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Sicherheit stationärer Speichersysteme für Solarstrom: Neues Forschungsvorhaben gestartet

Unter Federführung von TÜV Rheinland ist ein neues Forschungsprogramm für die optimierte Nutzung von Solarstrom gestartet.

Das Projekt zur „Sicherheit und Zuverlässigkeit von Photovoltaik-Anlagen mit Speichersystemen unter besonderer Berücksichtigung von Brandrisiken und Löschstrategien“ hat das Ziel, bis Dezember 2018 die Sicherheit der Systeme für zahlreiche verschiedene Einsatzzwecke zu untersuchen. Dabei sollen mögliche Schwachstellen beispielsweise bei Anwendungsregeln, dem Handling, Installation und Betrieb analysiert werden.

Ein weiterer Schwerpunkt des Projektes ist es, für Einsatz- und Rettungskräfte den Umgang mit den Speichersystemen im Notfall zu erforschen, mit dem Ziel, das eigene Risiko nicht zu erhöhen Darüber hinaus wollen die Forscher Kriterien zur Bestimmung der Leistung von Photovoltaik-Speichersystemen entwickeln. Das Forschungsvorhaben führt TÜV Rheinland gemeinsam mit Fraunhofer ISE, Deutscher Gesellschaft für Sonnenenergie und Zentrum für Sonnenenergie und Wasserstoff-Forschung durch. Es wird gefördert durch das Bundeswirtschaftsministerium.

Technische Regeln für Batterien verbessern

Derzeit betreiben nach Angaben des Bundesverbandes Solarwirtschaft bereits über 15.000 Privathaushalte in Deutschland Speichersysteme für Solarstrom. Der Verband spricht von einem Boom. Sowohl die technische und wirtschaftliche Entwicklung als auch die förderpolitische Ausrichtung werden dazu führen, dass diese Zahl in den kommenden Jahren weiter erheblich steigt. Diese absehbare Entwicklung führt auch dazu, dass Sicherheitsfragen im Zusammenhang mit Batterien in einem neuen Kontext beleuchtet werden müssen. Denn bisherige Regeln für stationäre Batterieanlagen betrafen separate Batterieräume in technischen Anlagen mit einer Not- oder Ersatzstromversorgung oder Anlagen für unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV). Diese Regeln müssen für den breiteren Einsatz stationärer Energiespeicher mit hohem Energiegehalt in Privathäusern angepasst werden, der künftig zu erwarten ist.

Die verwendete Batterietechnologie war zudem bislang hauptsächlich der Blei-Akku, vereinzelt auch der Nickel-Cadmium-Akku. Für die zukünftige Hausversorgung gehen die Fachleute vom mehrheitlichen Einsatz neuer Speichertypen aus, vor allem mit verschiedenen Lithium-Ionen-Technologien. Vorteile dieser neuen Speicher liegen in der wesentlich höheren Lebensdauer, der verbesserten Effizienz, der größeren Leistungsbereitstellung und in einem geringeren Platzbedarf. Diese Eigenschaften sind derzeit noch mit höheren Anschaffungskosten verbunden.

Gleichzeitig gilt: Gegenüber den herkömmlichen Technologien und Anforderungen haben Speicher auf Basis der Li-Ionen-Technologie eine deutlich höhere Speicherdichte und damit auch ein erhöhtes Gefährdungspotential bei Betriebsstörungen und Beschädigungen. Dies bringt unter anderem ein erhöhtes Brand- und Explosionsrisiko mit sich. Erste Einsatzerfahrungen der Feuerwehren sowie einige spektakuläre Brände von Li-Ionen-Akkus beispielsweise in Flugzeugen haben das bereits bestätigt.

Verschiedene Schritte des Forschungsvorhabens

Das Forschungsvorhaben geht vom Status quo und von einer Risikoanalyse über alle Lebensphasen der Systeme einschließlich der Verwertung aus. Betrachtet wird eingehend die Betriebssicherheit der Systeme, insbesondere Risiken für Photovoltaik-Speichersysteme, die sich aus externen Gefährdungen sowie Betriebs- und Systemfehlern ergeben können. Im weiteren Schritt werden Leistungsvermögen und Zuverlässigkeit der Systeme bewertet. Ziel in diesem Arbeitsschritt ist die Analyse von Bewertungskriterien, die eine Beurteilung des Leistungsverhaltens auch in Hinblick auf die Zuverlässigkeit des Systems im Langzeitbetrieb erlauben. Ein vierter Projektschritt betrifft die Möglichkeiten zur gezielten Minimierung von Gefahren, aus denen schließlich die Erstellung eines Anforderungskatalogs an Sicherheit, Leistungsvermögen und Zuverlässigkeit der Speichersysteme erfolgen soll.

Ein wichtiger Aspekt des Vorhabens ist zudem die Mitwirkung an der Erstellung von Regeln und Normen und – während der gesamten Projektlaufzeit bis voraussichtlich Dezember 2018 – die begleitende Information für die Fachöffentlichkeit. Vorgesehen sind beispielsweise Veranstaltungen, regelmäßige Informationen der Öffentlichkeit sowie abschließend als Ergebnis des Projektes ein Bericht mit den wesentlichen Ergebnissen und Handlungsanweisungen für die Branche, für Feuerwehren und Betreiber.

Quelle

TÜV Rheinland | Jörg Meyer zu Altenschildesche 2015

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