Balkonkraftwerk-Speicher: wie groß ist die Brandgefahr?

Ein Balkonspeicher hängt an der Hauswand, oft in Reichweite der Wohnung, und enthält ein bis fünf Kilowattstunden gespeicherte Energie. Die Frage nach der Brandgefahr liegt damit nahe. Die Antwort lässt sich erfreulich genau geben, weil zu Heimspeichern belastbare Zahlen vorliegen und weil sich das Verhalten der Zellen in Temperaturschwellen ausdrücken lässt.

Was die Zahlen hergeben

Zum Brandrisiko stationärer Heimspeicher gibt es zwei häufig zitierte Auswertungen. Eine Untersuchung der RWTH Aachen kommt auf ein jährliches Brandrisiko von rund 0,0049 Prozent je installiertem Speicher, eine Arbeit des Fraunhofer ISE aus dem Jahr 2019 auf ein Unfallrisiko von 0,0077 Prozent. Beide Werte beziehen sich auf Hausspeicher, also auf die größeren Geräte im Keller. Für die kleineren Balkonspeicher, die es erst seit wenigen Jahren in Stückzahlen gibt, existiert bislang keine eigene Statistik.

Was diese Zahlen bedeuten, wird im Alltagsmaßstab greifbarer:

Der zweite wichtige Befund aus diesen Auswertungen betrifft die Ursachen: Die meisten dokumentierten Fälle gehen auf Installations- oder Anwendungsfehler zurück. Genau das ist die gute Nachricht, denn Installations- und Anwendungsfehler lassen sich vermeiden.

Was beim Thermal Runaway passiert

Der Fachbegriff für das, was jeder fürchtet, heißt thermisches Durchgehen. Gemeint ist eine sich selbst verstärkende Kette: Eine Zelle erwärmt sich, die Erwärmung löst chemische Zersetzungsreaktionen aus, diese Reaktionen setzen zusätzliche Wärme frei, und die treibt die Temperatur weiter.

Entscheidend ist, dass diese Kette Schwellen hat. Sie startet nicht bei Zimmertemperatur, und sie läuft bei den beiden gängigen Zellchemien an ganz unterschiedlichen Punkten los.

Die Kette im Einzelnen:

1. Bis etwa 60 Grad ist alles im normalen Bereich. Ein Speicher wird beim Laden und Entladen warm, das gehört dazu.
2. Bei 60 bis 65 Grad greift das Batteriemanagementsystem ein und begrenzt oder unterbricht den Strom. Das ist die erste Schutzstufe und die, die im Alltag praktisch immer wirkt.
3. Ab 80 bis 120 Grad zersetzt sich die Deckschicht auf der Anode, die sogenannte SEI. Ab hier entsteht Wärme aus der Zelle selbst.
4. Bei etwa 130 Grad schmilzt der Separator zwischen den Elektroden und schließt seine Poren. Das ist die zweite eingebaute Schutzstufe.
5. Ab 150 bis 200 Grad beginnt bei NMC-Zellen die Kathode, sich zu zersetzen und dabei Sauerstoff freizusetzen. Der Sauerstoff versorgt die Reaktion von innen, weshalb ein solcher Brand kaum zu ersticken ist und Spitzentemperaturen über 600 Grad erreicht.
6. Bei LiFePO4 liegt diese Grenze erst bei rund 270 Grad, und die Kathode gibt dabei keinen Sauerstoff ab.

LiFePO4 gegen NMC: der Unterschied in Grad

Beide Chemien sind Lithium-Ionen-Technik, und beide können im Extremfall brennen. Der Unterschied liegt darin, wie viel Reserve zwischen dem normalen Betrieb und dem kritischen Punkt liegt.

Der Preis für die Sicherheit ist die geringere Energiedichte: Ein LiFePO4-Speicher baut bei gleicher Kapazität größer und schwerer. Bei einem Gerät, das ohnehin an der Wand oder auf dem Boden steht, spielt das kaum eine Rolle, weshalb sich diese Chemie im Balkonbereich durchgesetzt hat. Wer gerade auswählt, findet die Kapazitätsfrage unter Balkonkraftwerk-Speicher: wie groß aufgeschlüsselt.

Die vier realen Auslöser

Damit die Kette überhaupt startet, muss etwas sie anstoßen. Vier Wege sind dokumentiert, und drei davon liegen in der Hand des Betreibers:

• Mechanische Beschädigung. Ein Sturz, ein Schlag, eine durchbohrte Zelle. Der Klassiker beim Transport und bei der Montage. Ein Speicher, der heruntergefallen ist, gehört auch dann geprüft, wenn er äußerlich heil aussieht.
• Elektrische Überlastung. Überladung, Tiefentladung, verpolter Anschluss oder ein fremdes Ladegerät ohne passendes Ladeprofil. Bei fertigen Balkonspeichern mit eigenem Laderegler ist dieser Weg weitgehend verschlossen, bei Eigenbauten aus Einzelzellen nicht.
• Äußere Wärme. Dauerhafte Sonneneinstrahlung, ein geschlossener Schrank ohne Luftaustausch, ein Standort direkt neben der Heizung. Das ist der häufigste vermeidbare Fehler und zugleich der schleichendste.
• Fertigungsfehler in der Zelle. Verunreinigungen im Elektrodenmaterial können nach Jahren einen internen Kurzschluss verursachen. Dagegen hilft nur, bei Herstellern zu kaufen, die ihre Zellen nach den einschlägigen Normen prüfen lassen.

Wasser kommt in dieser Liste nicht als eigener Punkt vor, gehört aber zum Thema Aufstellort. Was ein Speicher im Freien aushält und wo die Grenzen der Schutzart liegen, steht unter Balkonkraftwerk-Speicher draußen.

Was das Batteriemanagement abfängt

Jeder fertige Speicher hat ein Batteriemanagementsystem, kurz BMS. Es ist die wichtigste Schutzeinrichtung im Gerät und überwacht laufend vier Größen:

Zwei Grenzen dieser Schutzwirkung gehören dazu. Das BMS misst an einzelnen Punkten, nicht in jeder Zelle, und es reagiert auf das, was seine Sensoren sehen. Ein interner Kurzschluss tief in einer Zelle kann schneller ablaufen, als eine Temperaturmessung außen ihn bemerkt. Und das BMS schützt nicht vor äußerer Wärme: Steht das Gerät in der Sonne, schaltet es zwar irgendwann ab, verhindert aber nicht, dass die Zellen dabei altern.

Was Kälte mit dem Speicher macht und warum das Laden unter null Grad gesperrt ist, steht unter Balkonkraftwerk-Speicher im Winter.

Aufstellort: die Regeln, die wirklich zählen

Der Aufstellort ist der Punkt, an dem sich das Restrisiko am stärksten beeinflussen lässt, und er kostet nichts außer ein wenig Planung.

Abstände:

• 20 bis 30 Zentimeter zu Wänden, damit die Abwärme abziehen kann
• mindestens 50 Zentimeter zu brennbaren Materialien wie Holz, Textilien, Kartons und Gartenmöbeln
• Lüftungsöffnungen des Gehäuses frei halten, auch oben

Untergrund und Umgebung:

• nicht brennbarer Untergrund, also Beton, Fliesen oder Metall statt Teppich oder Holzdielen
• trocken, frostfrei und schattig
• nicht im Fluchtweg, also nicht im einzigen Treppenhaus und nicht vor der einzigen Tür
• nicht in einem geschlossenen Schrank ohne Luftaustausch

Temperatur:

• Betrieb am schonendsten zwischen 15 und 25 Grad
• zulässiger Bereich meist minus 10 bis plus 45 Grad, Laden erst ab 0 Grad
• direkte Sonne auf dem Gehäuse vermeiden, notfalls mit einem Sichtschutz

Ergänzend sinnvoll: ein Rauchmelder in der Nähe des Speichers. Er kostet zwanzig Euro und ist die einzige Einrichtung, die im Ernstfall meldet, bevor jemand etwas riecht.

Woran ein sicherer Speicher zu erkennen ist

Am Gerät selbst lässt sich die Zellqualität nicht ablesen, an den Unterlagen schon. Drei Nachweise sind aussagekräftig:

• UN 38.3: Prüfungen für den Transport von Lithiumbatterien, unter anderem Höhensimulation, Temperaturwechsel, Vibration, Schlag und Kurzschluss. Ohne diesen Nachweis darf eine Batterie gar nicht versendet werden.
• IEC 62619: internationale Sicherheitsnorm für Lithiumzellen und -batterien in stationären Anwendungen, mit Anforderungen an das Verhalten bei Fehlern und an die Ausbreitung zwischen Zellen.
• VDE-AR-E 2510-50: deutsche Anwendungsregel für stationäre Speichersysteme mit Lithiumbatterien im privaten und kleingewerblichen Bereich. Sie deckt das Gesamtsystem ab, nicht nur die Zelle.

Dazu kommt die CE-Kennzeichnung, die allerdings eine Herstellererklärung ist und keine unabhängige Prüfung. Wer diese Angaben in Datenblatt und Produktbeschreibung nicht findet, hat einen guten Grund für eine Nachfrage beim Hersteller. Seriöse Anbieter nennen sie von sich aus.

Im Ernstfall: was zu tun ist

Die Fachempfehlungen der Feuerwehrverbände sind an dieser Stelle eindeutig, und sie richten sich an Einsatzkräfte. Für Privatpersonen bleibt eine kurze Liste:

1. Raum verlassen. Beim thermischen Durchgehen entstehen Gase, die brennbar und gesundheitsschädlich sind. Das ist die erste Gefahr, noch vor den Flammen.
2. Tür schließen, Fenster nicht öffnen, andere im Haus warnen.
3. 112 rufen und ausdrücklich sagen, dass ein Lithium-Speicher brennt. Die Leitstelle disponiert danach anders, unter anderem was die Wassermenge angeht.
4. Nicht selbst löschen. Ein Handfeuerlöscher bringt bei einer brennenden Batterie zu wenig Kühlleistung. Die Fachempfehlungen nennen Wasser in großer Menge als Mittel der Wahl, weil es die Zellen herunterkühlt und damit die Kettenreaktion stoppt.

Ein Punkt, der oft überrascht: Ein gelöschter Akku kann sich Stunden später wieder entzünden. Deshalb kühlt die Feuerwehr lange nach und kontrolliert die Temperatur mit einer Wärmebildkamera. Ein betroffenes Gerät kommt danach kontrolliert ins Freie, nicht zurück in den Keller.

Versicherung

Der Speicher fällt in der Regel unter die Hausratversicherung, Schäden am Gebäude unter die Wohngebäudeversicherung. Zwei Dinge lohnen sich vorab:

• Eine kurze Mitteilung an den Versicherer, dass eine Solaranlage mit Speicher installiert wurde. Das ist meist formlos möglich und schafft Klarheit über den Deckungsumfang.
• Die Frage nach Auflagen, etwa zum Aufstellort oder zu Prüfzeichen. Einige Verträge enthalten dazu Klauseln.

Zu den Unterlagen, nach denen im Schadensfall gefragt wird, gehört auch die Registrierung der Anlage. Welche Änderungen daran gemeldet werden müssen, steht unter Marktstammdatenregister ändern, die Anmeldung des Speichers selbst unter Balkonkraftwerk-Speicher nachrüsten: richtig anmelden.

Fazit

Die Zahlen sprechen für Gelassenheit: Ein Brandrisiko in der Größenordnung von einem Ereignis auf über zehntausend Geräte und Jahr liegt im Bereich gewöhnlicher Haushaltsgeräte, und die Zellchemie der Balkonspeicher bringt gegenüber älteren Techniken rund 100 Grad zusätzliche Reserve mit.

Die drei Punkte, die trotzdem in der eigenen Hand liegen, sind schnell abgearbeitet. Prüfzeichen vor dem Kauf ansehen, beim Aufstellen Abstand und Untergrund einhalten, das Gerät aus der prallen Sonne halten. Damit sind genau die Ursachen abgedeckt, die in den dokumentierten Fällen am häufigsten vorkommen: Installations- und Anwendungsfehler. Ein Rauchmelder daneben kostet zwanzig Euro und schließt den Rest.