brachenpioniere vor langer Zeit vorausgesagt. Erfüllt hat sich aber auch eine andere Prophezeiung, die gerade einmal zehn Jahre alt ist: „Risiko Solarspeicher: Einfamilienhäuser werden brennen“ titelten im Mai 2014 die VDI-Nachrichten. So groß der Wirbel nach diesem – dem Vernehmen nach nicht autorisierten – Zitat eines Gruppenleiters am Karlsruher Institut für Technologie gewesen sein soll, bald darauf legte er sich wieder. Die jährlichen Brandunfälle im Zusammenhang mit PV-Speichern konnte man meist an einer Hand abzählen. Bis zum Jahr 2022.

Ralf Haselhuhn von der Deutschen Gesellschaft für Sonnenenergie (DGS) führt seit mehr als zehn Jahren Statistik. Mehr als 50 Fälle zählte er seit Anfang 2022 – in der Regel schwere Brandunfälle. Für Schlagzeilen sorgten vor allem Speicher mit NCA-Zelltechnik des EnBW-Tochterunternehmens Senec. Angesichts von insgesamt rund 1,1 Millionen installierten Heimspeichern liegt das Risiko im Promille-Bereich, gleichwohl sind in der Branche kritische Stimmen laut geworden.

Der Hersteller Tesvolt forderte im November vergangenen Jahres, dass „zusätzliche Zertifizierungen und Prüfungen Pflicht für alle Hersteller werden“. „Ich denke, dass alle Unternehmen unter Druck stehen, ihre Kosten zu optimieren“, sagte Tesvolt-Technik-Chef Simon Schandert. Bei der stark steigenden Zahl von Herstellern, besonders aus China, gibt es leider auch solche, die an Stellen sparen, wo es zunächst nicht auffällt. Zum Beispiel bei freiwilligen Zertifikaten und Tests oder bei der Qualität und Haltbarkeit einzelner Komponenten.“

„Diskrepanz zwischen Kostenoptimierung und Batteriesicherheit“

Das Unternehmen macht sich gemeinsam mit anderen beim Branchenverband BVES für strengere Sicherheitstests stark. Dem Verband schwebt eher ein freiwilliges Gütesiegel vor, das auf der Basis eines „Faktencheck“ der technischen Unterlagen vergeben wird. Zudem sieht man beim BVES die neue Batterieverordnung positiv: Der sogenannte Propagationstest für PV-Speicher wird damit Pflicht.

Jetzt hat der chinesischer Hersteller Sigenergy zusammen mit dem Beratungsunternehmen TH Energy ein „White Paper“ zu Fragen der Batteriesicherheit vorgelegt. Ein 16-seitiges Papier, das Handlungsbedarf anmahnt. Die Autoren stellen „eine Diskrepanz zwischen Kostenoptimierung und Batteriesicherheit bei einer Vielzahl von Herstellern fest“. Normen und Zertifizierungen setzen zwar Marktstandards, deckten aber oft nicht die wichtigsten Sicherheitsbedenken von Privatkunden ab. Es werde deutlich, wie wichtig es sei, über die gesetzlichen Anforderungen hinaus zusätzliche Sicherheitskonzepte umzusetzen.

Woran PV-Speicherhersteller sparen

Worauf es nach ihrer Einschätzung ankommt, fassen die Autoren in einem Kapitel „Best practice“ zusammen. Darin sprechen sie sich etwa für Lithium-Eisenphosphat-Zelltechnik (LFP) aus. Deren Chemie sei stabiler, was sie weniger anfällig für Überhitzung und insgesamt weniger gefährlich mache als Lithiumionen-Akkus mit Nickel-Magan-Cobalt- (NMC) oder Nickel-Cobalt-Aluminium (NCA)-Zellchemie.

Als einen weiteren wichtigen Punkt nennen sie die Größe der Zellen. Je größer die Zellen, desto weniger werden benötigt, um ein Batteriepaket gleicher Größe zu bilden. So sei eine geringere Gesamtspannung möglich, was das Akkupaket sicherer mache.

Auf Kosten der Sicherheit gespart werde oft bei Isolierpads. Solche Pads sollen eine Wärmeausbreitung zwischen den Zellen verhindern. „Der Marktstandard besteht darin, die Kosten zu verringern „und nicht die Batteriesicherheit durch Hinzufügen von Isolierpads zu maximieren.“

Eine anderer Sparposten sind nach Beobachtung von Signergy Temperatursensoren. „Viele Hersteller versuchen immer noch, die Batteriekosten zu senken, indem sie nur eine minimale Anzahl von Temperatursensoren verwenden, oft nur 2 bis 3 pro Batteriemodul für mehr als 20 Batteriezellen“, heißt es. Dieses Temperatursensor-Layout könne die Zellentemperatur nicht vollständig erfassen. Wichtig sei es, so viele Sensoren einzusetzen, dass „jede Zelle und auch die DC-DC-Seite überwacht werden können“.

Kritik an der Vorgehensweise von Herstellern kommt auch von Prüfstellen „Leider ist die Prüfung der Produktsicherheit in der Speicherbranche noch keine Selbstverständlichkeit„ kommentierte Roman Brück, Abteilungsleiter Komponenten, Power Electronics, Zertifizierung beim TÜV Rheinland, den Status quo im November 2023 gegenüber Tesvolt. “Etliche Hersteller sparen bei Zertifikaten und umfassenderen Sicherheitstests “, berichtete er.

Das White-Paper mit dem Titel „Energy Storage Battery Safety in Residential Applications“ steht kostenfrei als Download bereit.