UL 9540 und UL 9540A für Lithiumbatterie-Energiespeichersysteme: Ein Leitfaden für Käufer

Der US-Markt für Batterie-Energiespeicher wächst rasant in den Bereichen Wohnen, Gewerbe, Industrie und Inselbetrieb. Da immer mehr Solarprojekte Photovoltaik-Erzeugung mit Lithiumbatterien kombinieren, müssen Käufer bei der Bewertung eines Energiespeichersystems über die Batteriekapazität und den Preis hinausschauen.

Bei Projekten, die eine Lithiumbatterie für Solarsysteme verwenden, tauchen in der US-Compliance-Diskussion häufig zwei Standards auf: UL 9540 und UL 9540A. Obwohl ihre Namen ähnlich sind, erfüllen sie unterschiedliche Zwecke.

UL 9540 befasst sich mit der Sicherheit des vollständigen Energiespeichersystems und der Ausrüstung, während UL 9540A ein Testverfahren zur Bewertung der Brandausbreitung durch thermisches Durchgehen bereitstellt. Das Verständnis dieses Unterschieds kann Projektentwicklern, Distributoren, EPC-Auftragnehmern und Importeuren helfen, bessere Kaufentscheidungen zu treffen.

Was ist UL 9540?

UL 9540 ist der Standard für die Sicherheit von Energiespeichersystemen und -ausrüstung. Sein Geltungsbereich umfasst Energiespeichersysteme, die dazu bestimmt sind, Energie aufzunehmen und zu speichern und anschließend elektrische Energie an Lasten oder ein elektrisches Energiesystem zu liefern. Der Standard deckt elektrochemische, chemische, mechanische, thermische und andere Energiespeichertechnologien ab.

Für Lithiumbatterieprojekte ist UL 9540 wichtig, weil es das ESS als System bewertet, anstatt die Batterie als isolierte Komponente zu behandeln.

Ein Energiespeichersystem kann Batterien, Batteriemanagementsysteme, Leistungsumwandlungsausrüstung, Steuerungen, Schutzvorrichtungen, Gehäuse und andere Komponenten umfassen. UL 9540 bewertet, wie diese Elemente zusammenwirken, und befasst sich mit der Sicherheit auf Systemebene.

Diese Unterscheidung ist besonders wichtig, wenn ein Projekt einen Hybrid-Solarwechselrichter mit Batterie verwendet. Eine einzeln zertifizierte Batterie und ein einzeln zertifizierter Wechselrichter bedeuten nicht automatisch, dass das kombinierte System ein UL 9540-zertifiziertes ESS ist.

Was ist UL 9540A?

UL 9540A ist das Standard-Testverfahren zur Bewertung der Brandausbreitung durch thermisches Durchgehen in Batterie-Energiespeichersystemen.

UL 9540A ist kein allgemeiner Produktzertifizierungsstandard, sondern bietet eine standardisierte Methode zur Untersuchung dessen, was passiert, wenn in einem Batterie-Energiespeichersystem ein thermisches Durchgehen auftritt.

Die Tests können das Verhalten bei thermischem Durchgehen, die Freisetzung von Wärme und Gas, die Ausbreitung zwischen Zellen oder Modulen, die Brandausbreitung, Verpuffungsrisiken und die Wirksamkeit von Schutzmaßnahmen untersuchen. UL Solutions identifiziert innerhalb der UL 9540A-Methodik Tests auf Zellebene, Modulebene, Einheitenebene und Installationsebene.

Für Käufer ist der entscheidende Punkt einfach:

UL 9540 bewertet die Sicherheit des ESS; UL 9540A bewertet das Brandausbreitungsverhalten unter Szenarien des thermischen Durchgehens.

Sie ergänzen sich, sind aber nicht austauschbar.

Warum UL 9540 in den Vereinigten Staaten wichtig ist

US-amerikanische Energiespeicherprojekte unterliegen einer Kombination aus Produktstandards, Elektrovorschriften, Brandschutzvorschriften, Gebäudeanforderungen und Anforderungen lokaler Behörden.

UL 9540 kann den Nachweis liefern, dass ein Energiespeichersystem als integriertes System bewertet wurde und nicht einfach aus nicht zusammenhängenden Komponenten zusammengesetzt ist.

Dies ist besonders wichtig, wenn Batterien und Wechselrichter von unterschiedlichen Lieferanten stammen. UL Solutions erklärt, dass die Verwendung einzeln zertifizierter Komponenten nicht unbedingt die Kompatibilität als vollständiges ESS belegt. Das Zusammenspiel zwischen Batterie, Wechselrichter, BMS und Schutzsystem muss angemessen bewertet werden.

Bei einem Projekt, das einen Hybrid-Wechselrichter mit Batterienotstromversorgung verwendet, sollten Käufer daher fragen, ob die vorgeschlagene Konfiguration als vollständiges ESS anerkannt ist und ob die Batterie-Wechselrichter-Kombination durch die entsprechende Bewertung abgedeckt ist.

Warum UL 9540A für den Brandschutz wichtig ist

Lithium-Ionen-Batteriesysteme können unter bestimmten Fehlerbedingungen in ein thermisches Durchgehen geraten. Sobald das thermische Durchgehen beginnt, können Wärme und Gase freigesetzt werden, die benachbarte Zellen, Module, Batterieeinheiten oder Geräte beeinträchtigen können.

UL 9540A wurde entwickelt, um diese Risiken zu charakterisieren und festzustellen, ob sich ein thermisches Durchgehen ausbreiten kann.

Die Prüfmethode wird besonders relevant bei der Bewertung größerer Batteriesysteme, Außengehäuse, containerisierter Speicher und Installationen, bei denen der Brandabstand oder andere Schutzmaßnahmen von dokumentierten Prüfergebnissen abhängen.

UL Solutions gibt an, dass UL 9540A in NFPA 855 ausdrücklich für Brandtests im großen Maßstab genannt wird. Die Ausgabe 2026 von NFPA 855 führt zudem wesentliche Änderungen in Bezug auf Brandtests im großen Maßstab und Szenarien ein, die eine mögliche Brandausbreitung zwischen BESS-Einheiten betreffen.

Dadurch wird UL 9540A zu einem zunehmend wichtigen Aspekt bei der Projektplanung in den USA.

UL 9540 vs. UL 9540A: Die wichtigsten Unterschiede

Ein Käufer sollte es vermeiden, einen UL-9540A-Bericht als Ersatz für eine UL-9540-Zertifizierung zu betrachten.

Ebenso bedeutet eine UL-9540-Zulassung nicht, dass jede mögliche Installationskonfiguration ein identisches Brandverhalten aufweist. Die tatsächliche Batteriechemie, das Gehäuse, das Systemdesign, die Abstände, die Steuerung und die Installationsbedingungen spielen weiterhin eine Rolle.

Was Käufer vor dem Kauf prüfen sollten

Beim Bezug von Solarenergiesystemen mit Batteriespeicher sollten US-amerikanische Käufer Dokumentation sowohl auf Komponenten- als auch auf Systemebene anfordern.

Beginnen Sie mit der genauen Produktkonfiguration. Erfassen Sie das Batteriemodell, die Chemie, die Nennspannung, die Kapazität, das Wechselrichtermodell, den Gehäusetyp, das BMS und die vorgesehene Installationsumgebung.

Das ist wichtig, weil ein Anbieter mehrere Batteriekonfigurationen anbieten kann. Anern zum Beispiel führt 25,6V 200Ah, 48V 200Ah, 48V 300Ah, rackmontierte, wandmontierte und kommerzielle Hochvolt-Lithiumbatterielösungen auf.

Der Käufer sollte dann bestätigen, ob die Dokumentation für die genau erworbene Konfiguration gilt und nicht für ein ähnliches Produkt derselben Familie.

Bei größeren Projekten sollte außerdem überprüft werden, ob das vorgeschlagene System über eine relevante UL-9540-Bewertung verfügt und ob UL-9540A-Testdaten für die vorgesehene Batterie- und Installationskonfiguration verfügbar sind.

Batteriekapazität ist nicht dasselbe wie Konformität

Ein häufiger Einkaufsfehler besteht darin, sich stark auf die Kapazität zu konzentrieren.

Zum Beispiel haben eine 25,6V 200Ah Lithiumbatterie und eine 48V 200Ah Lithiumbatterie beide eine Nennkapazität von 200Ah, aber sie stellen unterschiedliche Spannungs- und Energiekonfigurationen dar.

Das aktuelle Portfolio von Anern umfasst beide Typen sowie 300Ah-Produkte und kommerzielle Systeme wie eine 60kWh/30kW Hochvolt-Lithiumbatterie.

Die Kapazität allein bestimmt jedoch nicht, ob ein Batteriespeichersystem für eine Installation in den USA geeignet ist.

Käufer sollten elektrische Kompatibilität, BMS-Funktionalität, Wechselrichterintegration, Gehäusedesign, Installationsumgebung, Brandschutz und geltende Zertifizierungsanforderungen gemeinsam bewerten.

Dies ist besonders wichtig beim Vergleich von Solarstrom-Batteriespeicheroptionen oder bei der Berechnung des erwarteten Preises für Solarstromanlagen mit Batteriespeicher. Ein niedrigeres Angebot für die Ausrüstung bedeutet nicht unbedingt niedrigere Gesamtprojektkosten, wenn zusätzliche Engineering-, Test- oder Compliance-Arbeiten erforderlich sind.

UL 9540A-Testebenen

Einer der nützlichsten Aspekte von UL 9540A ist der mehrstufige Ansatz.

Auf Zellebene bewertet die Prüfung die Merkmale des thermischen Durchgehens und die von der Zelle erzeugten Gase.

Auf Modulebene untersucht die Prüfung die Ausbreitung zwischen Zellen und bewertet die Wärme- und Gasfreisetzung.

Auf Geräteebene erweitert sich der Fokus auf die Ausbreitung zwischen Modulen, die Wärme- und Gasfreisetzung sowie eine mögliche Deflagration oder Wiederentzündung.

Auf Installationsebene kann die Prüfung die Leistung von Brandschutzsystemen und die potenziellen Auswirkungen eines größeren Ereignisses bewerten.

Die anwendbare Prüfstrategie hängt vom ESS-Design, den Installationsbedingungen, den geltenden Vorschriften und den Projektanforderungen ab. Käufer sollten daher die geplante Installation mit dem Hersteller und relevanten Vorschriftenfachleuten besprechen, anstatt davon auszugehen, dass eine Prüfebene für jedes Projekt gilt.

Was ist mit der Kombination aus Batterie und Wechselrichter?

Moderne Solarspeichersysteme kombinieren häufig eine LiFePO4-Batterie mit einem Wechselrichter, der in der Lage ist, PV-Erzeugung, Batterieladung, Batterieentladung, Netzinteraktion und Backup-Lasten zu steuern.

Dies führt zu einem wichtigen Compliance-Problem: Batterie und Wechselrichter können nicht immer unabhängig voneinander bewertet werden.

UL Solutions betont ausdrücklich, wie wichtig die Kompatibilität zwischen Batteriespeicher, Wechselrichter, BMS und Schutzsystemen bei der Bildung eines ESS ist.

Daher sollte ein Käufer, der einen Hybrid-Batteriewechselrichter in Betracht zieht, Folgendes fragen:

• Ist die Batterie für den vorgesehenen Wechselrichter zugelassen?

• Ist die vollständige Konfiguration durch die geltende ESS-Bewertung abgedeckt?

• Sind die BMS-Kommunikations- und Schutzfunktionen kompatibel?

• Entspricht die Installation der bewerteten Konfiguration?

• Sind bei Bedarf relevante UL 9540A-Daten verfügbar?

• Sind die Anforderungen der örtlichen AHJ erfüllt?

Diese Fragen können wertvoller sein als der bloße Vergleich der Batteriekapazität oder der Wechselrichterleistung.

Wie Anern in die Beschaffung von US-Solarspeichern passt

Anern bietet ein breites Lithiumbatterie-Portfolio für Wohn-, Industrie-, Gewerbe- und Solarspeicheranwendungen. Das aktuelle Sortiment umfasst wandmontierte und rackmontierte LiFePO4-Batterien, Modelle mit 100Ah, 200Ah und 300Ah sowie kommerzielle Hochvolt-Speichersysteme.

Das Unternehmen gibt außerdem an, dass seine Lithiumbatteriesysteme BMS-Technologie integrieren und für Anwendungen wie private, industrielle und gewerbliche Solarsysteme konzipiert sind. Auf seiner Website nennt es CE-, RoHS-, UN38.3-, MSDS- und weitere Sicherheitsdokumentationen für seine Batterieprodukte.

Für US-amerikanische Käufer sollten diese Dokumente jedoch getrennt von den Anforderungen nach UL 9540 und UL 9540A betrachtet werden. Die allgemeinen Batteriezertifizierungen eines Anbieters belegen nicht automatisch die Konformität für eine vollständige US-ESS-Installation.

Der richtige Ansatz besteht darin, produktspezifische und systemspezifische Dokumentation für das geplante Projekt anzufordern.

Eine praktische Checkliste zur US-Konformität

Vor dem Kauf eines Lithiumbatterie-Energiespeichersystems für die Vereinigten Staaten sollten Käufer Folgendes bestätigen:

1. Produktidentität: Überprüfen Sie die genauen Modelle von Batterie, Wechselrichter, BMS und Gehäuse.

2. Systembewertung: Stellen Sie fest, ob das vollständige ESS über eine anwendbare UL-9540-Zertifizierung oder -Bewertung verfügt.

3. Brandprüfung: Prüfen Sie, ob UL-9540A-Testdaten verfügbar und auf die vorgeschlagene Konfiguration anwendbar sind.

4. Installationsbedingungen: Bestätigen Sie, dass Batteriekapazität, Gehäuse, Abstände, Standort und Schutzmaßnahmen mit dem bewerteten Design übereinstimmen.

5. Code-Anforderungen: Überprüfen Sie die geltenden NFPA-, NEC-, IFC-, IRC- und lokalen AHJ-Anforderungen.

6. Dokumentation: Fordern Sie aktuelle Zertifikate, Berichte, Handbücher, Installationsanleitungen und Informationen zur Systemkompatibilität an.

7. Projektspezifische Prüfung: Bei größeren kommerziellen Systemen koordinieren Sie sich mit dem EPC-Auftragnehmer, dem Brandschutzingenieur und der zuständigen Behörde, bevor die Ausrüstung finalisiert wird.

Fazit

Für US-amerikanische Lithiumbatterie-Energiespeicherprojekte beantworten UL 9540 und UL 9540A unterschiedliche, aber miteinander verbundene Sicherheitsfragen.

UL 9540 konzentriert sich auf das vollständige Energiespeichersystem und seine integrierte Sicherheit, während UL 9540A eine strukturierte Methode zur Bewertung der Brandausbreitung durch thermisches Durchgehen bietet. Keines sollte als Ersatz für das andere behandelt werden, wenn beide für ein Projekt relevant sind.

Für Käufer, die eine LiFePO4-Batterie für Solarsysteme oder kommerzielle BESS vergleichen, sollte die Konformität daher auf Systemebene bewertet werden – nicht einfach anhand der Spannung, der Ah-Nennleistung oder des Preises der Batterie.

Da sich die US-amerikanischen Energiespeichervorschriften weiterentwickeln, kann eine frühzeitige Überprüfung von UL 9540, UL 9540A, den geltenden Brandschutzvorschriften und den lokalen AHJ-Anforderungen das Risiko von Umplanungen verringern und dazu beitragen, einen klareren Weg von der Beschaffung bis zur Inbetriebnahme zu schaffen. Für Hersteller wie Anern bietet ein breites Portfolio an Batterien und Solarspeichern Flexibilität, doch US-Käufer sollten stets bestätigen, dass die für ihr Projekt vorgeschlagene spezifische Konfiguration die geltenden amerikanischen Anforderungen erfüllt.