Mit sinkenden Einspeisevergütungen und volatil ansteigenden Strompreisen bei Netzengpässen entscheiden sich viele Betreiber von PV-Anlagen für stationäre Batteriespeicher (Bild 1).
Bild 1: Batteriespeicher in Verbindung mit PV-Anlagen; Quelle: Bode Fach-PR generiert mit Canva KI
Der Markt bietet eine große Auswahl installationsfertiger Lösungen zu immer günstigeren Preisen. Die wesentliche Voraussetzung für einen sicheren und nachhaltigen Betrieb stationärer Batteriespeicher ist ihre sachgerechte Integration in die bestehende elektrische Infrastruktur sowie die Berücksichtigung der örtlichen Betriebs- und Umgebungsbedingungen.
Batteriespeicher werden oft als vorkonfigurierte Komplettsysteme verkauft, inklusive Batteriemanagementsystem, Wechselrichtertechnik und integrierter Überwachungsfunktionen. Die Installation umfasst neben dem Anschluss an die elektrische Anlage mit möglichen verschiedenen Einspeisungen – abhängig von der jeweiligen Anlageninfrastruktur – auch die mögliche Integration in ein bestehendes Lastmanagementsystem. Damit sind die Speicher, sofern sie in öffentlichen oder gewerblichen Betrieben mit Arbeitnehmern eingesetzt werden, als ortsfeste elektrische Betriebsmittel Teil der elektrischen Anlage eines Betriebs und unterliegen den Prüfpflichten nach DGUV Vorschrift 3 bzw. DGUV Vorschrift 4. Planer, Errichter und Betreiber müssen zunächst die Errichtungsnormen für elektrische Anlagen erfüllen und anschließend die Betriebs-, Prüf- und Instandhaltungsvorgaben einhalten (Bild 2).
Bild 2: Verschiedene Funktions- und Sicherheitsprüfungen begleiten den gesamten Lebenszyklus eines Batteriespeichers; Quelle: TÜV Süd
Die Integration stationärer Batteriespeicher in elektrische Anlagen erfordert eine differenzierte Betrachtung verschiedener elektrotechnischer Aspekte. Ein zentrales Kriterium ist die Einbindung in das vorhandene Netzsystem (TN-, TT- oder IT-System). Hiervon hängt die Wirksamkeit der Schutzmaßnahmen gegen elektrischen Schlag ebenso ab wie die Auswahl geeigneter Schutzorgane. Der Schutz gegen elektrischen Schlag ist sowohl für den Netzparallelbetrieb als auch für den Inselbetrieb nachzuweisen; hierbei ist das Sicherstellen einer automatischen Abschaltung im Fehlerfall gemäß DIN VDE 0100-410 wichtig (Bild 3).
Betriebsmodus ist entscheidend
Bild 3: Batteriespeicher in Gebäuden unterliegen zusammen mit der elektrischen Anlage zahlreichen berufsgenossenschaftlichen und versicherungsrechtlichen Prüfpflichten; Quelle: TÜV Süd
Im Inselbetrieb stellt sich darüber hinaus die Frage der Sternpunktbildung: Da Batteriespeicher häufig über leistungselektronische Umrichter einspeisen, muss in vielen Fällen ein künstlicher Sternpunkt gebildet werden, der ein definiertes Bezugspotenzial und damit wirksame Schutzmaßnahmen gewährleistet. Ob dies tatsächlich erforderlich ist, hängt von der Topologie des eingesetzten Umrichters sowie vom vorgesehenen Netzsystem ab. Manche Systeme verfügen bereits über eine interne Schaltung zur Sternpunktbildung, sodass keine zusätzliche externe Einrichtung notwendig ist.
Auch der Überstrom- und Kurzschlussschutz erfordert eine angepasste Auslegung. Während das öffentliche Netz in der Regel eine hohe Kurzschlussleistung bereitstellt, ist die Kurzschlussleistung des Speichers im Inselbetrieb deutlich begrenzt. Dies beeinflusst die Selektivität und erfordert Schutzkonzepte, die für beide Szenarien zuverlässig wirken. Hinzu kommt, dass die Mehrfacheinspeisung bei parallelem Betrieb unterschiedlicher Energiequellen (z. B. Netz, Photovoltaik, Batteriespeicher) eine sorgfältige Koordination der Schutzorgane und eine normgerechte Dimensionierung der Einspeisepunkte erfordert.
Die verschiedenen Betriebsmodi – vom netzparallelen Betrieb über Ersatz- und Notstromfunktion bis hin zum vollständigen Inselbetrieb – sind in der Planung zu berücksichtigen, weil jeder Modus die Netzimpedanz, das Fehlerstromverhalten und die Schutzbedingungen verändert. Zur sicheren und normgerechten Einbindung ist daher eine detaillierte elektrotechnische Analyse nötig, die sich auf die Errichtungsnormen der DIN VDE 0100-Reihe stützt.
Smarte Speicher
Bild 4: Bei der Integration des Batteriespeichers müssen alle gewerkeübergreifenden Schnittstellen klar definiert sein; Quelle: TÜV Süd
Moderne Batteriespeichersysteme sind mit standardisierten Schnittstellen ausgestattet, die eine direkte Kommunikation mit Wechselrichtern und die nahtlose Einbindung in Photovoltaikanlagen ermöglichen (Bild 4).
Darüber hinaus bieten herstellerspezifische oder plattformbasierte Softwarelösungen umfangreiche Monitoring- und Steuerungsmöglichkeiten, etwa zur Anzeige des Ladezustands, der aktuellen Energienutzung oder zur Überwachung der Systemfunktionalität.
Zunehmend gewinnen zudem Schnittstellen zu Smart-Home-Systemen an Bedeutung, mit denen sich Lastprofile optimieren und Verbraucher gezielt steuern lassen. Überschüssige Energie steht beispielsweise für Wärmepumpen, Ladeinfrastruktur oder Haushaltsgeräte zur Verfügung. Dadurch speichert der Batteriespeicher nicht nur Energie, sondern wird zum integralen Bestandteil eines intelligenten Energiemanagements im Gebäude.
Neben den Regelwerken für elektrische Anlagen sind batteriespezifische Normen und bauliche sowie brandschutztechnische Vorgaben zu beachten. Für die in ca. 95 % der neu errichteten Anlagen verwendete Zelltechnologie sind vor allem die IEC 62619 (Sicherheitsanforderungen an Lithium-Ionen-Zellen und -Batterien), die IEC 62620 (Leistungsanforderungen), die IEC 62485-5 (sicherer Betrieb von Lithium-Ionen-Batterien) sowie die VDE-AR-E 2510-50 (Anwendungsregel für stationäre Lithium-Ionen-Speicher) relevant.
Baurecht und Brandschutz
Auf Seiten des Baurechts können die Elt-BauV je nach Bundesland zusätzliche Anforderungen an Aufstellräume, Brandschutz oder Lüftung enthalten. Die normgerechte Installation allein reicht nicht aus. Batteriespeicher müssen stets auch im Kontext des Landesbaurechts geplant und bewertet werden (Bild 5).
Auch wo sie nicht explizit gefordert ist, empfehlen Experten die Abstimmung mit der örtlichen Feuerwehr. In einem Leitfaden beschreibt der BVES eine strukturierte Betriebssicherheitsstrategie, die die Prüfung bei Inbetriebnahme und einen Brandschutz-Check im Rahmen der Sicherheitsprüfung umfasst. Entscheidend für die Betriebssicherheit sind außerdem die vollständige Dokumentation aller Systemkomponenten und -parameter sowie regelmäßige Schulungen des Betriebspersonals.
Kapazität im Blick behalten
Bild 5: Für den sicheren Betrieb von Batteriespeichern sind auch baurechtliche Vorgaben und herstellerspezifische Vorgaben zu beachten
Alterungsprozesse führen bei allen Batteriespeichern zu einem schleichenden Kapazitätsverlust. Verantwortlich sind insbesondere elektrochemische Degradationsmechanismen wie das Wachstum der SEI-Schicht (Solid Electrolyte Interphase), die Bildung von Nebenreaktionsprodukten, die Alterung der Elektrodenmaterialien sowie mechanische Spannungen durch wiederholte Lade- und Entladezyklen.
Betriebsabhängige Faktoren wie hohe Zyklustiefe, erhöhte Umgebungstemperaturen oder dauerhaft hohe Ladezustände beschleunigen den Kapazitätsabbau zusätzlich. Daher ist es sinnvoll, neben den vorgeschriebenen Funktionsprüfungen auch die tatsächlich verfügbare Kapazität regelmäßig zu überprüfen – insbesondere vor Ablauf der Gewährleistungsfrist. Eine solche freiwillige Prüfung sollte in den individuellen Prüfplan aufgenommen werden. Sie lässt sich effizient mit den ohnehin verpflichtenden Prüfungen verbinden und bietet Betreibern zusätzliche Sicherheit in Bezug auf die Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit des Speichersystems.
Fazit und Empfehlung
Für Betreiber stationärer Batteriespeicher empfiehlt es sich, im Rahmen einer konsolidierenden Gefährdungsbeurteilung sämtliche relevanten Risiken – von der elektrotechnischen Integration über baurechtliche Anforderungen bis hin zu betriebs- und brandschutztechnischen Aspekten – systematisch zu erfassen und zu dokumentieren. Auf dieser Grundlage kann ein spezifischer Prüf- und Wartungsplan entwickelt werden, der sowohl die normativen Prüfpflichten als auch ergänzende Maßnahmen wie Kapazitätsprüfungen oder Brandschutz-Checks berücksichtigt. Unabhängige Sachverständige unterstützen dabei, den Prüfplan praxisgerecht zu gestalten und normkonform umzusetzen.
Autor
