Erneuerbare Energien werden nicht nur für die großen Stromversorger immer relevanter und attraktiver, sondern auch für Privatpersonen, die mit Photovoltaikanlagen und Stromspeichern ihre eigene Stromversorgung autarker gestalten und damit Kosten sparen wollen. Doch die Brandgefahr von Heimspeichern sorgt für Verunsicherung.

Die autarke Erzeugung von “grünem Strom” zur effizienten Eigenversorgung bei gleichzeitiger Kostenminimierung ist für viele Haushalte in Deutschland eine vielversprechende Option. Wie eine Kurzstudie des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE zeigt, gehören in diesem Kontext zu den wichtigsten aktuellen Trends der beschleunigte Zubau von Balkon- und Mini-PV-Anlagen mit einer Leistung von bis zu 2 Kilowatt-Peak (kWp) sowie der Zuwachs von Batteriespeichern durch die gekoppelte Installation mit PV-Anlagen.

Im Bereich der Energiespeichertechnologien haben sich auf dem deutschen Markt bereits verschiedene Anbieter etabliert, die Heimspeichersysteme für Privathaushalte anbieten. Angepasst an die Nachfrage haben die Endverbraucher demnach die Möglichkeit, eine Vielfalt an Angeboten zu vergleichen und den für sich passenden Anbieter auszuwählen.

Grundlegende Vorteile von der autarken Energieversorgung sowie ‑speicherung umfassen die Einsparung von Energiekosten, einen Amortisationszeitraum von 5 bis 7 Jahren sowie die Möglichkeit, überschüssigen Strom in das Netz einzuspeisen und zu verkaufen. Neben den individuellen Vorteilen für die Nutzer ergeben sich ebenfalls allgemeine Vorteile wie CO2-Reduzierung und somit umweltschonende Energieerzeugung.

Seit Einführung von PV-Anlagen und Heimspeichern wurde über die Zeit jedoch deutlich, dass neben den Vorteilen auch Gefahren mit den neuen Technologien einhergehen können. Es ereigneten sich verschiedene Vorfälle von Speicherbränden, die durch defekte Zellen bedingt wurden. Diese Ereignisse setzen Interessierte Kundinnen und Kunden zurecht in Skepsis bzw. halten diese zur Vorsicht an und wirft die Frage auf: Können Heimspeicher ohne Sicherheitsbedenken gekauft und in das eigene Heim integriert werden?

Ursachen von Speicherbränden

Insbesondere Photovoltaik-Speicher bestehen zumeist aus galvanischen Zellen, die in der Regel nur geringe Spannungen und Stromstärken aufweisen. Aus diesem Grund werden die Batteriezellen zu Batteriemodulen miteinander verschaltet. Batteriespeicher bestehen daher aus einer Vielzahl von Batteriemodulen, die untereinander verschaltet werden, um höhere Spannungen und Ströme zu erreichen. Darüber hinaus enthalten Batteriespeicher Komponenten wie Belüftungen, Sicherheitskomponenten und Schaltelektronik, die für die Funktionalität zuständig sind.

Die Batteriemodule bergen wie jedes batteriebetriebene Gerät ein gewisses Brandrisiko. Dabei spielen das Alter der Batterie, Beschädigungen oder eine fehlerhafte Installation eine Rolle, die zu einer Erwärmung der Batterie und damit zu einer Brandentstehung führen können. Begünstigt wird dies durch die eingebauten Zellen, die bereits bei einer Temperatur von 150 Grad Celsius Feuer fangen. Bei einem Kurzschluss können sich die Zellen auf bis zu 700 Grad Celsius erhitzen und so alle umliegenden Zellen in Brand setzen. Dies ist eine Kettenreaktion (auch Thermal Runaway genannt), die durch Zellschäden und nachfolgende Kurzschlüsse ausgelöst wird. Insgesamt kann eine solche Kettenreaktion alle Zellen auf über 1.000 Grad Celsius erhitzen und damit den gesamten Speicher in Brand setzen. Das bloße Löschen eines brennenden Speichers ist daher in der Regel keine Lösung, da die Hitze im Speicher dadurch nicht reduziert werden kann. Die Feuerwehr muss gerufen und der Speicher aus dem Haus gebracht werden, damit er gefahrlos gelöscht und gekühlt werden kann.

Durch was wird ein Brand begünstigt?

Speicherbrände können durch verschiedene Bedienungen zusätzlich begünstigt werden:

• schlechte Produktionsqualität der Batteriezellen oder Speicher
• starke mechanische Beschädigungen des Akkus wie Risse oder Dellen
• mechanische Beschädigungen des Speichers z.B. durch Umkippen oder Herausfallen aus der Wandhalterung
• starke thermische Belastungen durch hohe Umgebungstemperaturen oder starke Temperaturschwankungen
• Verschleiß oder überschrittene Lebensdauer der Zellen

Notwendige Maßnahmen zum Schutz des eigenen Heimspeichers

Aus den verschiedenen Gründen, die einen Heimspeicherbrand begünstigen, sind insbesondere die fachgerechte Installation, die Umgebung des Aufstellungsortes und die regelmäßige Wartung unverzichtbare Sicherheitspunkte, die bei der Installation eines Heimspeichers im eigenen Haus zu beachten sind.

Die größte und wichtigste Herausforderung zur Verhinderung von Bränden ist jedoch die frühzeitige Erkennung einer defekten Zelle im Speicher. Dies ist allerdings keine leichte Aufgabe. Es bedarf ein kontinuierliches Monitoring der Zellen (Batteriediagnose), um den Ladezustand mittels dem State of Health (SOH) sowie dem State of Charge (SOC) zu ermitteln und direkte Veränderungen erkennen und berücksichtigen zu können.

Mit dem Novum Storage Guard zur Lösung

Genau dieser Herausforderung der Batteriediagnose und ‑überwachung hat sich Novum angenommen und mit dem Storage Guard eine KI-basierte Lösung entwickelt. Diese wird heute von verschiedenen Heimspeicheranbietern eingesetzt, um defekte Zellen frühzeitig zu identifizieren und somit hohe Sicherheitsstandards zu gewährleisten.

Der Novum Storage Guard überwacht kontinuierlich die Werte der Speicher und erkennt frühzeitig Anomalien, die auf Defekte oder Überhitzung hinweisen könnten. Dabei nutzt er KI als zuverlässige und effiziente Analysemethode. So können Probleme schnell erkannt und vorbeugende Maßnahmen ergriffen werden, bevor es zu einem Brand kommt. Bereits in der Planungsphase eines jeden Betreibers wird der Storage Guard eingesetzt, um alle notwendigen Prozesse darauf abzustimmen. Er ermöglicht es, die einzelnen Zellen rund um die Uhr zu überwachen und so auf kleinste Veränderungen und Unregelmäßigkeiten zu reagieren, bevor es zu Problemen oder gar Ausfällen kommt. Der dabei ablaufende Prozess umfasst eine hochpräzise Batteriezustandsbestimmung (SoC und SoH), die mittels KI ausgewertet wird. Der Storage Guard ist auf verschiedene Batterietypen anwendbar.

Die Vorteile des Storage Guards

• volle Transparenz und Unabhängigkeit
• hochpräzise Batteriezustandsbestimmung (SoC und SoH)
• höhere Sicherheit und geringere Wartungskosten
• zuverlässige Brandprävention, weniger Ausfälle und planbare Wartungsintervalle
• durch Predictive Maintenance ermöglicht Novum mehr Sicherheit und Einsparungen bei Ihren Brandschutzkonzepten.

Mit dieser Technologie unterstützt Novum somit Unternehmen dabei, die Sicherheit ihrer Energiespeicher zu erhöhen und Risiken für den Endverbraucher zu minimieren. Dadurch wird der reibungslose Betrieb der Anlagen gewährleistet.

Welche Rolle spielt das Novum-Gütesiegel dabei?

Anbieter von Heimspeichern können ihre Speicher für Endverbraucher mit dem Novum-Gütesiegel kennzeichnen. Es steht für höchste Sicherheitsstandards beim Betrieb von stationären und mobilen Energiespeichern. Das Siegel steht für die Sicherheit, dass potenzielle Gefahren frühzeitig erkannt und entsprechende Handlungsempfehlungen von den Novum-Experten an Batteriehersteller und ‑nutzer gegeben werden. Gewährleistet wird dies durch die Erfassung umfassender Batteriedaten und deren Übertragung in die Novum Datenbank, wodurch ein kontinuierliches, vorausschauendes Batteriemonitoring gewährleistet wird. Das Siegel signalisiert Partnern, Kunden und Versicherern, dass die präventive Sicherheitstechnik auf dem neuesten Stand ist.

Mehr Informationen unter: www.novum-engineering.com

Quelle: Novum engineering GmbH