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Solarbatterien - Auswahl, Dimensionierung, Planung

Solar-Batterien für unabhängige Stromversorgung ©

(Erstmals erstellt 1999, fortlaufend aktualisiert - letztmalig März 2018)

 

Kapitel-Übersicht:

Grundsätzliches

Strom-Kosten

Dimensionierung

Aufbau großer Batterie-Banken

Betrieb

Lebensdauer - Altbatterien

Batterie-Typen  (Blei-Säure, Blei-Gel, Blei-Vlies/AGM, Blei-Kristall, Salzwasser, Lithium-Ionen,...)

Eigenstrom-Zwischenspeicherung

Welche Batterie ist die Richtige?

Unsere Empfehlungen, bzw. Fragebogen

Batteriepfand/ Hinweise zur Batterie-Entsorgung (wir verlangen kein Pfand für Solarbatterien!)

 

Akku-Solar/ Bayern-Batterien/ Blei.-Kristall-Batterien/ EXIDE (GNB)/ Haze/ Hoppecke/ Moll/ Rolls/ Sonnenschein (GNB)/ Varta/ Victron Li-Fe/ Salzwasserbatterien/ Zubehör

Bei Insel-Solarstromanlagen geht nichts ohne eine Solarbatterie!

Egal ob im Wohnwagen, Wohnmobil, Gartenhütte, Wochenendhäusschen, Ferienhaus, Hotel, Boot, Segelboot, Schiff, Yacht, Bauwagen, Aussteller-Fahrzeug, Messestand, Mess-Einrichtungen, Außenbeleuchtung, Automaten, u.s.w. - überall findet man Solarbatterien. Eigentlich müssten Diese Akku, bzw. Akkumulator heißen - da ja wieder aufladbar.
Die Solar-Batterie versorgt den Solarladeregler mit dem notwendigen Betriebs-Strom und stellt dem Wechselrichter die notwendige Kraft zur Verfügung. Für dunkle Zeiten (nachts oder Schlechtwetter-Tage) puffert sie die Energie. Auch wenn man auf den sauberen und unschlagbar günstigsten Strom aus einem Solarmodul verzichten will und stattdessen mit Netz-Ladegerät, Lichtmaschine oder Notstromer lädt, wählt man für o.g. Anwendungen am besten eine Solar-Batterie. Ihr ist egal woher der Strom kommt - solange er in Spannung und Stärke zur Batterie passt... 

Als wir 1986 unseren ersten Campingbus für autarkes Campieren ausstatteten, mussten wir feststellen, dass die Campingzubehör-Anbieter viel unsinniges Zeug erzählten - das auch 30 Jahre später immer noch gerne in Foren weiter verbreitet wird. 1997 bauten wir unseren Vertrieb, u.a. für Solarbatterien auf und auch der zuständige Großhandel konnte, damals bis heute, nicht gerade Beratungs-Kompetenz vorweisen. Daher stiegen wir selbst tiefer in die Materie ein, informierten uns auch auf internationaler Ebene, probierten aus und bezahlten auch viel Lehrgeld. Heute profitieren unsere Kunden davon und deren gemachte Erfahrungen und unsere Eigenen, bilden das verlässliche Fundament für nachfolgende Infos.

Für den Dauerbetrieb von kleinen oder auch großen Verbrauchern und Ladung mit kleinen Strömen sind normale Auto-Starterbatterien nicht geeignet. 

Diese sollen nur gelegentlich kurzzeitig hohe Ströme liefern und werden danach von der Lichtmaschine sofort wieder geladen. Sie haben daher recht dünne Bleiplatten (um 1 mm). Sogenannte Solarbatterien mit verstärkten Gitterplatten (um 3 mm) sehen zwar genauso aus, sind aber darauf ausgelegt, dauerhaft kleine und auch große Ströme zu liefern und vertragen gelegentlich auch eine tiefere Entladung - ohne Schäden zu nehmen. Sie speichern die geladene Energie ohne größere Verluste (bei Startern können diese bei 20% im Monat liegen). Am ungeeignetsten sind alte Gabelstapler-Batterien, die im Normalgebrauch täglich fast leer gefahren werden. Setzt man diese, evtl. billig beschafften, Typen in seiner Solarstromanlage ein, torpediert man häufig sein gesamtes System, denn die Selbstentladung über Nacht oder mehrere Tage ist extrem und der Ladefaktor ungünstig!

Wer glaubt, keine Solarstrom-Module zu benötigen, weil er in seinem WoMo oder Boot ja eine gute Lichtmaschine hat, der täuscht sich. Je stärker die Batterien entladen sind, desto schwerer "drückt" der Dynamo auf den Motor und somit nimmt der Spritverbrauch stark zu. Fährt man dann mit Licht oder hat weitere Verbraucher, wie Gebläse, CD-Wechsler, Klimaanlage, Scheiben-Heizung an, kann keine Ladung stattfinden. Mit der Zeit wird die Batterie immer mehr geschädigt. Weiterhin geht eine Lichtmaschine meist nicht auf die Bedürfnisse einer Batterie ein, d.h. sie lädt zu stark oder eher zu schwach (also nur bis 13,8 V, o.ä.). Je nach Regler, lädt ein Solarmodul dagegen sogar bis ca. 15 V! Ein Solarmodul kann eine Anschaffung für das ganze Leben sein, 30 Jahre und länger arbeiten und überlebt in dieser Zeit viele Bord-Batterien - die, je nach Typ und Behandlung aber auch 10 Jahre halten können. Billige Autobatterien werden dagegen in dieser Anwendung häufig jährlich gewechselt oder sind unzuverlässig.

Auch wer auf eine Solarstromanlage verzichtet und mit einem (umweltbelastenden) Diesel- oder Benzingenerator sein Haus versorgt, kommt um eine Batteriebank eigentlich nicht herum. Da der Generator in der Regel nur auf einer Stufe läuft und somit in den meisten Situationen viel Energie verschwendet, kann durch das gleichzeitige Laden einer Batteriebank, der Generator zu Schwachlast-Zeiten aus bleiben! Wer das macht, wird dann auch bald erkennen, dass Solarmodule heute viel günstiger den Strom erzeugen, als so eine stinkende Kiste (5 - 10 Cents/kWh gegenüber 50 bis 100...).

Seit Jahren steigen Batterie-Preise (wegen Blei-MTZ), während die sonstigen Komponenten (vor allem Solarmodule) immer günstiger werden (heute schon bis zu 90%)!
Dennoch sollte man nicht immer nur nach dem billigsten Preis schauen oder die Batterie zu klein kaufen - das rächt sich bald! Die meist überteuerten Import-Billigbatterien halten oft nur kurze Zeit. Eine ständig tiefentladene Batterie erlebt nicht mal ihre halbe Gebrauchsdauer. Das ist dann weder ökonomisch, noch ökologisch! Nimmt man eine billige Starterbatterie für 100 Euro und muss diese häufig erneuern, zahlt man für die entnommene kWh oder einen Zyklus (Ladung und Entladung) mehr und belastet die Umwelt stärker, als wenn gleich eine richtige Solarbatterie, die je nach Bauart, bis zu 20 Jahre halten kann, gekauft wird! Leider kommen heute auch die erhbelichen Frachtkosten dazu, weshalb manche teure verschlossene Batterie unterm Streich günstiger kommen kann, als eine offene Blei-Säure-Type.

Am Anfang teurer, kommt auf Dauer günstiger!

Auch wenn höhere Anschaffungspreise meist abschrecken - der Strom aus einer langlebigen, großen, hochwertigen Batteriebank ist günstiger, als das Discounter-Startermodell für unter 100 Euro. Je nach Art, Größe und Nutzungsdauer einer Batterie liegt der Preis für eine Kilowattstunde Batteriestrom zwischen ca. 166 Euro (Wegwerf-Mignon-Batterie) und ca. 10 Cents (OpzS-Typen)!
Beispiel: 2000 mAh/ 1,5 V für 0,50 Euro oder 4880Ah/2 V mit 15.000 Zyklen bei 10% Entladung für 1.000 Euro). Dazwischen liegen irgendwo all die anderen Möglichkeiten - von der billigen Starterbatterie für eine Saison, über die mehrjährige Freizeit-Batterie, bis zur neumodischen Lithium-Ionen-Batterie. Diese werden zwar immer günstiger und sind im Verhältnis leichter. Ihre angepriesene Haltbarkeit müssen sie aber erst einmal unter Beweis stellen. Erfahrungen von Laptops, Handys und Pedelecs sprechen eine andere Sprache. Hohe Kosten für Anschaffung und spezielle Ladegeräte bleiben... 

Richtige Dimensionierung

Viele Batterien in Insel-Anlagen sind viel zu klein dimensioniert und bringen daher oftmals nicht die gewünschte Tages-Kapzität oder halten nicht lange. Dies liegt nicht nur am völlig unterschätzten, nicht genau berechneten, Energiebedarf, sondern auch an den nicht ganz richtigen Berechnungs-Methoden. Selbst viele Batterie-Verkäufer oder angebliche "Solar-Firmen" beachten sie nicht oder wollen mit ihren errechneten, kleineren Lösungen günstiger als die Konkurrenz sein. Früher oder später erkennt der Nutzer dann aber die Unterdeckung und muss nachrüsten oder ersetzen... 
Absolutes Minimum für die Größen-Bestimmung einer einfachen, normal genutzten, C100-Type ist es, den Tagesbedarf mit 4 zu multiplizieren, wie nachstehend erläutert. Richtige, langlebige und zuverlässige Dimensionierung sieht völlig anders aus und wird weiter unten dargestellt.

Entlade-Zeiten (C1 - C100)
Eine Akku-Kapazität wird in Amperestunden (meistens C100 oder K100) angegeben.
D.h., dass z.B. eine 100 Ah Batterie mit 12 V innerhalb von 100 Stunden theoretisch eine Gesamt-Energiemenge von 1200 Wattstunden (1,2 kWh) abgeben kann - also beständig einen Strom von 1 A. Da jedoch eine Batterie niemals(!) tiefer als 50% entladen werden sollte, ist die tatsächlich verfügbare Menge entsprechend geringer. Hält man sich an die Vorgabe der Entladezeit, dürfte man dann nur also nur etwa 288 Wh am Tag entnehmen. Wer mehr oder schneller Strom entnehmen will, braucht entsprechend größere Batterie-Kapazität oder muss sie zwischendurch mit Solar- oder Windenergie nachladen! 

Wer immer wieder in kurzen Zeiträumen eine hohe Energiemenge benötigt, (z.B. Solarmobil), muss dies auch bei der Kapazitäts-Angabe (Stromentnahme-Zeit) berücksichtigen und eher nach Typen mit C1 oder C5 schauen. Durch diese unterschiedlichen Entladezeiten, bzw. Entladeströme kann die tatsächlich entnehmbare Kapazität einer normal gelagerten Batterie zwischen 110% und nur 60% liegen (Peukert-Effekt). In unserer Preisliste sind alle Modelle auf C 100 (ca. 4 Tage), zum besseren Vergleich, umgerechnet. In typischen Anwendungen ist die Entladezeit aber oft kürzer = weniger verfügbare Kapazität. Weiteren Einfluss darauf nimmt auch die Temperatur (optimal 20°C). Wenn die Kapazität auf einem Akku mit K5, K10 oder K20 angegeben ist, muss man diesen Wert mit ca. 1,4, 1,2 oder 1,1 multiplizieren, um den K100-Wert zu ermitteln. Je nach Typ kann dieser Faktor ein wenig abweichen.
Um mit besseren Werten dazustehen, gibt es nun einige Anbieter, die sinnfreier Weise gar einen K 120-Wert angeben.
Das würde einer Entladezeit von 5 Tagen entsprechen - völlig abweichend von typischen Anwendungen. Also aufpassen beim Vergleichen!

 

Ermitteln der mindest benötigten Batteriekapazität

Autonomie-Tage
Normalerweise sollte der tägliche Strombedarf auch Solar erzeugt, bzw. sonst wieder eingeladen werden. Um eine Schlechtwetter-Periode, einen erhöhten Bedarf oder eine "lange“ Nacht zu überbrücken, sollte der Akku ausreichend gewählt werden. Hierzu wird der Tagesstrombedarf je nach Bedarf mindestens verdoppelt und durch die Spannung (meist 12 V) geteilt. 
Wer notfalls mit seinem WoMo (batterieladend) zum Campingplatz weiterfahren kann, muss nicht so viele Autonomie-Tage einkalkulieren, wie jemand der ganzjährig in einem autarken Haus wohnt - ohne weitere Nachlademöglichkeit!
1 Tag ist in aller Regel, vor allem bei Nutzung außerhalb des Sommers, sicherlich zu wenig, 5 Tage oder gar eine ganze Woche zuviel (teuer). Wer es sich aber erlauben kann und will, kann das machen, solange der Ladestrom hoch genug ist, damit die leeren Batterien auch wieder schnell voll werden. Wir empfehlen aber das 80/20-Prinzip.

Entlade-Tiefe
Um eine schädliche Tiefentladung (je nach Batterietyp unterschiedlich) zu vermeiden, sollte diese festgestellte Ah-Kapazität nochmals durch die maximal zulässige oder gewünschte, prozentuale Entladetiefe geteilt werden. Die meisten Hersteller geben für Ihre Angaben Entladetiefen von nur 20 - 30% an, um ein langes Batterieleben zu sichern. Auch wir halten dies für sinnvoll. Je geringer die Entladung, desto besser! 
Aufpassen sollte man bei der Angabe dieser Entladetiefe. 
Je nach Anbieter wird diese Zahl anders ausgedrückt. In der Regel sprechen wir von der entnommenen Menge, also bei angegebenen 30% Entlade-Tiefe, dass die Batterie noch zu 70% gefüllt ist. Andere meinen damit aber, dass die Batterie bis auf 30% entladen ist, also 70% entnommen wurde, was häufig auch technisch meist gar nicht möglich ist, weil die Spannung dann schon zu weit abgesunken wäre. Dies sorgt für Missverständnisse beim Vergleich und bei Anwendern, die sich wundern, dass ihre immer wieder zu tief entladene Batterie ganz schnell nicht mehr will...
Wenn man nur über einen kurzen Zeitraum eine Batterie nutzen will, kann natürlich mit 50% kalkuliert werden. Wer aber bei normalen Typen von 5,7 oder gar 10 Jahren träumt, sollte die obigen Empfehlungen berücksichtigen. Dafür wird dann die Kapazität durch diese Prozentzahl geteilt und nicht nur multipliziert! Hierbei werden die meisten Fehler gemacht - auch von manchen Anbietern! 

Berechnungs-Beispiele für Blei-Batterien:

Falscher Ansatz:
Strombedarf : Spannung  : Entladetiefe = Akkugröße 
 431 Watt h   :   12 Volt     :      50 %        =   72 Ah 

Etwas besser:
Strombedarf : Spannung  X 4 (100h)  =  Akkugröße 
 431 Watt h   :   12 Volt     :       4        =    140 Ah 

Ganz gut gerechnet:

Strombedarf  X Autonomietage : Spannung : Entladetiefe = Akkugröße 
 431 Watt h   X    2Tage            :  12 Volt     :      35 %        =   205 Ah 

Optimal dimenisonieren:

System-Verluste berücksichtigen!
Bei jeder Energie-Lagerung, Entladung und auch Wandlung kommt es zu Verlusten. Je nach Art, Qualität der Komponenten und Temperaturen können diese im System bis zu 25% betragen! Daher sollte man Diese, in wichtigen Anwendungen, auch berücksichtigen. 
Der Lade-Faktor dagegen, der ebenfalls 0,95 bis 0,75 betragen kann, wirkt sich eher auf die notwendige Solargenerator-Leistung, bzw. die System-Effektivität aus - wird aber auch häufig nicht berücksichtigt...

Entladezeit (Peukert-Effekt)
Dieses Phänomen wird in den allermeisten Berechnungen unterschlagen. Wer aber seinen ermittelten Energiebedarf in einer kürzeren Entladezeit (oft nur 1 - 10 Stunden) entnehmen will, muss nochmals sein Kapazitäts-Ergebnis nach oben korrigieren. Denn die normale Formel geht von einer Entlade-Zeit über 100 Stunden aus. Durch die schnellere Entladung mit höheren Strömen geht die Batterie-Kapazität soweit zurück, dass man nochmals bis zu 40% (abhängig auch von Temperatur, Alter, Aufbauart) aufschlagen sollte. 

Grundsätzlich gilt auch  bei der Diemsnionerung das 80/20-, bzw. Pareto-Prinzip!  
Siehe auch Speicher wirtschaftlich dimensionieren.
Seit die Solarmodul-Preise so extrem gesunken sind (um bis zu 90%), kann man daher meist ruhig ein "wenig drauflegen" - manchmal zu Gunsten einer Batterie-Verkleinerung, denn diese werden eher teurer (wegen Rohstoff Blei). Kommt es aber auch auf Winter-Nutzung oder zuverlässigen Betrieb an, nutzt auch der größte Solar-Generator nichts - denn auch 1000 x Null bleibt Null! Somit müssen dunkle Zeiten durch eine entsprechend große Batterie abgedeckt werden oder durch einen anderen Generator (Wind, Wasser, Benzin) überbrückt werden.
Hat man sich für 3 und mehr Tage Autonomie-Sicherheit im Winter entschieden, muss dies auch bei der Generator-Größe Berücksichtigung finden, damit diese große Batterie auch wieder rechtzeitig voll geladen wird... 

Hat man besondere Blei-Batterie-Typen, bzw. andere Techniken, wie Lithium, kann man teilweise kleiner dimensionieren, weil Diese stärker entladen werden dürfen. Zaubern können sie aber auch nicht. Nur was an Energie drin steckt und wieder eingeladen wird, kann auch entladen werden!.


Aufbau großer Akku-Banken

Eine "Große" ist dabei grundsätzlich besser, günstiger und umweltfreundlicher als viele "Kleine". Geht es aber aus Platz-, Kapazitäts- oder gar Gewichtsgründen nicht anders, sollte man einiges beachten:

Eine Parallel-Verschaltung (also mehrere Batterien nebeneinander zu 12 V-Spannung = Plus mit Plus und Minus mit Minus) ist dabei "ungesünder", als eine Reihenschaltung (also 2 x 6V Batterien hintereinander zu 12, bzw. 2 x 12 zu 24 V = Plus mit Minus verbinden), da durch Ausgleichsströme eine evtl. "schlechtere" Batterie, auf Dauer, die Gute "ansteckt", weil sie von der Anderen immer wieder nachgeladen wird. 

Doch hier gehen die Meinungen und auch Entscheidungen auseinander, denn selbst bei einer defekten Batterie bliebe eine parallel geschaltete Batteriebank (noch) bedingt nutzbar, während bei Reihenschaltung, durch den Defekt einer Zelle, die Spannung meist sofort zu weit absinkt, um einen Betrieb zu ermöglichen (z.B. 12 V = 6 x 2 V. Ausfall einer Zelle = 10 V). 

In Internet-Foren kann man gar lesen, dass es so etwas wie Ausgleichströme gar nicht gäbe. Wie eine Batterie dann beladen werden kann oder gar ein Auto dem anderen Starthilfe geben kann, bleibt das Geheimnis dieser Leute...

Bei großen Kapazitäten ist eine Kombination, also Reihen/Parallel-Schaltung oft unumgänglich. 
Hier werden dann z.B. jeweils 2 Batterien über +, bzw. die anderen über - verbunden und diese beiden Gruppen über + mit -. Wo eine größere Kapazität erforderlich ist, aber  auch keine 2V-Typen verwendet werden sollen (mobile Anwendungen), empfehlen sich die 6 V-Typen. Mit z.B. 4 Stück in Reihe kann man dann hohe 24 V-Werte realisieren. Für 48 V wären es dann 8 Stück in Reihe. Gerne nehmen wir dabei z.B.
Sonnenschein Dryfit Block.

Große Batteriebanken sollten natürlich auch nur mit großen Spannungen realisiert werden. Neben den vielen Vorteilen bzgl. Kosten und Effektivität der Wechselrichter und Solarladeregler, gilt hier vor allem der geringere Strom, der bei 24 oder 48 V ja nur noch halb oder gar ein Viertel so groß ist, gegenüber dem, zwar beliebten aber nicht so ganz sinnigen, 12 V-System. Wie beim Peukert-Effekt beschrieben, sorgt dies dafür, dass die Batterie schneller entleert wird, als an tatsächlicher Energie genutzt wurde.

Nur gleiche Typen miteinander verschalten!

Wenn Batterien DIREKT parallel oder seriell miteinander verbunden werden, sollten diese möglichst identisch sein (gleicher Typ, gleiche Größe, gleiches Alter). Dies bezieht sich nicht auf Fahrzeuge, bei denen unterschiedliche Stromkreise (Boardnetz und Starter) mit unterschiedlichen Batterien betrieben werden. Diese Batterien sind nur zeitweise (während der Ladung) miteinander verbunden und werden bei Entladung getrennt. 

Kein Platz für eine größere Batterie?
Dies hören wir immer als Begründung für unsägliche Parallel-Schaltungen mit 3 oder noch mehr kleinen, manchmal gar unterschiedlichen, Batterien, die sich in einem WoMo unter den Sitzen befinden oder ähnliches. Daher empfehlen wir immer, auch bei vorhandenen Fahrzeugen oder Gegebenheiten, den Aufbauort der Batterie neu zu überdenken. Häufig findet sich ein Platz für eine größere Type, die dann insgesamt günstiger ausfällt. Dafür wandert dann irgend ein Einbauteil an den bisherigen Batterieplatz. Wir selbst haben das schon dreimal in einem eigenen Bus gemacht und aus 1 oder 2 kleinen 80 ern, dann Platz für eine 240 er geschaffen. Heute kann man das aber u.U. auch ein bisschen durch die erheblich günstiger gewordenen Solarmodule ausgleichen. Das ist aber kein Grund nach Billig-Schrott zu schauen... Positiver Nebeneffekt: sind die Batterien nicht mehr unter einem Sitz versteckt, kann man sie auch besser "Warten" - die Grund-Voraussetzung für ein langes Batterie-Leben!



 

Betrieb Ladung/ Entladung

Eine neue (flüssige) Batterie wird vor der ersten Nutzung mit Schwefelsäure bis zur Markierung gefüllt
(bei vielen Typen bereits im Werk vorgenommen) und dann nach Vorgabe geladen. Verliert sie später aufgrund von Gasungsladung und hohen Temperaturen Flüssigkeit, so wird dann nur noch mit destilliertem Wasser bis zur (hoffentlich) erkennbaren Markierung aufgefüllt. Auf alle Fälle sollten die Gitterzellen immer überdeckt sein und die Kammern nicht überlaufen. Je nach Nutzung sollte man diese Kontrolle 1 - 3 x im Jahr vornehmen.

Geladen werden Solarbatterien (je nach Typ, Säure-Dichte, bzw. Hersteller-Vorgaben) auf ca. 14,2 V Spannung.
Nach einer sehr tiefen Entladung ist bei einigen offenen Typen eine Gasungsladung bis zu 15 V möglich und vorteilhaft. Verschlossene Gelbatterien dürfen eigentlich nicht über 14,4 V geladen werden (Herstellerangaben beachten)! Mit besseren, programmierbaren Reglern kann man aber u.U. kurzzeitige Gasungs-Ladungen einstellen - für eine "Durchmischung". Nach 12 Stunden Wartezeit ohne Ladung oder Entladung kann die Leerlauf- bzw. Ruhespannung an der Anzeige, bzw. mit einem Voltmeter, festgestellt werden. Diese Meßmethode ist jedoch relativ ungenau und nur bei kleinen Anlagen als Anhaltspunkt empfehlenswert. Von einer "vollen" Batterie sprechen wir bei einem angezeigten Zustand von ca. 12,7  bis 12,9 V (je nach Typ, bzw. verwendeter Säuredichte). "Leer" ist sie unter 11,98 V. "Halbvoll" bei ca. 12,40 V. Nach einer starken Ladung können über 14 V und nach einer starken Entladung unter 11 V kurzzeitig angezeigt werden. Das entspricht aber nicht dem tatsächlichen Ladezustand. 

Genauer ist die Messung der Säuredichte mittels Säureheber bei flüssigen Batterien. 
Bei ca. 1,28 g/ qcm ist sie "voll", bei 1,21 g/ qcm "halbvoll" und bei 1,14 g/ qcm "leer". Andere Hersteller verwenden Säure mit geringerer Dichte (1,22 kg/l), die für eine längere Lebensdauer sorgen kann. Vor der Messung sollte der Akku aber durchgeschüttelt werden. 

Es gibt auch hochwertige Anzeigen, die mittels Meßshunt genaue Ladezustands-angaben machen können.
Die Preise hierfür beginnen jedoch bei über 100 Euro. Gute Solar-Laderegler oder Netz-Ladegeräte gehen auf die Batterieart und den Batterie-Zustand ein und man muss sich um nichts kümmern. 

Beachten muss man dabei, dass normalerweise eine Batterie erst einmal "eingezyklet" werden sollte,
also erst ein paar mal geladen/ entladen wird, bis sie ihre vollständige Kapazität erreicht. Während mobil eingesetzte Batterien beim Fahren meist gut durchmischt werden, setzt bei ortsfesten Typen mit der Zeit u.U. eine ungesunde Schichtung der Säure ein. Daher sollten diese alle paar Monate möglichst manuell durchgeschüttelt werden. 

Nach einer Tiefentladung sollte eine Batterie immer schnellstmöglich voll geladen werden.
Aufgrund des angestiegenen Innenwiderstandes, ist die Ladestromaufnahme anfangs nur gering, weshalb der ganze Ladeprozess länger als sonst dauert. Passiert die Tiefentladung häufiger oder wird nicht sofort nachgeladen (lange Ruhezeiten), kann sich Sulfat an den Gitterplatten bilden. Dadurch erhöht sich der Widerstand immer mehr und irgendwann nimmt die Batterie keine Ladung mehr an. Ein Ladegerät zeigt dann zwar das Ladeende (voll) an, aber schon nach kurzer Zeit unter Last bricht die Batterie wieder zusammen. 

Ausreichend Ladestrom?
Egal ob mit Solar-Strom oder "Egal-Strom" - der Solarladeregler oder das Netz-Ladegerät sollten zur Batterie passen, in der Ladefunktion auf deren Bauart eingehen und nicht gerade China-Ware vom Baumarkt sein. Die superbilligen Angebote mögen verlocken, doch die Batterien werden in der Regel es bald büßen... 

Der Solarladeregler wird in der Regel passend zum max. Ladestrom der Module und zum max. Entladestrom der angeschlossenen DC-Verbraucher ausgewählt. Das Netz-Ladegerät sollte mind. 10% der Akku-Kapazität als Ladestrom bringen (also 180 Ah-Akku = mind. 18 A Ladestrom) - außer man hat viel Zeit und immer nur geringe Entladungsraten. Wird nur mit Solarstrom geladen, sollte die Modulleistung auch ungefähr zur Kapazität passen. Immer viel zu hohe Ströme wären dabei theoretisch genauso ungesund, wie immer nur Geringe. Ein guter Regler steuert das aber zuverlässig.

Bessere Ladegeräte oder Solarladeregler haben zwar ihren Preis, schaffen aber nicht nur mehr Ladung, sondern sorgen auch für ein langes Batterie-Leben. Immerhin ist der Akku in heutigen, kleinen Inselanlagen meist die teuerste Komponente. Ob die dann 3, 5, 7 oder gar 10 Jahre hält, bzw. manchmal nur ein Jahr, macht einen erheblichen Kostenunterschied. Was anfangs "Billig", kommt später "teuer". 



Lebensdauer

Die Nutzungs-Dauer einer Batterie ist von vielen Faktoren abhängig:
neben der richtigen Größe und gewählten Type kommt es natürlich auch auf die Nutzung, bzw. Pflege (Laden/ Entladen/ Lagerung/ Wartung/ Umgebung) an. Als typischer Abnutzungs-Gegenstand gelten hier daher auch nicht die normale Gewährleistung oder Hersteller-Garantien (mit Ausnahmen). Je nach Modell und Nutzung hält eine "normale" flüssige, bzw. offene Solar-Batterie 1 - 5 Jahre. Im Gebrauchs-Durchschnitt (Wohnmobil, o.ä.) ist oft nach 3 Jahren Schluss. Vlies, bzw. AGM-Typen liegen oft darüber. Es gibt aber auch viele Billig-Importe, die die Versprechungen nicht erfüllen. Gute, echte Gel-Typen erreichen bei richtiger Behandlung dagegen ein erheblich höheres Alter (unsere eigene Gel-Bank von Sonnenschein ist nun im 13. Jahr!). Ortsfeste, offene Typen (mit Panzerplatten) können, je nach Marke, durchaus 10 - 25 Jahre halten. 

Die nachfolgende Zahlen weichen bei den einzelnen Modellen und Qualitäten stark ab (!), sind aber als Anhaltswert für die Leistungs-Verhältnisse hilfreich:

Batterie-Typen Säure  Vlies/AGM  Gel  Kristall  Gel-Panzerplatten   Säure-Panzerplatten
Durchschnittliche     500       700        800     2000                3000                     3500
Zyklenzahl
Nutzungsdauer o.   1 - 5      1 - 7    2 - 10    3 - 15              4 - 15                     4 - 18
Zyklus in Jahren

Je nach Hersteller wird dies auch ein wenig anders dargestellt - weil unterschiedliche Fertigung und Qualität:


Je tiefer die Entladung, desto geringer ist die mögliche Zyklenzahl (volle Ladung - Entladung). 
Bei den Hersteller-Angaben muss man daher die Entladetiefe genau beachten. Wir bevorzugen eine Dimensionierung, die im Normalbetrieb eine Entladung von nur 20% vorsieht. Daher nehmen wir die Batterie lieber einige Nummern größer. Bei einem kleinen PV-Generator oder Ladegerät darf der Akku aber auch nicht zu groß sein (also z.B. 30 Wp mit 2,5 A für 140 Ah-Batterie wäre eher unsinnig...), weil zu geringe Ladeströme das Aggregat nicht "voll" bekommen - darunter leidet ebenfalls die Lebensdauer. 

Manche Type, die bei geringsten Entladeströmen viele tausend Zyklen und Ewigkeiten hält, kann bei Stark-Entladungen schneller einbrechen und Andere, die für Tiefentladungen hergestellt werden, halten auch bei sparsamster Anwendung nicht viel länger. Mittlerweile wird oft nach IEC 896 verglichen. Hier sind Zyklenzahlen zwischen ca. 100 und 2.000 möglich. In der realistischen Anwendung können es aber eben dann auch nur 50 bis 15.000 sein! Da Viele nicht so genau hinschauen, geben Hersteller von Freizeit-Batterien oft keine genauen Zahlen an, weil die Nutzer auch nicht genau vorgehen...

Einfluss auf die Lebensdauer kann auch die Säuredichte nehmen. 
Je nach Anbieter liegt diese bei 1,22 bis 1,29 kg/ l. Grundsätzlich sagt man, dass die geringere Dichte für ein längeres Leben sorgt. Daher bestehen manche Kunden auf leere Batterien und füllen ein eigenes Gemisch ein.

Batterien halten ewig?
Wir haben immer wieder mal WoMo-Kunden, die behaupten, ihre normalen Solar-Flüssig-Batterien hätten bis zu 9 Jahre gehalten. Wir denken eher, dass dort regelmäßig nachgeladen und nur wenig entnommen wurde. Wird vorrangig tagsüber (während der Solarladung) Energie entnommen, bleibt auch eine halb-defekte Batterie "verwendbar", denn die Solarmodule bauen die Spannung auf und liefern Energie nach. Erst nach Dunkelheit bricht der Akku unter Last zusammen. Evtl. wurde auch regelmäßig per Netz oder Motor nachgeladen. Somit merken vor allem WoMo-Besitzer oft gar nicht, dass ihre Batterie die Energie gar nicht mehr hält. 

Man kann sich das vorstellen wie einen löcherigen Wasser-Eimer. So lange der unterm Hahn steht und mehr Wasser nachfliest, als raus läuft, hält er seinen Stand. Kommt weniger nach, ist er bald leer...

Unsere eigenen Typen im WoMo oder dem Solarmobil haben früher auch meist nur ca. 3 Jahre "gehalten", unsere Batteriebank auf Sardinien (230 Ah Dryift Solar 48 V) hat aber nun schon 14 Jahre auf dem Buckel - und ist jetzt für Notstrom-Anwendungen in Deutschland weiterhin im Einsatz. Selbstverständlich haben wir an der Zweigstelle wieder eine Sonnenschein Dryfit - jetzt aber Solar Block 330/48 V - denn unsere Ansprüche sind gestiegen.

Die "Nutzungsdauer" gibt nicht unbedingt den Zeitpunkt an, wann eine Batterie völlig defekt (also nutzlos ist), sondern wann das Verhältnis von aufgenommer (geladener) Energie zu Abgegebener zu ungünstig wird. Fällt der Ladefaktor unter 0,75 ist es eigentlich soweit, denn man muss ja immer sehr viel mehr Energie hinein stecken, als man wieder heraus holen kann. 

Sorgen Sie für Wohlfühl-Temperaturen!
Die Selbstentladung von Solarbatterien beträgt je nach Typ und Temperatur ca. 1 - 10% im Monat, der zulässige Temperaturbereich für geladene Batterien liegt bei ca. -20° bis + 45°C! Am wohlsten fühlt sich ein Akku bei niedriger Zimmertemperatur. Friert er, nimmt die Kapazität ab, wird es ihm zu warm, kommt es u.U. zu Flüssigkeitsverlusten und nachhaltigen Schäden. D.h. für die Lagerung, bzw. für ein langes Batterieleben sind niedrige Temperaturen am besten, für eine momentane hohe Entnahme-Kapazität und Strom-Leistung sind hohe Temperaturen am besten. Daher steht ein Solarmobil z.B. am besten in der kühlen Garage und fährt im Winter mit einer Heizung. 20° C sind sicherlich für Nutzung und Lagerung ein guter Kompromiss. 

Keine Angst vor dem Winter!
Man kennt es vom Auto, wenn jedes Jahr Tausende nach dem ersten richtigen Frost Start-Probleme haben und vom fleissigen Verkäufer gleich eine Neue verkauft bekommen. Dabei ist es völlig natürlich, dass die "Start-Leistung" bei Kälte abnimmt. War die Batterie zuvor stark entladen, kann sie dann sogar auffrieren, weil sich ja Schwefelsäure und destilliertes Wasser voneinander getrennt haben. Einer vollgeladenen Batterie kann dagegen praktisch nichts passieren, denn sie ist bis unter -50°C! frostgeschützt. Sonst gäbe es ja auch keine Autos im hohen Norden. Die Unterschiede von Gel, AGM oder normalen Flüssig-Batterien sind hierbei gering. 


Alt-Batterien
weiterverwenden?

Je nach Einsatzbereich sind viele Batterien nach einer bestimmten Zeit zwar für die ursprünglich vorgesehene Nutzung nicht mehr geeignet, können aber in Systemen mit geringeren Bedürfnissen durchaus weiter ihren Dienst tun. Dies gilt z.B. für Drive-Typen in Solarmobilen, die nicht mehr eine so große Reichweite erreichen, aber problemlos noch Fahrzeuge starten können. In der Regel hat ein Akku seine offizielle Nutzbarkeit beendet, wenn er nur noch 75 % seiner ursprünglichen Kapazität erreicht.
Häufig hören wir von Kunden, dass sie große Mengen gebrauchter Batterien kostenlos bekommen können und sich damit dann große Haus-Speicher aufbauen. Klingt erst einmal toll.
Steht der Strom sowieso (z.B. in einer Inselanlage im Sommer) tagsüber an, ist das nicht unbedingt ein Verlust, kommt er dagegen aus dem Netz und musste erst mit Primär-Energie oder aus einem Notstromer hergestellt werden, ist das eine große, teure Verschwendung. 


Doch warum geben die Deutsche Bahn oder andere Konzerne ihre Akkus so einfach ab,

die dann manchmal auf Ebay wieder für 30 Euros (10% vom Neupreis) auftauchen?
Typische USV-Akkus werden praktisch fortwährend geladen und müssen nur im Notfall, für Sekunden, Minuten oder höchstens Stunden einspringen und eine Versorgung von Computern, Steuerungen oder Krankenhaus-Geräten aufrecht erhalten, dann beginnt wieder die Ladung. Sind sie nicht mehr zuverlässig (Vorgabe - meist 5 Jahre -überschritten), werden sie ausgetauscht. In einer Inselanlage sind sie dann meist das schwächste Glied in der Kette und verursachen bei Ladung, Lagerung und Entladung überdurchschnittlich hohe Verluste (schlechter Ladefaktor). Das macht dann den kostbaren Solarstrom unnötig teuer. Natürlich kann man das mal ausprobieren, vor allem in einer Freizeit-Anwendung bei der es nicht so drauf ankommt. Die meisten unserer Kunden melden sich aber bald und wollen dann "mal richtige, verlässliche Akkus" haben.

Im Rahmen eines Batteriebank-Austausches erhalten wir immer wieder mal, für untergeordnete Anwendungsbereiche, noch gebrauchsfähige Typen. Diese verschenken wir gerne an Selbstabholer.  Z. Zt. haben wir z.B. ...KEINE!................... 

Bitte hierzu jedoch keine telefonischen Anfragen, sondern nur Abhol-Anfragen per Email! 
 



Welche Batterie-Typen kommen in Frage?


Blei-Säure (offen) - Blei-Gel (verschlossen) - AGM - Blei-Kristall - Panzerplatten OpzS/V - Lithium - Salzwasser - Sonstiges

Es gab früher noch eine sehr große Zahl von Batterieherstellern, mit jeweils mehreren unterschiedlichen Modellen. Heute sind die meisten, wenn noch existent, in einem der großen Konzerne untergebracht. Die Einen produzieren dann immer noch unter gleichem Namen und Bedingungen, bei Anderen wird zwar noch die Marke und das Etikett benutzt, hergestellt wird es aber in Billig-Lohnländern. Entsprechend unterscheiden sich manche absolut bauartgleichen Typen nur im Namen, andere haben völlig verschiedene Eigenschaften, aber fast die identische Bezeichnung.

Z.B. sind die einstmals unterschiedlichen Hersteller Sonnenschein und Deta heute unter EXIDE, bzw. GNB zusammen gefasst. Es werden zwar immer noch die meisten Serien unter eigenen, geänderten Namen angeboten, drin steckt aber manchmal das Gleiche: z.B. bei Exide Gel (früher sportsline) und Deta Gel (früher Funline). .

Auch im Handel hat sich viel verändert. Einige Namen sind verschwunden, dafür ganz viele Neue aufgetaucht - hinter denen manchmal immer wieder der gleiche Anbieter steht. Wer pauschal nur nach Batterie-Shop goggelt wird dies kaum bemerken, schaut man ins Impressum wird es aber klar. Dabei fallen dann in der Regel NoName-Produkte auf, die manchmal 80% günstiger sein wollen, als die namhafte Konkurrenz. Wie das möglich sein soll, bzw. zu wessen Lasten so billig produziert werden kann, sollten sich Käufer dieser Wegwerf-Produkte einmal überlegen...

   

Welche Batterie die Beste ist, kann man pauschal nicht sagen. 
Dies ist abhängig vom Einsatzbereich. Je nach Bauart (Stärke der Gitter- oder Panzerplatten, Elektrodenmaterialien, Elektrolyten) gibt es unterschiedliche Leistungsmerkmale. Die einen Typen sind für gelegentliche Starkströme ausgelegt, andere können sehr tief entladen werden und wieder andere sind sehr lagerungsbeständig. Ein Allround-Modell, das alles kann, gibt es nicht, bzw. die Multimodelle sind sehr teuer! 

Der Preis kann eine Hilfe sein.
Eine 400 Euro-Type für 100 Ah muss zwar nicht besser sein, aber der 89-Euro-Billig-Import ist es garantiert nicht. Aber gerade bei den Spezial-Batterien gibt es unterschiedliche Kalkulationen, die es uns ermöglichen, auch sehr hochwertige Typen günstiger anzubieten, als Andere ihre Mittel-Klasse! Siehe z.B. Sonnenschein.

Unterschiede von Gel, (AGM-Vlies-) und flüssigen Blei-Batterien.
Entgegen der vielfachen Meinung sind Gel-, AGM-, bzw. Vlies- und flüssige Blei-Batterien grundsätzlich sehr ähnlich! In allen Typen befinden sich Bleizellen/ Platten die von Schwefelsäure umgeben sind. Während bei den normalen, offenen/flüssigen Typen, die flüssige Säure bei Vollladung gasen kann, wird dies bei den dicht verschlossenen VRLA-Typen unmöglich gemacht und der Elektrolyt ist in einem Gel aus Kieselsäure oder einem Vlies (AGM) gebunden - um nicht auslaufen zu können. Der chemische Ablauf in den Batterien bei Ladung/ Entladung ist somit ähnlich. Trotzdem haben alle unterschiedliche Ansprüche an die Ladung und dementsprechend ein anderes Leistungs-Niveau.

AGM-Typen sind wie Gelbatterien dicht verschlossen, oft aber "etwas "günstiger ausgeführt - so dass die tatsächliche Belastbarkeit, Lebensdauer, aber auch Wirkungsgrad, bzw. Ladefaktor meist geringer liegt. Manche AGM benötigen sogar eine höhere Ladeschlussspannung als Flüssig-Typen! Aussagen, dass diese Vlies-Batterien keine Frost-Probleme hätten, wegen fehlender Flüssigkeit sind falsch - so geworben wird aber teilweise! In hochwertigen Gel-Batterien ist oft mehr Elektrolyt gebunden und die Dichte fällt bei Tiefentladung nicht so stark ab. Die Wärmeableitung ist besser. Es kommt nicht zu einer Säureschichtung und auch nicht zu Kurzschlüssen. Die vielen billigen Import-Typen darf man dabei nicht mit dem Gel-Pionier (erfunden 1957 von Fa. Sonnenschein im nahegelegenen Büdingen) vergleichen. Vor einigen Jahren wurden einige AGM-Importe aus China auch vollmundig als "Gel" beworben. Mittlerweile haben die Anbieter reagiert und ihre Prospekte korrigiert, auch weil Viele AGM und Gel qualitativ pauschal gleichsetzen, was so nicht stimmt! Große Versprechungen, niedrige Größen, Gewichte und vor allem Preise sollten immer Skepsis walten lassen! Wenn wir langlebige AGM einsetzen sollen, wählen wir z.B. Hoppecke Sun Power.

Neben den Entwicklungen im Li-Ionen-Bereich hat es in den letzten Jahren aber auch bei den Blei-Batterien Weiterentwicklungen gegeben. Seit 2009 auf dem Markt und jetzt wohl ausgereift, sind sogenannte Blei-Kristall-Batterien. Wie bei den altbekannten Typen wird hier mit Blei gearbeitet - aber Hochreinem mit über 99% Anteil! Dadurch sind sie u.U. sogar noch ein wenig schwerer und somit vorrangig für ortsfeste Anwendungen geeignet. Aber die Möglichkeit diese Batterien lageunabhängig zu betreiben, macht sie auch für größere Fahrzeuge interessant.
Das spezielle "trockene" Elektrolyt vermeidet die sonst bekannten Problem von Blei-Batterien und sorgt somit für mehr nutzbare Kapazität, effektivere Ladung, längere Zeiten bei Lagerung und Betrieb = günstiger als bisherige Technik.

In Wasserfahrzeugen sollten aus Sicherheitsgründen nur verschlossene VRLA-Typen (Gel, Kristall oder AGM, bzw. Vlies, wie z.B. Sonnenschein Dryfit, Moll Dry oder Hoppecke AGM ) eingesetzt werden. Die Gefahr, dass bei Schräglage Säure ausläuft oder durch Kentern oder gar Untergang komplett ins Wasser gelangt, ist zu groß.

 

Für ortsfeste und lang- und ganzjährige Anwendungen empfehlen sich OPz-Typen geschlossen (S) oder verschlossen (V).
Hiermit können, meist aufbauend auf Zellen (2V) oder auch Blöcke (6 oder 12 V), kleine bis sehr große Batteriebanken in 12, 24 oder 48 V realisiert werden, die manchmal bis zu 20 Jahre zuverlässig ihren Dienst verrichten. Unterm Strich, bzw. am Ende der Nutzungszeit, ist diese "teure" Variante immer am günstigsten! In unseren größeren, dauerhaft genutzten Inselanlagen sind sie selbstverständlich. Mancher Kunde hat seine OpzS-Bank von uns schon seit über 16 Jahren...

Die, von anderen Anwendungsbereichen her, bekannten NiCd oder Metallhydrid-Akkus werden bei Inselanlagen kaum eingesetzt, da sie entweder den bekannten "Memory"-Effekt besitzen oder einfach zu teuer sind. In ferner Zukunft sollten Letztere öfters Anwendung finden, doch mittlerweile geht der Trend eher zu Li-Ionen-Akkus, wie sie schon verstärkt für Werkzeuge eingesetzt werden.

Wir selbst bevorzugen daher nach wie vor, hochwertige Blei-Gel-Technik (OpzV) oder flüssige Blei-Batterien (OpzS). Bezahlbarer Einstiegspreis, bewährte, sichere Lade-Technik, vollständiges Recycling und eine Lebensdauer von bis zu 20 Jahren, machen dies auch aktuell noch zur einzigen ökologischen und ökonomischen Lösung - zumal Platzanspruch und Gewicht im Keller eines Hauses nicht wirklich ein Argument sein können. In kleinen Systemen setzen wir dabei gerne auf Sonnenschein - auch bei uns in Himbach und an der sardischen Zweigstelle.

Die Li-Fe Akkus und Salzwasser-Batterien sind Innovationen auf dem Markt. 
Entwickelt für Elektrofahrzeuge können Lithium-Typen auch in Solarstromanlagen Verwendung finden, wenn nach hoher Qualität und maximaler Verfügbarkeit gefragt wird. Lithium-Eisen-Batterien sind um ein Vielfaches leichter als Gel-Batterien, bei gleicher Kapazität, bzw. sogar höherer Entladetiefe. Im normalen Außerdem ist ihr Platzbedarf bei weitem geringer. Dies sind nur einige der Vorteile des innovativen Batterie-Technologie. Zum Vergleich: Ein Gel-Akku mit einer Kapazität von 150 Amperestunden wiegt ca. 50 kg je nach Hersteller, während ein Lithium-Eisen-Akku nur auf 28 Kg kommt. Darüber hinaus ist die Anzahl der Zyklen eines Lithium-Eisen-Akku bis zu vier Mal höher als bei einer Lithium-Ionen-Batterie und bis zu sechs Mal höher als bei Gel-Batterien. Mehr als 2.000 Zyklen (100% DOD) sind möglich. Auch diese Typen benötigen spezielle Ladegeräte. Im 12V-Bereich noch selten anzutreffen, werden seit 2013 vermehrt sogenannte "Speicher" mit Regler und Wechselrichter in einem Gehäuse zur Solarstrom-Zwischenspeicherung oder Notstrom-Versorgung eingesetzt. Preislich bewegen wir uns aber in einem völlig anderen Segment und ob die vollmundigen Versprechungen bzgl. Lebensdauer/Zyklen/ Sicherheit eingehalten werden können, weiß man erst in vielen Jahren...

Die Salzwasser-Typen sind zwar nicht soviel leichter und kleiner, aber in der Zyklenfestigkeit, Tiefentladefähigkeit, Lebensdauer und Umweltverhalten den Blei-Typen weit überlegen. Für ortsfeste Anwendungen eine echte Alternative!

Hilfe bei der Batterie-Wahl

Formular zur Empfehlung einer Solarbatterie

Wichtig ist zunächst die Dimensionierung entsprechend der benötigten Energiemenge und Autarkie-Tage, unter Berücksichtigung der gewünschten Nutzungsdauer.

Dann kommt es darauf an, ob ortsfest, mobil oder gar Offroad, bzw. auf dem Wasser und welche Temperaturen normalerweise vorliegen.

Außerdem gibt es heute fast jede Bauart als Billig- oder Marken-Produkt, bzw. kurz- oder langlebiger. Wirklich "billig" bieten wir dabei generell nicht an!

Aus unserer 21 jährigen, professionellen Erfahrung resultiert unsere vorrangige Produkt-Auswahl:

für kurzzeitige, gelegentliche Anwendungen, bzw. wenn das Budget begrenzt ist, setzen wir normale, offene Blei-Säure-Batterien ein - z.B. von:
Akku-Solar oder Moll

Möchte man sich dabei nicht um Wartung kümmern, bei schaukeligen Anwendungen oder wenn die Batterien nicht belüftet aufgestellt werden können, werden verschlossene Vlies-, AGM- oder Gel-Typen bevorzugt - ebenfalls von Akku-Solar, Moll, Q-Batteries oder auch Exide und Varta.

Darf das Ganze etwas mehr kosten, bzw. hochwertiger sein, bzw. für längere Nutzungszeiten, nehmen wir lieber die AGM-Typen von Hoppecke oder Dryfit-Gel von Sonnenschein. Sogenannte Blei-Kristall-Batterien liegen ähnlich. Wenn wir sie günstig beziehen können, ist das auch eine Möglichkeit - meist aber teurer und

Aufbau Solar-Akku
 
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