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Lithium-Zellen

(Lithiumzellen, Solaranlagen, Akkumulatoren, Photovoltaik-Anlage, Batterien, Löschmittel)

Zunächst ist zu unterscheiden, dass es sogenannte primäre und sekundäre Li-Zellen gibt. Primäre Li-Ionen-Zellen sind nicht wieder aufladbare, sekundäre Li-Ionen-Zellen sind wieder aufladbar (Akku) und werden demzufolge in elektrischen Speichern für PV-Anlagen eingesetzt. Eine Lithium-Ionen-Zelle besteht aus Anode, Kathode, Elektrolyt und einem Separator. Alle diese Komponenten sind potentiell brennbar. Ihre Reaktivität ist dabei abhängig vom Ladezustand der Zelle. Ein wesentlicher Unterschied im Brandverhalten wird durch das verwendete Anoden- und Kathodenmaterial hervorgerufen. Einzelne Zellen werden elektrisch in Zellmodulen zusammengefasst und mit einem Batteriemanagementsystem (BMS) ausgestattet. Das BMS übernimmt die Überwachung der Zellzustände sowie die Ladebzw. Entladevorgänge. Aus den einzelnen Zellmodulen wiederum werden Moduleinheiten bzw. die Batterie zusammengestellt. Diese werden zusammen mit der entsprechenden Batterieelektronik (Laderegler und Leistungsmanagementsystem) in einem Gehäuse untergebracht. Die Anbindung an die Hauselektronik und die Solarstrom-Anlage erfolgt über den Wechselrichter. Hier kann grundsätzlich zwischen Solarstrom-Speichern mit integriertem und mit externem Wechselrichter unterschieden werden. Solarstromspeicher sind nicht sofort als solche zu erkennen. Sie haben oftmals die Form von Schaltschränken oder Elektroanschlusskästen. Diese können an der Wand montiert oder als Standgeräte mit Kippsicherung aufgestellt werden. Der Installationsort von Solarstromspeichern wird in der Regel der Keller oder ein anderer geeigneter Raum innerhalb des Gebäudes sein.


Speichersysteme und Zellen sind mittlerweile durch mehrere Sicherheitseinrichtungen geschützt und lassen sich sicher betreiben. Durch Gehäuse, ggf. Verpackungsmaterial und auch die enthaltenen organischen Lösungsmittel tragen die Li-Ionen-Batterien zur Brandlast bei. Sollte sich eine Zelle durch Wärme, Überladung oder mechanische Beschädigung zersetzen oder thermisch durchgehen, entstehen auf der Oberfläche der Zelle Temperaturen bis zu 800 °C, die Zelle öffnet sich und bläst ihren Inhalt unter Überdruck nach außen ab. Dabei entsteht ein meist weißer /  grauer Nebel, der den Elektrolyten und andere Zellbestandteile enthält. Dieser kann sich entzünden und damit eine Stichflamme verursachen. Löschmittel und Löschverfahren bei nicht beschädigten Li-Ionen-Zellen: Ziel: Verhinderung der Zersetzung weiterer Zellen Zur Verhinderung der weiteren Zersetzung von Zellen müssen die Zellen unmittelbar gekühlt werden. Zur Kühlung empfiehlt sich der Einsatz von Wasser. Die Kühlung der Zellen / der Batterie / des Speichers sollte noch über einen ausreichend langen Zeitraum (mehrere Stunden) fortgesetzt werden, um die Wahrscheinlichkeit zu reduzieren, dass sich noch weitere Zellen zersetzen.

 

Quelle: Merkblatt "Einsatz von stationären Lithium-Solarstromspeichern"

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