Installation von Energiespeichern im Außenbereich: Temperatur, IP-Schutzklasse und Aufstellungsvorschriften

Der Aufstellungsort für eine zusätzlich zu einer Solaranlage angeschaffte Batterie ist selten selbstverständlich: In vielen Häusern gibt es im Garagen- oder Technikraum schlichtweg keine freie Wandfläche. Daher lautet die erste Frage immer, ob ein Energiespeichersystem im Freien installiert werden kann und welchen Umwelteinflüssen die im Freien aufgestellte Batterie ausgesetzt sein könnte.

In diesem Artikel gehen wir darauf ein, was die IP-Schutzart von Energiespeichern bedeutet und welche IP-Schutzart für die Installation im Freien empfohlen wird. Ein eigenes Kapitel widmen wir der Frage, in welchem Temperaturbereich die Batterie im Freien sicher betrieben werden kann: Wie wirkt sich Kälte auf die Leistung und den Ladevorgang aus, was passiert bei zu hohen Temperaturen und ab welcher Temperatur in Grad Celsius sollte ein beheizbarer Speicher vorgesehen werden.

Abschließend betrachten wir aus praktischer Sicht, wo und wie ein FoxESS-Akku sicher im Außenbereich aufgestellt werden kann, wann mechanischer Schutz erforderlich ist, welche Abstände und Belüftungsvorschriften bei der Installation im Außenbereich einzuhalten sind und welche Fehler bei der Installation von Energiespeichern im Außenbereich am häufigsten auftreten. Die hier beschriebenen Informationen basieren auf Herstellerangaben und den einschlägigen Normen und stellen keine allgemeinen Empfehlungen dar.

Kann ein Energiespeichersystem im Freien installiert werden?

Kurz gesagt: Ja, aber nicht jedes. Die Installation eines Energiespeichers im Freien kommt nur dann in Frage, wenn der Hersteller das jeweilige Modell ausdrücklich dafür zugelassen hat und dies auch im Datenblatt vermerkt ist. Ein Großteil der heutigen LiFePO₄-Akkus für Privathaushalte erfüllt diese Anforderungen: Laut dem werkseitigen Datenblatt des FoxESS EP12 verfügt das Modul über die Schutzart IP65, wird durch natürliche Konvektion gekühlt und lässt sowohl eine Installation im Außen- als auch im Innenbereich zu. Dies wird auch durch die internationale Händlerdokumentation bestätigt: Die robuste Ausführung mit Schutzart IP65 macht das Modul sowohl für die Innen- als auch für die Außenaufstellung geeignet.

Die Zertifizierung allein bedeutet jedoch keine uneingeschränkte Freiheit. Gemäß der internationalen Installationspraxis wird eine dauerhafte Sonneneinstrahlung nicht empfohlen, da die ständige Wärmebelastung den Wirkungsgrad beeinträchtigt, die Alterung beschleunigt und die Lebensdauer verkürzt; daher ist es ratsam, einen schattigen, gut belüfteten Standort oder eine Schutzkonstruktion zu wählen. Es lohnt sich außerdem, die Garantiebedingungen bereits vor Vertragsabschluss zu klären, da die meisten Batteriehersteller die Gültigkeit der Garantie an eine genehmigte Aufstellung im Freien knüpfen.

Welchen Umwelteinflüssen kann eine im Freien aufgestellte Batterie ausgesetzt sein?

Ein im Freien stehendes Gerät ist ganz anderen Belastungen ausgesetzt als eines, das in einer beheizten Garage steht. Vier Einflussfaktoren sollten gesondert betrachtet werden.

Hitze und direkte Sonneneinstrahlung. Direkte Sonneneinstrahlung am Nachmittag ist am kritischsten, da sie die Innentemperatur des Geräts deutlich über die Umgebungstemperatur ansteigen lassen kann; eine anhaltende thermische Belastung beschleunigt zudem die Alterung und beeinträchtigt die langfristige Leistungsfähigkeit.

Kälte. Bei Kälte sinkt die entnehmbare Kapazität und die Ladeleistung verschlechtert sich; das BMS kann den Ladevorgang begrenzen, verlangsamen oder sogar unterbrechen.

Feuchtigkeit und Kondensation. Durch die täglichen Temperaturschwankungen bildet sich im Inneren des Gehäuses Kondenswasser, das Kriechwege zwischen den leitenden Oberflächen bildet und Korrosion an den Leiterplatten, den Anschlüssen sowie den Leitungen der Temperatursensoren auslöst.

Staub, Salz und Luftverschmutzung. In einer feuchten, salzhaltigen Umgebung oxidieren die sich ablagernden Partikel die Anschlüsse und das Gehäuse, was den Übergangswiderstand erhöht, lokale Erwärmung verursacht und schließlich zu Verbindungsfehlern führt.

Keine dieser Auswirkungen schließt für sich genommen den Einsatz von Akkus im Außenbereich aus, doch zusammen erklären sie genau, warum jeder seriöse Hersteller einen schattigen, gut belüfteten und vor Niederschlag geschützten Standort vorschreibt. Auf das Risiko mechanischer Beschädigungen gehen wir in einem separaten Kapitel ein.

Was bedeutet die IP-Schutzart von Energiespeichern?

IP-Schutz ist die Abkürzung für „Ingress Protection“, zu Deutsch „Eindringschutz“. Die Klassifizierung wird in Ungarn durch die Norm MSZ EN 60529:2015 und international durch die Norm IEC 60529 beschrieben, wobei die Schutzstufen durch praktische Prüfungen ermittelt werden.

Der Code besteht aus zwei Ziffern: Die erste gibt den Schutzgrad gegen feste Fremdkörper und Staub an, die zweite den Schutzgrad gegen Wasser, wobei in beiden Fällen eine höhere Zahl einen stärkeren Schutz bedeutet.

Eine Einschränkung sollte man jedoch kennen. Der IP-Schutz befasst sich ausschließlich mit dem Eindringen von Festkörpern und Feuchtigkeit; er gibt keine Auskunft über UV-Beständigkeit, chemische Beständigkeit oder Explosionsschutz. Daher macht auch ein Gehäuse mit hoher Schutzart eine Abschirmung nicht überflüssig.

Welche IP-Schutzklasse wird für die Installation im Außenbereich empfohlen?

Im Außenbereich ist IP65 die Einstiegsstufe: Diese Schutzart umfasst vollständigen Staubschutz sowie Schutz vor Wasserstrahlen mit geringem Druck aus allen Richtungen. Unter den in Ungarn herrschenden Niederschlagsbedingungen deckt dies Regen, Spritzwasser und Staub ab.

An stärker exponierten Standorten bietet IP66 eine größere Sicherheitsreserve, da diese Schutzklasse auch vor starken Wasserstrahlen schützt.

Im privaten Bereich ist IP65 die Regel: Auch das werkseitige Datenblatt des FoxESS EP12 Plus gibt diese Schutzklasse an, bei natürlicher Konvektionskühlung, bei Wand- oder Standmontage sowie bei Installation im Außen- oder Innenbereich. Dies bietet ausreichenden Schutz, solange das Gerät nicht einem ständigen Wasserstrahl ausgesetzt ist, in einer überflutbaren Grube oder in einer von Schneeverwehungen umgebenen Ecke steht. Überprüfen Sie vor der Installation die gesamte Verkabelung, nicht nur den Akkumulator: Die Anschlussdose, die zum Verbinden mehrerer Module verwendet wird, muss ebenfalls die Schutzart IP65 aufweisen, und auch die Kabeleinführungen müssen denselben Schutzgrad gewährleisten.

In welchem Temperaturbereich funktioniert die Außenbatterie sicher?

In den Datenblättern der Hersteller findest du zwei unterschiedliche Bereiche, und es kommt darauf an, um welche Variante es sich handelt. Bei der Basisausführung ist laut Datenblatt des FoxESS EP12 das Laden zwischen 0 und 55 °C und das Entladen zwischen -10 und 55 °C zulässig. Der beheizte EP12 Plus hat einen deutlich größeren Bereich: Sowohl das Laden als auch das Entladen können zwischen -25 und 55 °C erfolgen, da die integrierte Heizung die Zellen in den sicheren Bereich bringt, bevor der Ladevorgang beginnt. Keiner dieser Werte bezeichnet den Idealbetrieb, sondern die Betriebsgrenze: Der optimale Bereich für Lithiumzellen ist deutlich enger und liegt etwa zwischen 15 und 35 °C. 

Wie wirkt sich Kälte auf die Leistung und das Laden des Energiespeichers aus?

Entladen und Laden sind zwei verschiedene Vorgänge. Ein Entladen ist auch bei Kälte möglich, allerdings erhält man weniger Energie: Unter dem Gefrierpunkt kann die nutzbare Kapazität auf 50 bis 70 Prozent des Nennwerts sinken, da der Innenwiderstand zunimmt.

Das Laden hingegen unterliegt strengen Einschränkungen. Bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt werden die Lithium-Ionen nicht ordnungsgemäß in die Anode eingebaut, sondern es lagert sich metallisches Lithium an der Oberfläche ab, was zu einem irreversiblen, kumulativen Kapazitätsverlust und einem Zellausfall führt. Deshalb unterbricht ein hochwertiges BMS den Ladevorgang bei Temperaturen unter null Grad und lässt ihn erst wieder zu, wenn sich die Zellen erwärmt haben.

Was passiert mit der Batterie bei zu hohen Temperaturen?

Nach oben hin gibt es keine so scharfe Grenze, hier ist der langsame Verschleiß das Problem. Ab etwa 35 °C beschleunigen sich die chemischen Prozesse im Inneren der Zelle, was eine schnellere Degradation und eine höhere thermische Belastung bedeutet. Dazu liegen auch Messdaten vor: Bei einer Erhöhung der Betriebstemperatur von 25 °C auf 55 °C stieg der Verlust der maximalen Ladekapazität nach 260 Zyklen von 4,22 Prozent auf 13,24 Prozent. Das Gerät gleicht dies durch eine Schutzfunktion aus: Bei großer Hitze, etwa ab 40 °C, drosselt die Steuerung die Lade- und Entladeleistung, und bei Erreichen der oberen Grenze von 55 °C schaltet sie sich ab. Dies ist während des Betriebs sicher, schmälert jedoch gerade an den Tagen im Sommer mit der höchsten Belastung die nutzbare Kapazität. 

Ab welcher Temperatur in Grad Celsius lohnt es sich, einen beheizbaren Speicher zu planen?

Die Antwort ist einfach: 0 °C. Dies ist der Schwellenwert, unterhalb dessen das Laden riskant wird und unterhalb dessen die meisten Hersteller das Laden ohne wirksame Beheizung ausdrücklich verbieten. In der Praxis geht es also nicht darum, wie viele Grad die kälteste Nacht beträgt, sondern darum, ob die Temperatur der Zellen am gewählten Standort regelmäßig unter den Gefrierpunkt fällt.

An einem unbeheizten Standort im Freien ist dies im Winter der gemäßigten Klimazone zu erwarten, weshalb hier ein beheizbarer Akku erforderlich ist. Die beheizte Ausführung des FoxESS EP12 Plus löst genau dieses Problem. Über die tatsächlichen Erfahrungen bei der Installation und die unabhängigen Messungen kannst du in der Zusammenfassung des FoxESS-Energiespeicher-Tests lesen.

Wo und wie lässt sich ein FoxESS-Akku sicher im Freien aufstellen?

Beginnen wir mit der Bauweise. Das FoxESS EP12 Plus-Modul hat die Maße 710 × 640 × 185 mm und ein Gewicht von 98 kg; es kann an der Wand oder auf dem Boden montiert werden. Ein Gewicht dieser Größenordnung kann nur von einer tragfähigen Wand oder einem stabilen Untergrund sicher getragen werden.

Die Aufstellung des Energiespeichers hängt anschließend von drei Faktoren ab:

• Schatten und Belüftung: an einem schattigen, gut belüfteten Ort oder unter einem Schutzbauwerk, wo das Gerät nicht den ganzen Tag der prallen Sonne ausgesetzt ist.

• Wasser und Schnee: über dem Boden auf einer befestigten Konsole oder einem verstärkten Fundament, fern von überflutbaren Ecken und Sprinklern.

• Brandschutzabstand: Gemäß internationaler Installationspraxis darf ein im Außenbereich montierter Energiespeicher nicht näher als 0,9 Meter an Türen und Fenstern stehen und darf keinesfalls in Wohnräumen oder Schlafzimmern aufgestellt werden. Auch auf Fluchtwegen oder in Fluren darf er nicht platziert werden.

Auf der Produktseite der FoxESS-Energiespeicher kannst du je nach Modell das genaue Gewicht und die vom Hersteller zugelassene Montageart überprüfen, bevor du dich für eine Wand entscheidest. Vermeide auch enge, geschlossene Nischen: Um das Gerät mit natürlicher Konvektionskühlung herum muss die Luft zirkulieren können.

H3: Wann ist ein mechanischer Schutz erforderlich?

Ein mechanischer Schutz ist dort erforderlich, wo die Verkleidung Stößen ausgesetzt sein kann. Drei typische Fälle: Fahrzeugverkehr (Parkplatz, Garageneinfahrt, Manövrieren im Hof), vom öffentlichen Raum aus zugängliche, nicht abgeschirmte Fassade sowie die Fallbahn von Schnee oder Eis, das vom Dach rutscht.

In solchen Fällen sind stoßfeste Pfosten, Metallgeländer, Betonrandsteine oder abschließbare Schränke die Lösung. Bei der Erteilung von Aufstellungsgenehmigungen wird dies als separater Punkt behandelt: Auf dem Lageplan müssen der Standort der Solaranlage, die Abstände zu den Fenstern und Türen sowie der Aufprallschutz vermerkt werden. Die IP-Schutzklasse hilft hier nicht weiter, da sie sich nur auf das Eindringen von Staub und Wasser bezieht. Achte bei einem abschließbaren Schrank darauf, dass die Belüftung gewährleistet bleibt, da du sonst aufgrund des Wärmeschutzes an Leistung einbüßt.

Welche Abstände und Belüftungsvorschriften müssen bei der Installation im Außenbereich eingehalten werden?

Die genauen Werte sind immer in der Montageanleitung angegeben, aber die Größenordnungen sind auf dem Markt ähnlich. Die Montageanleitung für einen typischen Energiespeicher für Privathaushalte sieht oberhalb und unterhalb des Geräts mindestens 30 cm, seitlich 10 cm Freiraum sowie vor der Vorderseite etwa 120 cm Platz für Montage- und Wartungsarbeiten vor. Außerdem sind Fluchtwege und Schlafzimmer auszuschließen, und direkte Sonneneinstrahlung ist zu vermeiden.

Bei der Installation mehrerer Module enthält die Brandschutznorm eine gesonderte Vorschrift: Zwischen den einzelnen Modulen muss ein Mindestabstand von 0,9 Metern eingehalten werden, sofern die Brandschutzprüfung des Herstellers keinen geringeren Abstand zulässt.

Wenn der Wechselrichter ebenfalls im Freien installiert wird, platzieren Sie ihn nicht direkt über der Batterie. Ein in einem engen, schlecht belüfteten Schrank eingeschlossener Wechselrichter erwärmt die Luft, und der Speicher nimmt diese Wärme auf, sodass das System ständig gegen eine erhöhte Temperatur ankämpfen muss. Achten Sie daher bei der Auswahl von FoxESS-Wechselrichtern auch auf die dazugehörigen Einbauabstände.

Ein geschlossener Schrank allein ist keine Lösung. Bei LiFePO4-Zellen geht es nicht um die Gasableitung, sondern um die Wärmeableitung; daher muss eine passive oder aktive Belüftung ständig für Luftwechsel sorgen. Auf einem überschwemmungsgefährdeten Grundstück sollten Sie das Gerät höher aufstellen, bis zu einem Meter über dem Boden.

Häufige Fehler bei der Installation von Energiespeichern im Außenbereich

Der Großteil der Fehler liegt nicht am Produkt, sondern an der Planung.

• Die Verwechslung der IP-Schutzklasse mit der Witterungsbeständigkeit. Die IP-Schutzklasse bezieht sich nur auf das Eindringen von Festkörpern und Feuchtigkeit, gibt keine Auskunft über die UV-Beständigkeit und berücksichtigt die thermische Einwirkung der Sonneneinstrahlung überhaupt nicht.

• Ein Modul ohne Heizung in einem unbeheizten Raum. Wenn die Zellen im Winter unter den Gefrierpunkt abkühlen, unterbricht das BMS den Ladevorgang, und ein Teil der im Winter erzeugten Energie fließt ungenutzt ins Netz.

• Geschlossenes, unbelüftetes Gehäuse. Um ein Gerät mit natürlicher Konvektionskühlung herum muss die Luft zirkulieren können, andernfalls drosselt der Überhitzungsschutz die Leistung.

• Montage in der Nähe einer Tür oder eines Fensters. Die Brandschutzvorschriften schreiben einen Mindestabstand von 0,9 Metern vor, und eine nachträgliche Korrektur ist kostspielig.

• Nicht geprüfte Statik. Ein fast 100 kg schweres Modul darf nicht an einer Gipskartonwand oder auf einem Untergrund ohne Betonfundament montiert werden.

• Übereilte Modellauswahl. Im Rahmen des Programms „Heim-Energiespeicher“ kann eine nicht rückzahlbare Förderung von bis zu 2,5 Millionen Forint beantragt werden, und die Mittel können schnell ausgeschöpft sein, doch eine aufgrund der Frist versäumte Überprüfung des Datenblatts hat jahrelange negative Folgen.

Bevor du unterschreibst, lass dir den Ausführungsplan mit dem genauen Standort, den Abständen und dem Speichertyp vorlegen.

Häufig gestellte Fragen

Kann jeder Energiespeicher im Außenbereich installiert werden?

Nein. Nur der Typ, bei dem im Datenblatt „im Freien“ als Installationsort angegeben ist. Das Datenblatt des FoxESS EP12 erlaubt sowohl die Installation im Freien als auch in Innenräumen. Treffen Sie keine Entscheidung ohne Datenblatt: Davon kann auch die Gültigkeit der Garantie abhängen. Planen Sie für unbeheizte Außenbereiche immer eine beheizte Variante ein.

Welche IP-Schutzart ist für die Installation im Außenbereich erforderlich?

Im Außenbereich ist IP65 die Einstiegsstufe: vollständiger Staubschutz und Schutz gegen Wasserstrahlen mit geringem Druck aus allen Richtungen. An stärker exponierten Stellen bietet IP66 zusätzliche Sicherheit, da es auch vor starken Wasserstrahlen schützt.

Lädt sich der Akku unter dem Gefrierpunkt auf?

Die Standardausführung nicht: Unter 0 °C verbieten die Hersteller das Laden, und das BMS sperrt es ebenfalls. Die beheizte Variante hingegen schon: Das FoxESS EP12 Plus kann zwischen -25 und 55 °C geladen und entladen werden, da die Heizung die Zellen zuvor aufwärmt.

Soll ich ihn an einen sonnigen oder schattigen Ort stellen?

An einen schattigen Ort. Anhaltende Sonneneinstrahlung verschlechtert den Wirkungsgrad und beschleunigt die Alterung; bei Temperaturen um 40 °C drosselt die Steuerung zudem die Lade- und Entladeleistung. Ideal sind ein Dachvorsprung, ein Vordach oder eine nach Norden ausgerichtete Wand.

Welchen Abstand muss ich zu Türen und Fenstern einhalten?

Die internationalen Brandschutzvorschriften schreiben einen Mindestabstand von 0,9 Metern zu Türen und Fenstern vor, ebenso zwischen mehreren Modulen. In Wohnräumen, Schlafzimmern und auf Fluchtwegen darf das Modul nicht aufgestellt werden.