Strom: Wie sicher sind Lithium-Ionen-Batterien?

Freiburg – Die Flexibilisierung der Energiesysteme durch den Einsatz von Speichern wird gegenwärtig auch aufgrund der steigenden Stromerzeugung durch erneuerbare Energien vorangetrieben. Allerdings gibt es für die Batteriesysteme bisher keine ausreichende Normen und Vorschriften. Das Fraunhofer-Institut forscht nun an diesem wichtigen Aspekt.

Im Fokus der beiden Projekte „Safety First“ und „SpeiSi“ des Fraunhofer-Institut für Solar Energiesysteme (ISE) steht die Sicherheit der weitverbreitenden Lithium-Ionen-Batterien. „Safety First“ beschäftigt sich schwerpunktmäßig mit netzdienlichen Heimspeichern – „SpeiSi“ mit der Sicherheit und Zuverlässigkeit von PV-Anlagen mit Speichersystemen. Beide Projekte werden auch vom Bundeswirtschaftsministerium (BMWi) gefördert.

Sicherheit von Heimspeichern
Im Rahmen des Forschungsprojektes „Safety First“ arbeitet das Fraunhofer ISE u.a. mit dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) zusammen. Es wird der aktuelle Stand der Sicherheit, Qualität und Netzdienlichkeit kommerzieller Heimspeichersysteme untersucht. Ziel ist es, Empfehlungen für Hersteller, Normengremien und Behörden abzuleiten. Dafür werden mehr als zwanzig netzdienliche Heimspeichersysteme Dauertests unterzogen, um die tatsächliche Situation im privaten Haushalt nachzustellen.

Lithium-Ionen-Batterien werden immer attraktiver für Endverbraucher. „Was fehlt sind einheitliche, nachprüfbare Kriterien, um deren Leistungsfähigkeit und Sicherheit zu beurteilen“, so Stephan Lux, Teamleiter am Fraunhofer ISE.

Sicherheit von PV-Anlagen mit Speichersystemen
Das Projekt „SpeiSi“ forscht zum Thema Sicherheit und Zuverlässigkeit von PV-Anlagen mit Speichersystemen unter Federführung des TÜV Rheinland. Dabei werden Schwachstellen beim Handling, der Installation und dem Betrieb analysiert. Konkret werden drei Aspekte begutachtet: Geeignete Speichertechnologien und deren Gefahrenpotenziale, Entstehungswahrscheinlichkeit von Lichtbögen und das Langzeitverhalten bei ausgeprägter Belastung. Speziell möchten die Forscher herausfinden, ob die elektrischen Verbindungsstellen im Lauf der Zeit schwächer werden und dadurch auf Dauer ein Brandrisiko entstehen könnte.

Batterie-Systeme sollen dauerhaft sicher bleiben
Die bestehenden Regeln für stationäre Batterieanlagen berücksichtigen bisher nur separate Batterieräume technischer Anlagen. „Die Regeln müssen daher für den zukünftigen breiteren Einsatz stationärer Energiespeicher mit hohem Energiegehalt, wie Lithium-Ionen Batterien, in Privathäusern angepasst werden“, findet Georg Bopp, Teamleiter am Fraunhofer ISE. „Die aktuellen Batteriesysteme am Markt sind nicht wirklich gefährlich. Unsere Projekte sollen aber dazu beitragen, dass dies auch bei einer weiteren Verbreitung der Systeme dauerhaft gewährleistet bleibt.“