Wie sicher sind Batteriespeicher zuhause und auf welche Normen kommt es dabei an?

In jedem Haushalt sind Dutzende wiederaufladbare Akkus im Einsatz. Neue Anwendungen in der All Electric Society (AES) erhöhen deren Anzahl. Im Gegensatz zu AAA-Batterien haben digitale Endgeräte, E-Bikes und vor allem Batteriespeicher für PV-Anlagen eine deutlich höhere Kapazität. Damit steigt bei unsachgemäßer Behandlung die Brandgefahr.

Vielleicht fragen Sie sich auch: Wie hoch sind die Gefahren bei Lithium-Ionen-Batterien? Welche Normen schützen mich? Und was sollte ich beim Umgang mit Batterien beachten?

Lithium-Ionen-Akkus sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Doch von den leistungsstarken Energiespeichern geht auch eine Brandgefahr aus. Durch Beschädigungen, Überladung, Produktionsfehler oder unsachgemäße Handhabung kann es zu einem „thermischen Durchgehen“ („Thermal Runaway“) kommen. Dabei erhitzt sich der Akku so stark, dass ein sich selbst verstärkender chemischer Prozess in Gang gesetzt wird, der wie eine Kettenreaktion von Zelle zu Zelle überspringen kann. Die Akkus brennen beziehungsweise explodieren dann mit einer über 1.000 °C heißen Stichflamme. Tatsächlich sind Akku-Brände sehr selten, aber oft spektakulär. Für Feuerwehren sind sie eine große Herausforderung, da sie schwerer zu löschen sind und sich immer wieder neu entzünden können.

Gefahren und Sicherheitsaspekte beim Umgang mit Batterien

Ursachen für eine thermische Überlastung sind das Laden bei zu hohen oder niedrigen Temperaturen (optimal sind 10 bis 30 Grad Celsius) sowie die Verwendung ungeeigneter Ladegeräte. Auch mechanische Belastungen, wie Stöße und Vibrationen, wie beispielsweise ein Unfall mit einem E-Bike oder beim Hinfallen des Akkus, können im Inneren des Speichers Schäden verursachen. Zudem kann eine Tiefenentladung durch lange Lagerung die empfindlichen Zellen im Inneren schädigen und Kurzschlüsse hervorrufen. Mit zunehmendem Alter steigt ebenfalls die Brandgefahr der Akkus.

Sollte beispielsweise ein E-Bike-Akku in Brand geraten, gilt:

Nicht selbst löschen!
Die Gefahr durch giftige Gase, ätzende Substanzen und Verpuffungen ist zu groß. Stattdessen die Feuerwehr rufen und, wenn das noch möglich ist, den Akku ins Freie bringen.
Feuerwehren versenken brennende Lithium-Akkus oft in Wasserbecken, um die chemische Reaktion durch Sauerstoffentzug zu beenden.

Erste Anzeichen eines Akku-Defekts ist eine Rauchentwicklung beim Laden, das umgehend zu beenden ist. Solange der Akku nicht brennt, kann man ihn noch in eine vollgefüllte Badewanne oder ein Waschbecken versenken. Generell gilt, ob für kleine AAA-Batterien, Smartphones und erst recht E-Bikes: Nur in einer Umgebung ohne brennbare Materialien und immer unter Aufsicht laden, um bei Rauchentwicklung noch handeln zu können.

Sicherheitsnormen für stationäre-Batterien: IEC 62619 und VDE-AR 2510-50

Für die Sicherheit von stationären Lithium-Ionen-Batterien sind vor allem zwei Normen relevant: die internationale IEC 62619 und die deutsche Anwendungsregel VDE-AR 2510-50. Die IEC 62619 definiert Anforderungen und Prüfungen für den sicheren Betrieb von Lithium-Batterien und -Systemen in industriellen Anwendungen, inklusive stationärer PV-Speicher. Sie berücksichtigt elektrische, mechanische und thermische Belastungen sowie Fehlbehandlungen wie Überladung oder Tiefentladung.

Die VDE-AR 2510-50 legt ergänzend dazu allgemeine Sicherheitsanforderungen für stationäre Energiespeichersysteme fest. Sie deckt den gesamten Lebenszyklus der Speicher ab, von Entwicklung über Installation bis Betrieb und Entsorgung. Die VDE Anwendungsregel verweist auch auf die IEC 62619 und fasst die gesetzlichen Vorgaben für Hersteller zusammen.

Doch obwohl beide Normen für die Gewährleistung der Produktsicherheit wichtig sind, verzichten manche Hersteller auf dem deutschen Markt auf eine Zertifizierung durch externe Prüfstellen. Denn wie bei der CE-Kennzeichnung, die für viele Produkte EU-weit vorgeschrieben ist, ist die Prüfung nach IEC 62619 freiwillig. Die CE-Kennzeichnung bestätigt lediglich die vom Hersteller selbst erklärte Konformität mit dem EU-Recht, ohne dass zwingend eine unabhängige Stelle involviert sein muss.

Produktsicherheitsgesetz stärkt mit GS-Kennzeichnung den sicheren Betrieb

In Deutschland regelt zusätzlich das Produktsicherheitsgesetz (ProdSG) die Anforderungen an die Sicherheit von Produkten. Eine Zertifizierung nach dem ProdSG mit dem GS-Zeichen („Geprüfte Sicherheit“) erfolgt dabei stets durch eine unabhängige Stelle. Diese prüft die allgemeine Einhaltung von Normen für die jeweilige Produktklassen, ist aber ebenfalls freiwillig.

Für Hersteller und Betreiber von Batteriespeichern hat eine externe GS-Zertifizierung nach IEC 62619 viele Vorteile. Zum einen erhöht sie die Sicherheit der Produkte und minimiert damit Haftungsrisiken. Zum anderen honorieren manche Versicherungen den zusätzlichen Aufwand mit niedrigeren Prämien für zertifizierte Speichersysteme. Denn im Schadensfall müssen Hersteller nachweisen, dass sie den Stand der Technik eingehalten haben – was durch ein externes GS-Zertifikat leichter fällt.

Deshalb gilt, vor dem Kauf einer PV-Anlage, einer Ladevorrichtung und einem Speicher zu prüfen, was in den Datenblättern steht, in denen die Hersteller angeben, mit welchen Normen sie ihre Produkte konform erklären und ob eine externe Prüforganisation diese Konformität bestätigt hat.

Bedeutung von Datenblättern für die Sicherheit und Netzkonformität

Auch beim Kauf eines stationären Batteriespeichers für die Photovoltaikanlage sollten Verbraucher*innen unbedingt auf die Herstellerangaben in den Datenblättern achten. Diese enthalten wichtige Informationen zur sicheren Handhabung und zum Betrieb des Speichers.

Für die Brandsicherheit ist beispielsweise relevant, in welchem Temperaturbereich der Speicher betrieben werden darf und ob sein Batteriemanagement über Sicherheitsmechanismen wie Überladungs- und Tiefentladungsschutz verfügt. Auch mit Blick auf die Netzverträglichkeit und Einspeisefähigkeit des PV-Stroms sind die Datenblätter wichtig. Denn Batteriespeicher verhalten sich beim Einspeisen wie Erzeugungsanlagen und müssen die Anforderungen der VDE Anwendungsregel VDE-AR-N 4105 erfüllen.

Diese definiert die technischen Mindestanforderungen für den Anschluss von Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz, um einen sicheren und stabilen Netzbetrieb zu gewährleisten. Ob ein Speicher die Vorgaben der VDE-AR-N 4105 einhält, lässt sich anhand der Konformitätserklärung und Zertifikate in den Datenblättern prüfen. Für den Erhalt der Einspeisevergütung sind diese Nachweise ohnehin erforderlich. Auch Versicherungen gewähren für nach VDE-AR-N 4105 zertifizierte Speicher oft günstigere Konditionen, da die Norm die Betriebssicherheit erhöht. Verbraucher sollten neben der Zertifizierung nach VDE-AR-N 4105 auch den dazu gehörigen Nachweis vom Installateur einfordern.

Neue EU-Batterieverordnung stärkt Sicherheitsnormen für E-Bikes

Die neue EU-Batterieverordnung 2023/1542, die am 18. Februar 2024 in Kraft trat, schaffte einen umfassenden Rechtsrahmen für Batterien über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg. Sie unterscheidet fünf Batteriekategorien, darunter erstmals auch Batterien für leichte Verkehrsmittel (LMT = Light Means of Transport) wie E-Bikes und E-Scooter. Auf Basis der Verordnung arbeitet die europäische Normungsorganisation CENELEC aktuell an einer neuen Norm speziell für LMT-Batterien.

Vorarbeiten dazu leistete die DKE bereits mit der Norm DIN EN 50604-1 (VDE 0510-12:2022-06), die darin allgemeine Sicherheitsanforderungen und Prüfverfahren für Lithium-Ionen-Batterien in leichten Elektrofahrzeugen bis 7,5 Tonnen definierte. Die Norm legt unter anderem Grenzwerte für elektrische, mechanische und thermische Belastungen sowie Prüfungen zur Widerstandsfähigkeit der Batterien fest. Ziel ist es, Gefahren wie Bränden oder Explosionen vorzubeugen.

Fazit: Normen fördern Vertrauen für Verbraucher und Hersteller

Normen und Standards spielen also eine zentrale Rolle für die sichere Integration von Batteriespeichern in der All Electric Society. Damit schaffen sie Vertrauen bei den Verbrauchern und erhöhen die Akzeptanz neuer Technologien in der AES. Für die Hersteller bieten Normen Orientierung bei der Entwicklung und Absicherung gegen Haftungsrisiken. Das erleichtert zudem die Markteinführung und den Zugang zu neuen Märkten. Neben der Produktsicherheit definieren Normen auch Schnittstellen und Kompatibilität der Komponenten untereinander, etwa für die Netzintegration von PV-Speichern nach VDE-AR-N 4105. Das verbessert Planung, Installation und Betrieb der Systeme und sichert ihre Interoperabilität und Funktionalität.

Damit tragen Normen entscheidend dazu bei, dass Batteriespeicher ihre Aufgaben im Gesamtstromsystem der AES sicher und zuverlässig erfüllen. Schlussendlich lassen sich mit Normung Fortschritt und Sicherheit in der komplexen Systemlandschaft vereinen – zum Nutzen von Herstellern, Verbrauchern und der Allgemeinheit.