Wie effizient, zuverlässig und sicher Lithium-Ionen-Batterien als Energiespeicher sein können, haben sie im Einsatz in kommerziellen Elektrofahrzeugen längst bewiesen. Diese hohen Sicherheitsstandards und -Normen gilt es, auch auf den neuen Markt der Batteriespeicher für private Photovoltaikanlagen zu übertragen. Auf der Leitmesse Intersolar in München werden am Stand des KIT (B1.239 ees) ab dem 4. Juni beispielhafte Lösungen vorgestellt, wie sichere und langlebige PV-Heimspeicher gebaut werden können.
„Lithium-Ionen-Batterien können extrem betriebssicher gebaut werden, wenn der Hersteller über das notwendige Knowhow verfügt und einige „Goldene Regeln“ einhält“, erklärt Dr. Olaf Wollersheim vom Projekt Competence E am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Er und sein Team haben Transport- und Betriebssicherheit stationärer Batteriespeicher untersucht und einen Leitfaden entwickelt. „Der Leitfaden soll als grobe Checkliste dienen, mit denen auch Nicht-Experten die Spreu vom Weizen trennen können.“ Stationäre Batterien speichern den Strom aus der Sonne, eliminieren so die Erzeugungsspitze am Mittag und können ihn dann bei Bedarf etwa abends, nachts oder morgens abgeben. Ein flächendeckender Ausgleich von Stromerzeugung und Bedarf wäre ein wichtiger Baustein für die Energiewende.
Leider wenden auf dem jungen Markt der Batterie-Heimspeicher nicht alle Hersteller die „Goldenen Regeln“ für Batteriesicherheit an. Dazu gehören die Zertifikate UN38.3 auf Batterie- und auf Zellebene, der Entwurf der DIN EN 62619 und funktionale Sicherheitsprüfung gemäß ISO-Sicherheits Integrations Level (SIL). „Hier ist die Branche in der Pflicht die Sicherheit für Ihre Kunden großzuschreiben und die Einhaltung der Normen offensiv zu propagieren.“ Dass es schwarze Schafe in der Branche gibt, belegen die Einsatzberichte von Feuerwehren, die defekte Batteriespeicher als Brandursache aufführen. Auch aktuelle, eigene Tests des Projekts Competence E an kommerziellen stationären Batteriespeichern haben gezeigt, dass die Systeme zum Teil nicht den Sicherheitsstandards entsprechen.
Dabei können stationäre Speicher mit vergleichsweise einfachen Maßnahmen auch sehr sicher konstruiert und betrieben werden. „Die Automobil-Industrie, die mit hoher Sorgfalt Lithium-Ionen-Batterien entwickelt und produziert, macht vor, wie es geht. Die dort verwendeten Standards müssen auf Heimspeicher übertragen werden, damit die schwarzen Schafe verschwinden“, erklärt Dr. Andreas Gutsch, der das Projekt Competence E koordiniert. So kann beispielsweise durch eine allpolige Abschaltung der Batterie, also die Trennung beider Batteriepole vom Netz, im Falle drohender Überspannung eine Überladung zuverlässig verhindert werden, wenn die Schalter durch unabhängig voneinander arbeitende Sicherheitssysteme ausgelöst werden. „Das notwendige Knowhow muss jedes Unternehmen aufbauen, das Heimspeicher herstellen will. Bürger, die mit ihrem Heimspeicher die Energiewende unterstützen wollen, haben ein Anrecht darauf, dass der Speicher möglichst sicher ist.“ Daran muss jetzt gezielt gearbeitet werden.
Während der Intersolar in München, 4.-6. Juni 2014, stehen die Experten des KIT auf dem Stand B1.239 ees für Gespräche zur Verfügung. Daneben trägt um 13:10 Uhr Olaf Wollersheim beim electrical energy storage (ees) Forum vor (Halle B1, Stand B1.150). Der Vortragstitel lautet „Safety first - Mehr Sicherheit für Lithium-Ionen-Batterien“
Weitere Informationen zur Checkliste:
http://www.kit.edu/downloads/KIT_Li-Ionen_Checkliste.pdf
Weitere Informationen zu den Tests bei Projekt Competence E:
http://www.kit.edu/kit/15184.php
Das Projekt Competence E vereint alle Forschungsaspekte vom Batteriematerial bis zum stationären Energiesystem auf eine deutschlandweit einzigartige Weise. Mit einer offenen Technologieplattform für batterieelektrische Fahrzeugantriebs- und stationäre Energiespeichersysteme zielt der systemische Ansatz auf industriell anwendbare Lösungen und deren Produktionsverfahren. Dank der Integration entlang der Wert¬schöpfungskette wird das Ziel verfolgt, bis 2018 Batteriesysteme zu fertigen, die eine Energiedichte von 250 Wattstunden pro Kilogramm bei Kosten von 250 Euro pro Kilowattstunde aufweisen. Damit wird ein wichtiger Schritt in Richtung Energiewende und Klimaschutzziele umgesetzt: eine erhöhte Speicherfähigkeit für stationäre Speicher zum Ausgleich der Fluktuation von erneuerbaren Energien sowie eine Verlängerung der Reichweite von Elektrofahrzeugen zur Erhöhung der Akzeptanz.
Mehr zum Projekt Competence E unter:
http://www.competence-e.kit.edu/
Als „Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft“ schafft und vermittelt das KIT Wissen für Gesellschaft und Umwelt. Ziel ist es, zu den globalen Herausforderungen maßgebliche Beiträge in den Feldern Energie, Mobilität und Information zu leisten. Dazu arbeiten rund 10 000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen. Seine 22 800 Studierenden bereitet das KIT durch ein forschungsorientiertes universitäres Studium auf verantwortungsvolle Aufgaben in Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft vor. Die Innovationstätigkeit am KIT schlägt die Brücke zwischen Erkenntnis und Anwendung zum gesellschaftlichen Nutzen, wirtschaftlichen Wohlstand und Erhalt unserer natürlichen Lebensgrundlagen. Das KIT ist eine der deutschen Exzellenzuniversitäten.