Kürzlich explodierte ein Lithium-Eisenphosphat-Batteriesystem (LFP) in einem Haus in Mitteldeutschland und verhinderte aufgrund der hohen Einsturzgefahr den Zutritt von Polizei und Versicherungsfahndern. Möglicherweise ging der Explosion ein Gasleck voraus, es ist jedoch unklar, ob eine externe Zündung die Ursache war. Einige Wissenschaftler gehen davon aus, dass ein thermisches Durchgehen die Explosion ausgelöst haben könnte.
Aus dem deutschen pv magazine
Vor rund drei Wochen sorgte eine Explosion eines 30-kWh-Batteriespeichers in der hessischen Stadt Lauterbach für Aufsehen. Der Computerbesitzer ist Elektroniker mit der Fachrichtung Energie- und Gebäudetechnik und verfügt über 20 Jahre Berufserfahrung.
Sein Haus wurde bei der Explosion zerstört und ist seitdem unbewohnbar. Es besteht nun Einsturzgefahr, weshalb Polizei und Versicherungskontrolleure sich nicht hineintrauen. Daher kann die Ursache der Explosion nicht mit hundertprozentiger Sicherheit ermittelt werden. Das Haus wird bald abgerissen.
Sagte der Vermieter PV-Magazin Das Batteriespeichersystem bestand aus drei Batteriepaketen von Shenzhen Payson Technology. Er kaufte im Juni 2022 zwei und im Juni 2023 ein weiteres über die Alibaba-Plattform. Dabei handelt es sich um die Modelle „BR-48200B“ und „MY-381“, jeweils mit einer Kapazität von 10 kWh und untergebracht in einem 19-Zoll-Schrank auf Basis der LFP-Technologie.
Das Batteriesystem ist mit einer 15,47 kW starken Photovoltaikanlage verbunden, die der Hausbesitzer auf 19,565 kW erweitern kann, sowie mit zwei verschiedenen Wechselrichtern: dem Multiplus II 5000 von Victron und dem Solax X1 4.2. Die Ursache der Explosion muss noch geklärt werden, und der Hausbesitzer sagte, es gebe keine Spuren von Elektrizität. Vor dem Unfall betrug der Ladezustand (SOC) der Batterie 90,2 % und die Spannung 52,41 V.
Nach der Explosion war der Keller, in dem sich sowohl der Heizkessel als auch die Batterieanlage befanden, mit weißem Rauch gefüllt. Nach Angaben des Hauseigentümers gab es jedoch „keine Brandspuren“ in der Nähe des Batteriespeichers. „Die Wechselrichter auf der anderen Seite des Raumes sehen aus wie neu“, sagte er.
Lange nach dem Vorfall beschrieb der Hausbesitzer einen Lithiumgeruch. Er versucht nun herauszufinden, ob es sinnvoll ist, bei Geräten für den Außenbereich Sicherheitstests im Freien durchzuführen, da der Rauch verdunstet und ignoriert wird. Die Frage ist nun, welches Gas die Explosion verursacht hat, ob sie innerhalb oder außerhalb der Batterie entstanden ist und wie es dazu kam.
PV-Magazin Zwei Wissenschaftler wurden kontaktiert, konnten sich jedoch aufgrund der laufenden Untersuchung nicht zu dem konkreten Vorfall äußern. Egbert Figgemeier, Leiter der Abteilung Alterungsprozesse und Batterielebensdauervorhersage an der RWTH Aachen, sagte, es sei denkbar, dass der Elektrolyt in den Zellen zusammengebrochen sei und interne Kurzschlussgase entzündet worden seien.
„Es ist keine externe Zündquelle erforderlich“, sagte Figmeyer.
Er beschrieb den weißen Rauch als Elektrolytzersetzungsprodukte, die gefährliche Gase enthalten könnten. Eine Rußbildung ist nicht unbedingt zu erwarten, da viele Bestandteile von Zellen bei hohen Temperaturen rückstandslos verbrennen können. Der Explosion könnte ein sogenanntes Thermal Runaway vorausgegangen sein und diesen ausgelöst haben.
sagte Axel Turtel, Forscher an der Technischen Universität München PV-Magazin Im „Worst-Case-Szenario“ können aus einer LFP-Batterie Wasserstoff, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Ethan, Methan und andere Gase austreten. Über die Möglichkeit der Bildung von Wasserstoff und der anschließenden Explosion wurde viel diskutiert. Im Prinzip sei das möglich, sagt Turdell, aber es sei unmöglich zu beurteilen, ob die Bedingungen für eine Selbstentzündung erreicht seien.
Er sagte, es sei nicht bekannt, dass Batterien ohne eine thermische Reaktion eine solche Explosion verursachen könnten. Bei einer thermischen Reaktion kann es aufgrund unerwünschter Nebenreaktionen zu einem Anstieg des Innendrucks und damit zur Explosion und Freisetzung heißer Gase kommen.
„Bei Batterien mit geringer Energiedichte oder niedrigem Ladezustand ist es durchaus möglich, dass das Gas beim Austritt aus der Batterie nicht direkt entzündet wird, sondern die Zündung über externe Zündquellen erfolgt“, sagte Turdell.
In diesem Fall sollten Spuren auf der Batterie vorhanden sein. Dies lässt sich jedoch nicht mehr nachweisen, da aufgrund der Einsturzgefahr niemand das Haus betreten darf.
Ein Speicherbesitzer wies auf die Schwierigkeit hin, Sicherheitstests im Freien mit Lithium-Ionen-Speichergeräten durchzuführen. Figgemeier bestätigte, dass solche Tests in halboffenen Bunkern und nicht in geschlossenen Räumen durchgeführt würden.
Durtel sagte, dass normgerechte Sicherheitstests für Lithium-Ionen-Zellen ausschließlich in Prüfkammern mit entsprechenden Filtersystemen durchgeführt würden. Grundsätzlich ist es denkbar, dass sich ohne geeignete Absauganlage Gase im Keller ansammeln könnten. Ob dies für eine Selbstentzündung ausreicht, konnte der Wissenschaftler der Technischen Universität München allerdings nicht sagen.
Batteriespeicher sind im Allgemeinen sicher, wenn sie fachmännisch installiert und zertifiziert werden. Die Kompatibilität zwischen den Systemen wird durch Tests und Genehmigungen der Wechselrichter- und Batteriehersteller sichergestellt.
Bei integrierten Systemen erfolgt dies durch den Systemintegrator. Die Sicherheit dieser Systeme zeigt sich in der geringen Unfallzahl von über 1 Million Heimbatteriespeichern in Deutschland. Überwachungssysteme, die bei etablierten Herstellern üblich sind, helfen zusätzlich bei der Früherkennung kritischer Zustände.
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