Batteriegroßspeicher sind eine entscheidende Technologie zur Speicherung von Energie aus zum Beispiel erneuerbaren Quellen wie Solar- oder Windkraft. Insbesondere im industriellen Maßstab und für netzdienliche Anwendungen spielen sie eine zentrale Rolle. Doch mit steigenden Kapazitäten wachsen auch die Herausforderungen: Wie kann die elektrische Sicherheit gewährleistet werden? Wie lassen sich Fehler frühzeitig erkennen und vermeiden?
Dieser Beitrag konzentriert sich auf die Herausforderungen und Sicherheitsanforderungen für große Batteriespeicherlösungen, die in Kombination mit PV-Großanlagen oder Windparks als netzdienlicher Speicher eingesetzt werden.
Eine der größten Herausforderungen bei Batteriegroßspeichern ist die frühzeitige Identifikation und Lokalisierung elektrischer Fehler. Besonders Erdschlüsse können schwerwiegende Folgen haben – von Anlagenstillständen bis hin zu Bränden.
In ungeerdeten IT-Systemen führt ein erster Erdschluss nicht unmittelbar zu einem Ausfall, da kein Fehlerstrom fließen kann. Wichtig dabei: dieses Auftreten eines ersten Fehlers ist das Signal zum sofortigen Handeln. Bleibt der Fehler unerkannt, steigt mit der Zeit das Risiko eines zweiten Fehlers, was wiederum die Gefahr eines Kurzschlusses erhöht.
In geerdeten TN- oder TT-Systemen hingegen fließt im Fehlerfall sofort ein Fehlerstrom Fehlerstrom, der eine schnelle Schutzabschaltung bewirkt, und damit zwangsläufig zu Betriebsausfällen führt.
In der Praxis hängt die gewählte Netzform von der Systemarchitektur und den jeweiligen Sicherheitsanforderungen ab. Während ungeerdete IT-Systeme in bestimmten Applikationen wie erneuerbaren Energien mit galvanischer Trennung (Transformator) technisch möglich sind, werden viele Batteriespeicher – insbesondere in industriellen Anwendungen – als geerdete Systeme (TN/TT) betrieben. Dies gilt insbesondere dann, wenn ein direkter Netzanschluss ohne galvanische Trennung erfolgt.
Die Konsequenz: Je nach Netzform unterscheiden sich die Anforderungen an die Überwachungstechnik – weshalb spezialisierte Lösungen notwendig sind, um Fehler frühzeitig zu erkennen und gezielt reagieren zu können. Konkret ist dies die Isolationsüberwachung (IMD)für ungeerdete Systeme und die Differenzstromüberwachung (RCM) für geerdete Systeme.
Wird ein Isolationsfehler zu spät erkannt, verschlechtert sich das elektrische Sicherheitsniveau – es kann zu Lichtbögen, Bränden oder gefährlichen Kurzschlüssen kommen. Neben der unmittelbaren Gefährdung von Personen und Anlagen besteht bei netzdienlichen Speicheranwendungen ein zusätzliches Risiko: Fällt ein Speicher aus, kann er seine Systemdienstleistungen nicht mehr erfüllen – etwa Frequenzstützung oder Lastspitzenmanagement. Das kann die Netzstabilität beeinträchtigen, insbesondere in Phasen mit hoher Volatilität erneuerbarer Energiequellen.
Ein proaktives Überwachungskonzept – angepasst an die jeweilige Netzform – ist daher nicht nur für die Betriebssicherheit, sondern auch für die Versorgungszuverlässigkeit entscheidend.
Je nach Anwendung und Systemkonfiguration ist es sinnvoll, bereits in der Planungsphase festzulegen, welche Überwachungsstrategie zur Netzform passt. Denn nicht nur Topologie und Spannungshöhe, sondern auch Anforderungen an Verfügbarkeit, Wartung und Normkonformität beeinflussen die Auswahl der Schutztechnik. Wer hier frühzeitig plant, kann spätere Nachrüstungen vermeiden – etwa durch die gezielte Auswahl von Wechselrichtern mit extern anbindbaren Überwachungsgeräten oder durch eine passende Sensorik in zentralen DC-Sammelschienen.
Doch auch im Bestand lässt sich viel optimieren: Moderne Isolations- und Differenzstromüberwachungssysteme sind oft modular aufgebaut und können nachträglich eingebunden werden – etwa über Kommunikationsschnittstellen zur Leittechnik oder via Fernwartung. Das ermöglicht nicht nur eine kontinuierliche Zustandsbewertung, sondern reduziert im Idealfall ungeplante Stillstände und Wartungskosten deutlich. Besonders bei wachsenden Speicherfarmen oder heterogenen Systemlandschaften ist eine transparente Überwachung ein echter Effizienzhebel.
Ob PV-Großanlage, Speicherfarm oder Industrieanwendung – die Betriebssicherheit und Effizienz großer Energiespeicher hängt maßgeblich von einem passenden Schutz- und Überwachungskonzept ab.
Dabei spielt nicht nur die Wahl der richtigen Schutztechnik, sondern auch die Anpassung an die Netzform (IT oder TN/TT) eine zentrale Rolle. Eine proaktive Überwachung reduziert Stillstände, senkt Wartungskosten und erhöht die Gesamtverfügbarkeit.
Die Realität zeigt: Unterschiedliche Anwendungen erfordern differenzierte Lösungen – und genau hier liegt der Schlüssel zur zuverlässigen Energiespeicherung.
