TGA-Newsletter: 12-2016 | 16.06.2016 (24.KW)

Anlagentechnik

Solarstrom-Heimspeicher auf dem Prüfstand

Aufbau von Testständen am KIT, mit denen die Sicherheit, Qualität und Netzdienlichkeit von Heimspeichern für Strom aus PV-Anlagen analysiert wird. (Quelle: KIT)
Aufbau von Testständen am KIT, mit denen die Sicherheit, Qualität und Netzdienlichkeit von Heimspeichern für Strom aus PV-Anlagen analysiert wird.
Stromspeicher sind ein wichtiger Baustein für die Energiewende und kommen in immer mehr privaten Haushalten und Betrieben zum Einsatz, um Strom aus PV-Anlagen kurzzeitig zu speichern. Aufgrund ihres guten Preis-Leistungs-Verhältnisses kommen dabei zunehmend Lithium-Ionen-Batterien zum Einsatz. Jedoch unterscheiden sich diese im Betrieb in wichtigen Punkten von den herkömmlichen Blei-Batterien.

„Für den Endkunden, ja selbst für den fachkundigen Installateur ist es schwierig bis unmöglich, Sicherheit und Qualität dieser Heimspeicher zuverlässig zu beurteilen, denn verbindliche Normen und Prüfvorschriften existieren nur für althergebrachte Batterietechnologien. Die Testvorschriften darin sind aber auf moderne Lithium-Ionen Batterien nicht anwendbar“, erklärt Nina Munzke vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT), die das Projekt „SafetyFirst“ leitet. Sie begleitete bereits mehre Projekte zum Einsatz von Lithium-Ionen-Batterien als Zwischenspeicher für große Solaranlagen bis zu einem Megawatt Spitzenleistung.

Wird der Sicherheitsleitfaden berücksichtigt?

In Labortests im Jahre 2013 waren an einigen in Deutschland vertriebenen Heimspeichern massive Sicherheitsmängel aufgefallen, die bis zu Brand und Explosion der betroffenen Batterien führten. Daraufhin haben maßgebliche Industrieverbände gehandelt und unter Mitwirkung des KIT einen Sicherheitsleitfaden für ihre Mitglieder verabschiedet, in dem beschrieben wird, über welche Eigenschaften und Schutzvorkehrungen sichere Batteriesysteme mindestens verfügen müssen. In einem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderten Forschungsvorhaben wird nun untersucht, ob der neueste Stand der Speicher-Sicherheitsforschung, wie in dem Leitfaden abgebildet, in den in Deutschland vertriebenen Speichern berücksichtigt ist.

Dazu werden mehr als zwanzig solcher Systeme Dauertests in Testständen unterzogen, die die tatsächliche Situation im privaten Haushalt nachstellen. Das entspricht einem Großteil der kommerziellen Systeme, die in Deutschland verfügbar sind. Durch spezielle Belastungsprofile wird es in diesem Projekt möglich, Sicherheitseigenschaften nicht nur im fabrikneuen Zustand der Batterien zu untersuchen, sondern auch in Alterungszuständen, wie sie nach einigen Jahren Betrieb auftreten. Bei diesen Tests werden aber nicht nur Daten über die Sicherheitseigenschaften der Speicher gewonnen, sondern auch über die sich verändernde Energieeffizienz und die zu erwartende Haltbarkeit der Speichersysteme.

Ergänzend zu den Untersuchungen an ganzen Heimspeichern werden einzelne ausgewählte Lithium-Ionen-Zellen am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme und am Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoffforschung untersucht. Parallel zu den Experimenten im Labor werden Empfehlungen für Speicherhersteller, Normengremien und das BMWi erarbeitet, um die Eigenschaften moderner Lithium-Ionen Batterien in Normen, Prüfvorschriften und Förderbedingungen berücksichtigen zu können.

Projekt läuft bis September 2018

Das Projekt „SafetyFirst“ hat eine Laufzeit von drei Jahren und läuft noch bis September 2018. Das Projekt hat ein Gesamtvolumen von etwa 4 Mio. Euro und wird vom KIT koordiniert. Projektpartner sind das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme und das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoffforschung. Vorrangiges Ziel des Projektes ist es, die Sicherheit, Qualität und Netzdienlichkeit von Heimspeichern zu erforschen und daraus Empfehlungen für Speicherhersteller und Normungsgremien abzuleiten. ■

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