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Brände

Speicher sicher und zuverlässig integrieren

Stationäre Batteriespeicher sind ein zentraler Baustein der E-Mobilität. Sie reduzieren Lastspitzen, ermöglichen die Nutzung erneuerbarer Energien und verringern den Bedarf an Netzausbau. Das sind wesentliche Vorteile für den Aufbau leistungsfähiger Schnellladeinfrastrukturen.

Lithium-Ionen-Speicher bieten hierfür eine hohe Energiedichte, bergen jedoch auch Brand- und Explosionsrisiken – etwa durch thermische Reaktionen infolge äußerer Einwirkungen oder technischer Defekte. Die brandschutztechnische Einhausung in Form eines Technikcontainers schützt sowohl den Speicher vor äußeren Einflüssen als auch die Umgebung im Schadensfall. Eingebettet in ein ganzheitliches Brandschutzkonzept erleichtert die anschlussfertige Lösung zudem die Einhaltung baurechtlicher Vorgaben und beschleunigt Genehmigungsverfahren.

Gefahren nicht unterschätzen

Trotz umfangreicher Sicherheitsmechanismen auf Zell- und Systemebene besteht bei Lithium-Ionen-Speichern das Risiko des Thermal Runaway (TR). Dabei handelt es sich um einen unkontrollierten, selbstverstärkenden Prozess, der durch thermische, elektrische oder mechanische Einwirkungen ausgelöst werden kann. Innerhalb weniger Sekunden entstehen Temperaturen von mehreren Hundert Grad Celsius, begleitet von der Freisetzung zündfähiger Gasgemische.

Dies kann zu Bränden oder Explosion führen. Solche Brände sind besonders schwer zu kontrollieren, da die Reaktion innerhalb der Zellen abläuft und ständig neue Energie freisetzt. Löschen mit Wasser ist nicht möglich. Lediglich Kühleffekte kann man nutzen, um die Ausbreitung auf weitere Zellen (Propagation) zu verhindern.

Geringes Brandrisiko

Hochwertige Speichersysteme, die technischen Standards entsprechen und fachgerecht installiert wurden, weisen laut Studien ein sehr geringes Eigenbrandrisiko auf – insbesondere bei bestimmungsgemäßem Betrieb innerhalb der Auslegungsparameter. Kritisch wird es jedoch, wenn äußere Brände auf den Speicher übergreifen.

Durch die gespeicherte Energie kann sich ein Brandereignis erheblich verstärken. Daher muss sichergestellt sein, dass sich das Feuer weder auf den Speicher ausbreiten noch von diesem ausgehen und angrenzende Gebäude oder Anlagen gefährden kann.

Auflagen aus dem Baurecht

In Deutschland bestehen derzeit keine bauordnungsrechtlichen Vorschriften für stationäre Batteriespeichersysteme. Deshalb werden Bauvorhaben in der Regel nach fachlicher Beratung als (ungeregelte) Sonderbauten von der zuständigen Baugenehmigungsbehörde eingestuft.

Zur brandschutztechnischen Bewertung des Bauvorhabens ist im Rahmen des Bauantragsverfahrens in der Regel ein Brandschutznachweis gemäß Paragraf 11 Musterbauvorlagenverordnung (MBauVorlV) notwendig. Er wird durch die Untere Bauaufsichtsbehörde oder durch Prüfingenieure oder Sachverständige für Brandschutz geprüft. Der Nachweis kann auch in Form eines objektbezogenen Brandschutzkonzepts dargestellt werden.

Die Einhaltung von Auflagen, die aus der Baugenehmigung resultieren, liegt in der Verantwortung des Betreibers. Darüber hinaus können aus Gründen des Sachschutzes zusätzliche Anforderungen entstehen, die über das Baurecht hinausgehen. Es ist ratsam, den Versicherer frühzeitig in die Planungen einzubinden.

Baulicher Brandschutz

Der bauliche Brandschutz ist ein zentraler Aspekt des ganzheitlichen Brandschutzkonzepts bei der Planung und Errichtung von stationären Batteriespeichern. Es ist wichtig, die Maßnahmen entsprechend den örtlichen Gegebenheiten und Schutzzielen anzupassen.

Für den Brandschutznachweis sind Angaben zum Brandverhalten der Baustoffe (Baustoffklasse) und der Bauteile (Feuerwiderstandsklasse) erforderlich. Dies gewährleistet, dass sie einem Brand über einen definierten Zeitraum standhalten können, ohne ihre strukturelle Funktionalität zu verlieren. Alle verwendeten Materialien werden strengen Prüfungen unterzogen und sind gemäß einschlägigen Normen (zum Beispiel DIN 4102, EN 13501) zertifiziert.

Brandabschnitte bilden

Ein weiteres zentrales Element des baulichen Brandschutzes ist die Brandabschnittsbildung. Durch die Unterteilung eines Gebäudes oder eines Areals in Brandabschnitte wird die Ausbreitung von Brand und Rauch wirkungsvoll eingedämmt.

Diese Methode ist das effektivste Mittel zur Schadensminimierung. Denn sie verhindert, dass sich der Brand ungehindert über das gesamte Gebäude ausbreitet oder auf benachbarte Brandlasten übergreift. Jeder Brandabschnitt ist so konstruiert, dass er das Feuer für eine bestimmte Zeit eindämmt, was den Rettungskräften wertvolle Zeit verschafft und den Schaden begrenzt. Brandabschnitte werden entweder über bauliche Maßnahmen (Brandschutzräume) oder über Sicherheitsabstände gebildet.

Ein Technikcontainer in Stahlbauweise mit feuerbeständigen Wandpaneelen schützt den Speicher vor äußeren Brandeinwirkungen. Es gibt Modelle mit beidseitigem Brandschutz, um innere Brandereignisse einzudämmen. Sie reduzieren den Platzbedarf. Die Aufstellung erfolgt in Gebäudenähe oder in eng bebauten Arealen.

Stellt der Containerhersteller dem Käufer beim Erwerb einen europäischen oder nationalen Verwendbarkeitsnachweis – etwa in Form einer Euro­päischen Technischen Bewertung (ETA) oder einer allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung (abZ) – zur Verfügung, gilt der bauliche Brandschutz in der Regel als erfüllt. In Deutschland bedeutet dies üblicherweise, dass der Container dem Feuer mindestens 90 Minuten widersteht. Das reicht aus, um wirksame Gegenmaßnahmen einzuleiten.

Zustimmung im Einzelfall

Liegt kein Verwendbarkeitsnachweis vor, kann eine Zustimmung im Einzelfall (ZiE) als vorhabenbezogene bauaufsichtliche Genehmigung beantragt werden. Dieser Weg wird alternativ zur abZ gewählt, wenn keine harmonisierte Norm oder keine allgemein anerkannte technische Regel vorliegt und das Bauprodukt nur für ein spezifisches Bauvorhaben benötigt wird.

Die Dauer von der Antragstellung bei der obersten Bauaufsicht des jeweiligen Bundeslandes bis zur Ausstellung einer ZiE wird durch die Komplexität des Produktes und durch den Aufwand zur Prüfung bedingt. Die Bearbeitungszeit kann je nach Bundesland mehrere Monate dauern.

Der anlagentechnische Brandschutz umfasst technische Systeme und Geräte, um Brände frühzeitig zu erkennen, zu löschen und zu überwachen. Rauch- und Wärmemelder im Batterieraum detektieren und lokalisieren Brände, erlauben eine zügige Reaktion und minimieren Schäden, insbesondere in der Umgebung.

Löschanlagen integrieren

Löschanlagen sind ein weiterer wichtiger Baustein. Wasserbasierte Systeme wie Sprühnebelsprinkler bekämpfen das Feuer effektiv, binden Rauchgase und senken die Umgebungstemperatur deutlich. Alternativ werden andere geeignete Löschmittel verwendet.

Anlagen zur reinen Brandunterdrückung reichen hingegen nicht aus, um einen größeren Brand zu kontrollieren. Sie dienen lediglich als Ergänzung. In sensiblen Wasserschutzgebieten müssen Maßnahmen zur Rückhaltung von Löschwasser mit den zuständigen Behörden abgestimmt werden.

BMS muss schnell abschalten

Moderne Speichersysteme verfügen über ein Batteriemanagementsystem (BMS), das kontinuierlich Parameter wie Zelltemperatur und Ströme beim Laden oder Entladen überwacht. Diese Daten sollten in die zentrale Über­wachung der Anlage integriert werden, um frühzeitig auf potenzielle Ge­fahren reagieren zu können. Im Schadensfall kann das BMS den Speicher automatisch abschalten, um weitere Risiken zu minimieren.

Anstatt all diese Maßnahmen einzeln zu planen und zu installieren, werden sie in einer kompakten, vorinstallierten Einheit zusammengeführt – im Technikcontainer. Sensoren erfassen kontinuierlich Rauchentwicklung, Temperaturen und das Austreten gefährlicher Gase, um Gefahren frühzeitig zu erkennen.

Bei einem kritischen Ereignis können Löschanlagen automatisch aktiviert werden, um Brände einzudämmen. Ergänzend leiten Lüftungs- und Absaugsysteme Hitze und Gase sicher ab, während Einrichtungen zur Druckentlastung das Risiko von Explosionen minimieren.

Durch die Anbindung an Brandmeldeanlagen und Schnittstellen zur Feuer­wehr wird der Technikcontainer zum vollwertigen Brandschutzsystem. Es überwacht den Batteriespeicher aktiv und reagiert im Ernstfall schnell.

Organisatorischer Brandschutz

Der organisatorische Brandschutz umfasst Maßnahmen, um im Ernstfall schnell und effektiv zu reagieren. Die Schulung und Unterweisung des Personals sind grundlegende Maßnahmen. Alle Personen, die sich in der Nähe von Batteriespeichern aufhalten, müssen regelmäßig zu den spezifischen Gefahren und Verhaltensweisen im Brandfall geschult werden. Gut informiertes Personal reagiert im Ernstfall schnell und richtig. Das vermeidet Schäden und Verletzungen.

Zusätzlich ist die regelmäßige Wartung der Batteriespeicher sowie der Brandschutztechnik entscheidend, um ihre Funktionsfähigkeit sicherzustellen. Brandmeldeanlagen, Löschanlagen und Überwachungssysteme werden in regelmäßigen Abständen überprüft und gewartet. Die Wartungsintervalle werden von den Herstellern und dem Gesetzgeber vorgegeben. Nutzen Betreiber den Wartungsservice des Herstellers, können sie sich stärker auf ihr eigentliches Geschäft konzentrieren.

Brandschutztechnische Infrastruktur

Eine gut geplante brandschutztechnische Infrastruktur sichert die effektive und schnelle Brandbekämpfung. Sie umfasst sowohl die Bereitstellung geeigneter Löschmittel als auch die klare Kennzeichnung von Zugängen für die Einsatzkräfte.

Die effektive Notfallplanung und Alarmierung umfassen zuverlässige Meldeketten sowie die enge Koordination mit der Feuerwehr. Für die Feuerwehr muss der gefahrlose und schnelle Zugriff auf den Speicher gewährleistet sein. Dies bedeutet, dass Zugänge zu den Batteriespeichern gut markiert und frei zugänglich sein müssen.

Außerdem sollten Informationen über spezifische Brandgefahren und die Lage der Löschmittel an die Feuerwehr übermittelt werden. Die enge Zusammenarbeit und Übungen mit der Feuerwehr können helfen, die Einsatzkräfte auf den Ernstfall vorzubereiten und die Effektivität der Rettungsmaßnahmen zu erhöhen.

Um die Gefahr für die Einsatzkräfte im Brandfall zu reduzieren, sollte die Feuerwehr zur Einbringung von Lösch- oder Kühlmitteln den Batterieraum weder betreten noch öffnen müssen. Entsprechende Öffnungen müssen bekannt und beschriftet sein. Feuerlöscher sollten gut sichtbar und schnell erreichbar platziert werden. Sie helfen gegen kleine, externe Brandherde, bevor diese auf den Speicher übergreifen. Am stationären Speicher sind Hand­feuerlöscher in der Regel weder praktikabel noch sicher.

Notfall und Alarmierung

Alarmierungsmittel müssen klar definiert und leicht zugänglich sein, um im Notfall schnell reagieren zu können. Alle Bestandteile der Brandmelde­anlage sollten mit dem zentralen Überwachungssystem verbunden sein. Das System muss eine funktionierende Meldekette abbilden, damit zu jeder Zeit ein Brand detektiert und einer ständig besetzten Stelle gemeldet wird. Außerdem sollten akustische und optische Signalgeber wie Sirenen und Blitzleuchten vorhanden sein, um alle Personen in der Nähe der Anlage auf den Notfall aufmerksam zu machen.

Detaillierte Einsatzpläne, die regelmäßig mit der Feuerwehr überprüft und aktualisiert werden, stellen sicher, dass die Zusammenarbeit im Ernstfall reibungslos funktioniert. Sie sollten Angaben zur Lage des Batteriespeichers, zu spezifischen Brandrisiken und zu den verfügbaren Löschmitteln enthalten und der Feuerwehr zugänglich gemacht werden. Der ständige Informationsaustausch zwischen Betreiber und Feuerwehr ist wichtig, um neue Entwicklungen, potenzielle Gefahren und Verbesserungen zu besprechen.

Technikcontainer in vielen Varianten

Die Firma Denios ist seit bald 40 Jahren als Experte für die Lagerung und das Handling von Gefahrstoffen bekannt. Das Unternehmen hat seine Kompetenzen in den letzten Jahren auf die sichere Verwahrung von Lithium-Ionen-Batterien ausgeweitet. Von der Transportbox über den Ladeschrank bis zum Technikcontainer für Batteriespeicher bietet Denios vielfältige Lösungen.

Für stationäre Batteriespeicher verfolgt Denios unterschiedliche Konzepte: Kunden können zwischen Technikcontainern mit integrierter Batteriespeichertechnik – von kleinen Systemen mit 80 Kilowattstunden bis zu Großspeichern über 1,6 Megawattstunden – und Containern zur Einhausung eigener Batterietechnik wählen.

Power Safe und Power Store

Der begehbare Technikcontainer Power Safe verfügt über zertifizierten Brandschutz (REI 90/REI 120) und bildet einen eigenen Brandabschnitt, geeignet für Innen- und Außenaufstellung. Der Batteriespeicher Power Store besteht aus zwei nicht begehbaren, brandschutztechnisch getrennten Raumteilen: Der Technikteil beherbergt Sekundärelektronik wie Wechselrichter und Klimagerät, der Batterieteil die Speichertechnik. Die Trennung minimiert beim Entstehungsbrand im Technikteil die Ausbreitung auf den Batte­rie­bereich.

Bei den beiden Modellen Power Safe und Power Store ist der Batteriespeicher bereits enthalten. Daneben bietet Denios seine Technikcontainer auch für die Integration von Batterietechnik anderer Hersteller an. Dann sind die Batterien nicht im Lieferumfang enthalten.

Technikcontainer von Denios überzeugen durch ihre bewährte Konstruktion. Sie sind modular konfigurierbar und werden individuell mit Sicherheitstechnik wie Brandfrüherkennung, Klimatisierung, Lösch- sowie Lüftungs- und Absaugsystemen ausgestattet. Darüber hinaus profitieren Kunden von kostenloser Fachberatung, umfassender Projektbetreuung sowie zuverlässigem Service und Wartung.

AKTUELLES VIDEO

Denios: Energie speichern – aber sicher!

PV Guided Tours: Der Power Store besteht aus C&I-Batteriespeicher und Sicherheitscontainer. Das ­System bietet umfassenden Schutz gegen Überhitzung und Brände. Wie wichtig sind indivi­duelle Auslegung und schnelle Amortisation? Das erfahren Sie im Video!

Foto: Vorsatz Media

Die Autorin

Alina Möbius
ist Sales and Product Manager BESS bei Denios SE in Bad Oeynhausen. Sie ist Spezialistin für die Sicherheit von Lithiumbatterien und statio­näre Batteriespeicher.

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