Erneuerbare Energien bei Google bevorzugen
Der rasant wachsende Markt für Batteriespeichertechnologien profitiert von sinkenden Einspeiseprämien, die den wirtschaftlichen Anreiz für Eigenverbrauch verstärken. Gleichzeitig sinkt der Preis der Systeme. Aktuelle Speichertechnologien werden zunehmend als vorkonfigurierte Komplettsysteme inklusive Batteriemanagement, Wechselrichtertechnik und integrierte Überwachungsfunktionen angeboten. Smarte Apps, die Betreibern jederzeit einen Überblick über Ladezustand und Systemfunktionalität bieten und die Einbindung in Photovoltaikanlagen über standardisierte Schnittstellen erleichtern, ergänzen das Gesamtpaket. Eine wesentliche Herausforderung bleibt jedoch die Gewährleistung konstanter Funktionsfähigkeit und Leistungsausbeute während der gesamten Betriebsdauer. Zusätzlich entstehen Risiken durch fehlerhafte Installation oder unsachgemäße Integration in die bestehende Gebäudeelektrik.
Alterungsprozesse beeinflussen die Wirtschaftlichkeit
Batteriespeicher unterliegen natürlichen Alterungsprozessen, die sich auf die verfügbare Kapazität, den Innenwiderstand und das Ladeverhalten auswirken. Die Alterungsverluste resultieren aus elektrochemischen und physikalischen Prozessen innerhalb der Batteriezellen. Mit zunehmender Betriebsdauer kommt es zu Veränderungen an den Elektrodenmaterialien, Ablagerungen (z. B. durch SEI-Schichtwachstum) und einer schleichenden Reduktion der aktiven Oberfläche für den Ionentransport. Auch mechanische Belastungen durch wiederholte Lade- und Entladezyklen, Temperaturunterschiede sowie unsachgemäße Betriebsbedingungen (z. B. Tiefentladung oder dauerhaft hohe Ladezustände) beschleunigen die Degradation. Diese Faktoren führen zusammen zu einer Verringerung der nutzbaren Kapazität und einer Erhöhung des Innenwiderstands.
Insbesondere die Speicherkapazität ist entscheidend für den wirtschaftlichen Betrieb. Experten raten daher, die Leistungsfähigkeit spätestens vor Ablauf der Gewährleistung zu überprüfen. Diese beträgt üblicherweise zwei Jahre, wird von vielen Herstellern jedoch freiwillig auf fünf oder mehr Jahre erweitert. Freiwillige Leistungsprüfungen lassen sich effizient mit den gesetzlich vorgeschriebenen Sicherheitsprüfungen kombinieren.
Rechtliche Rahmenbedingungen beachten
Mit der Installation werden Batteriespeichersysteme zu integralen Bestandteilen der elektrischen Anlage und unterliegen damit den geltenden Bestimmungen für ortsfeste elektrische Betriebsmittel. Der Prüfbedarf resultiert nicht primär aus der Speicherkapazität, sondern aus den damit verbundenen Gefährdungspotenzialen: Gespeicherte Energiemenge, Nennspannung und -strom sowie vor Allem die Umgebungsbedingungen bzw. der Aufstellort und in der Nähe befindliche Brandlasten.
Die Gesetzliche Unfallversicherung fordert für Speicher, die zur betrieblichen Energieversorgung gehören, regelmäßige Überprüfungen gemäß DGUV Vorschrift 3. Besondere Aufmerksamkeit gilt dem Schutz vor elektrischem Schlag, Kurzschlüssen und Brandgefahren. Die DIN VDE 0105-100/A1 konkretisiert die diesbezüglichen Prüfanforderungen. Betrieb, Wartung und Prüfung elektrischer Anlagen müssen vor allem systematisch erfolgen. Ergänzende Prüfungen können die Funktion von Kommunikationseinrichtungen, die Bewertung des Batteriemanagementsystems oder die Integrität der Schutzmaßnahmen nach DIN VDE 0100-410 umfassen.
Betreiber von Batteriespeichern sind angehalten, die Risiken, die sich durch das Aufstellen und den Betrieb des Speichers ergeben, im Rahmen einer Gefährdungsbeurteilung nach Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV) zu bewerten. Im Zuge dieser Sicherheitsanalyse werden auch erforderliche regelmäßige Prüfungen dokumentiert.
Systemintegration als Schlüsselfaktor
Auch wenn PV-Anlage und Speicher einzeln normgerecht installiert und geprüft sind, entstehen Risiken an den Schnittstellen zur bestehenden Gebäudeinfrastruktur. Mit zunehmender Systemvernetzung steigt die Komplexität – eine präzise Definition von Zuständigkeiten und Schnittstellen zwischen den Gewerken wird daher unerlässlich. Besonders bei sicherheitsrelevanten Funktionen wie Netzersatzbetrieb bzw. Notstromversorgung müssen Verfügbarkeitsanforderungen, Lastprofile und Betriebsmodi exakt aufeinander abgestimmt sein.
Aufstellungsbestimmungen und Brandschutz
Auch der Standort für stationäre Batteriespeicher unterliegt abhängig von Größe und Verwendung rechtlichen und technischen Bestimmungen. Die aktualisierte Muster-Verordnung über den Bau von Betriebsräumen für elektrische Anlagen (EltBauVO) enthält konkrete Vorgaben zu Brandlasten, Belüftung, Abschottung und der Einbindung in die Gebäudesicherheitstechnik. In bestimmten Fällen kann eine brandschutztechnische Bewertung oder die Anbindung an Brandmeldeanlagen erforderlich sein.
TÜV SÜD
Strukturierte Betriebssicherheitsstrategie
Der Bundesverband Energiespeicher Systeme (BVES) empfiehlt in seinem Leitfaden eine strukturierte Betriebssicherheitsstrategie. Diese umfasst eine Erstprüfung bei Inbetriebnahme, einen Brandschutz-Check im Rahmen der Sicherheitsprüfung sowie ab 50 kWh Kapazität die Abstimmung mit der örtlichen Feuerwehr. Sorgfältige Dokumentation aller Systemparameter und qualifiziertes Personal tragen zusätzlich zur Betriebssicherheit bei.
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Fazit: Systematisches Vorgehen zahlt sich aus
Regelmäßige qualifizierte Funktions- und Sicherheitsprüfungen ermöglichen es, die Leistungsfähigkeit und Betriebssicherheit von PV-Batteriespeichern nachhaltig über längere Betriebszeiträume sicherzustellen. Wichtig ist dabei das Wissen um Anforderungen an Messgeräte und Qualifikation des Prüfpersonals. Externe Dienstleister unterstützen Betreiber dabei, relevante Normen und Vorschriften zu identifizieren und individuell abgestimmte Prüfpläne zu erstellen.
Speichertechnologien und ihre Risiken
Lithium-Ionen-Batterien: Marktführer mit rund 95 Prozent Anteil bei Neubauten; Risiken durch thermisches Durchgehen, Brandgefahr, toxische Gase und Rückzündungen.
Redox-Flow-Systeme: Geeignet für große Kapazitäten (>100 kWh) und hohe Zyklenzahlen; Energie wird in Flüssigelektrolyten gespeichert, die als Gefahrstoffe gelagert werden müssen.
Natrium-Ionen-Batterien: Geringeres Gefahrenpotenzial, aber noch wenig Langzeiterfahrungen; Einsatz häufig in Pilotprojekten.
Hybride Systeme: Kombination aus Batterie und Schwungrad oder Kondensatoren; Risiken durch höhere Komplexität und zusätzliche Schnittstellen.
Autor:
Stefan Siegfried Veit (stefan.veit@tuvsud.com)
Abteilungsleiter Elektro- und Gebäudetechnik
Tüv Süd Industrie Service
