Parallelschalten von gleichartigen Batterien

  • Hallo,


    ich habe für meine solare Inselanlage drei verschiedene Batterien, wovon ich jeweils zwei Paare über zwei Laderegler laden und entladen kann.


    1. 2 * 210 Ah nasse Bleisäurebatterien mit offenen Zellen. Die waren vor einem Jahr in einem ziemlich schlechten Zustand, aber ich habe sie mit verschiedenen Maßnahmen wieder topfit gemacht. Hatte sie eigentlich noch leicht überteuert gekauft (zusammen 200 EUR), aber habe dann nochmal Glück gehabt, denn neu kosteten sie das fünffache. Dieses Paar nehme ich bei starkem Sonnenschein. Der Leckstrom bei 13,8V ist immer gleichgeblieben, zusammen 1,5 A, was im Rahmen des üblichen liegt.


    2. 2 * 80 Ah Gelbatterien, die zwar nicht die volle Kapazität haben, aber noch dauergepulst werden. Die hängen über einen zweiten Laderegler am gleichen Solarstrang, können aber nicht zusammen geladen werden, weil sie einen höheren Innenwiderstand als die unter 1. haben. Muss ich halt getrennt laden. Dafür gibt es einen Schalter im Solarstrang. Dummerweise ist der zweite Laderegler auf 10 A begrenzt, so dass ich die nicht bei voller Sonnenstrahlung laden kann oder nur indirekt, indem ich überschüssigen Strom aus dem Wechselrichter entnehme, was natürlich erhebliche Verluste bedeutet, aber wenn die Sonne mal voll knallt, spielt das keine Rolle


    3. 1 * 24 Ah mit 1* 7 Ah gleicher Bauart und gleichen Alters, Bleisäure mit geschlossenen Zellen. Hier habe ich ein Paar ungleicher Kapazität, was aber wunderbar zusammen an einem Strang geladen werden kann, weil die unter 1. und 3. den gleichen Innenwiderstand haben und sich beide Typen die gleiche Spannung abgreifen. Die waren neu gekauft und haben fast null Selbstentladung. Ich schätze mal, dass ich bis jetzt nie mehr als 20% entnommen hatte. Die sind angegeben mit 14,9 V Normalladung vor Enthaltungsladung, was ich erstaunlich hoch finde und mit dem Laderegler gar nicht abbilden kann. Kommt man da mit 14,3 V nicht auch nach längerer Zeit zur Vollladung? Auch da gibt es abweichende Meinungen im Netz.


    Meine Frage ist nur, ob die zwei verschiedenen Kapazitäten der Nr. 3 problematisch sein können. Da gibt es im Netz verschiedene Meinungen. Die einen sagen, dass die Große die Kleine leersaugen würde oder umgekehrt. Die anderen sagen, das spielt überhaupt keine Rolle, weil nur ungleiche Spannungen zu Ausgleichsströmen führen. Nachdem ich jetzt beide fest mit Klemmsteckern verbunden habe und nicht mehr provisorisch mit Krokodilklemmen an abisolierten Kupferenden, scheint die Zusammenarbeit besser zu funktionieren. Sie sind relativ eindeutig voll zu kriegen mit extrem kleinen Leckströmen, was ein Indiz dafür ist, dass sie beide gleichzeitig voll werden. Die dritten kann ich gut bei Bewölkung einsetzen, weil dann die regelmäßige Vollladung sehr gut gewährleistet ist.


    Ich habe also drei Paare je für Sommer, Frühling und Herbst und Winter. Halte ich für sinnvoller als die Sommerbatterien im Winter nie richtig voll zu kriegen. Bei geringer Sonneneinstrahlung kann es sinnvoller sein, den geringen Strombedarf auch beim Batterievolumen anzupassen, anstatt die großen Zellen mit zu kleinen Strömen zu ermüden. Meine anfängliche Befürchtung, das Paar unter 1. könnte eine erhöhte Selbstentladung haben, hat sich nicht bewahrheitet. Die waren heute innerhalb von drei Stunden total voll. Ladung stand in einem günstigen Verhältnis zur vorherigen Entladung. Wenn man die Sonnenstrahlung immer 12 Stunden vorher wüsste, könnte man da noch einiges mehr an Effizienz bei herausholen, aber oft widersprechen sich die Wetterberichte mit ihren Wolkenfilmen.


    Oder was sagt der Fachmann dazu?

  • Hallo,


    man kann ohne weiteres verschieden große Bleiakkus parallel schalten, also theoretisch auch einen 1Ah-Akku mit einem 1.000Ah-Akku. Was praktisch natürlich keinen Sinn ergibt. Nur die Spannung muss dieselbe sein, also 12V-Akkus mit 12V-Akku parallel schalten.


    Und: Ja, es kann auch Probleme geben, wenn sich defekte Akkus in einem solchen Verbund befinden. Ich schreibe hier ausdrücklich defekte, weil man oft so Halbheiten zu lesen bekommt, man müsse bei Parallelschaltungen aufpassen, dass nicht der eine Akku den anderen entlädt usw., aber das bezieht sich letztlich immer auf Kombinationen zwischen intakten und defekten Akkus, wobei "defekt" bei Bleiakkus natürlich ein ziemlich weitreichender Begriff ist und die Grenzen zwischen intakt und defekt auch schon mal fließend sein können. Die oft zu lesende Meinung, man dürfe keine Bleiakkus mit flüssigem Elektrolyten mit Gel- oder AGM-Akkus zusammenschalten, halte ich aber für Unfug. Diese Akkutypen ähneln sich elektrisch so sehr, dass es schwierig ist, rein messtechnisch zu ermitteln, um welche Art es sich handelt. Und wenn das schon schwierig ist, dann wird wohl auch kaum mit Problemen bei der Zusammenschaltung zu rechnen sein. Ich gebe aber zu, dass es meinem ästhetischen Empfinden auch widerstrebt, weiße Akkus mit roten zu verbandeln. Aber das hat wenigstens keinen technischen Hintergrund... ;)


    Grüße, Tom

  • Das war ja fachlich so weit in Ordnung, wenn ich mir diese Aussage mal anmaßen darf. Nur habe ich selbst schon rausgefunden, dass Gelakkus einen leicht höheren Innenwiderstand haben als nasse Zellen und somit bei paralleler Ladung immer den Kürzeren ziehen würden. Auch gibt es verschiedene Endladespannungen. Bei den beiden Zusammengeschalteten ist diese identisch, so dass ich hier dann auch keine Bedenken sehe.

  • Zitat

    ...dass Gelakkus einen leicht höheren Innenwiderstand haben als nasse Zellen und somit bei paralleler Ladung immer den Kürzeren ziehen würden.

    Der Innenwiderstand hat selbst kaum etwas mit dem Aggregatzustand des Elektrolyten zu tun. Zwar kann man zu der Ansicht kommen, wenn man feststellt, dass die meisten Starterbatterien mit flüssigem Elektrolyten arbeiten und Gel-Akkus eher in Form lageunabhängiger Alarmanlagen-Akkus im Handel sind. Dennoch liegt die Hauptursache des niedrigen Innenwiderstandes von Starterbatterien in der Plattengeometrie begründet und nicht darin, dass der Elektrolyt nun gerade flüssig wäre.


    Überdies spielt es bei der Ladung parallelgeschalteter Akkus auch keine Rolle, wie niedrig oder hoch deren Innenwiderstand ist. Dies wäre vielleicht bei einer Serienschaltung wichtig, damit sich keine unterschiedlichen Klemmenspannungen einstellen, aber die sind bei einer Parallelschaltung naturgemäß unmöglich. Es wird also kein Akku in einer Parallelschaltung benachteiligt werden, wenn beide Akku dieselbe Ladespannung erhalten.


    Ich vermute, dass der Hinweis bzgl. der "verschiedenen Entladespannungen" auf eine abweichende Entladeschlussspannung von von AGM- oder Gel-Akkus gegenüber Bleiakkus mit flüssiger Säure anspielt. Allerdings sind mir weder besondere Vorschriften seitens der Akkuhersteller zu diesem Thema bekannt, noch grundlegende Ursachen, die das begründen könnten. Das Thema Entladeschlussspannung bei Bleiakkus ist ohnehin sehr breit gefächert, so dass man gar keinen festen Spannungswert angeben kann. Man muss bei der Definition der passenden Entladeschlussspannung immer die Höhe des Entladestroms und die angestrebte Lebensdauer mit in seine Überlegungen einbeziehen und wird dann schnell feststellen, dass bei einem 12V-Bleiakku die Entladeschlussspannung ohne weiteres von 7V bis 12V schwanken kann. Irgendwelche Unterschiede AGM/Gel/Flüssig sind da aber gar nicht berücksichtigt.


    Grüße, Tom

  • Endladeschlussspannung, nicht Entladeschlussspannung.


    Übrigens reicht es gerade nicht, zwei parallel geschalteten, an verschiedenen Batterietypen die gleiche Spannung anzulegen. Denn damit ist ja nicht gewährleistet, dass dann auch der gleiche Strom fließt.


    Warum wohl ist es so extrem wichtig, bei großen Batteriebänken so peinlich genau auf die gleiche Leitungslänge von der Stromquelle ab zu achten? Wenn es so einfach wäre, wie du glaubst, bräuchte man den Strom ja nur an der ersten Batterie abzugreifen und alle anderen dahinter anzureihen. So funktioniert das aber nicht. Bildlich gesprochen, muss selbst bei gleichen Batterietypen die Lade-/Entlade-Anordnung sternförmig sein, sonst kommen die letzten alle zu kurz. Erst recht gilt das dann für die Parallelschaltung von flüssigen und Gelbatterien. Die sollte man besser gleich einzeln ansteuern.

  • Hallo,
    das hat etwas mit dem Spannungsabfall über die Länge der Leitung zu tun. Du kannst im Grunde schalten, wie Du willst, wenn Du 35mm" Kupferkabel verwendest.
    Ich habe 1970-73 mal Elektriker gelernt - und eines der Hauptthemen, mit denen man uns gequält hat, war die Dimensionierung kilometerlanger Zuleitungen für einen - meinetwegen 10 kW Motor unter Einhaltung des 3%igen Spannungsabfalls über die Zuleitung.
    Wählst Du den Querschnitt beliebig groß - kommt auch keiner zu kurz. Wenn Du lange genug Sonne hast - würde bei zu dünnem Querschnitt zuerst der vordere Akku voll aufgeladen, dann steigt automatisch die Spannung auf seine Ladeschlusspannung (oder auch nicht, weil der hintere ja nun "zieht" ) und jetzt bekommt der weiter Entfernte sein Fett. Mit dem Ladestrom steigt oder sinkt nur der Spannungsabfall über die Zuleitung, und in der Ladeschlussphase zieht er ja kaum noch. :)
    Ähnlich, aber genau umgekehrt wäre es beim Entladen mit hohen Strömen. Hier muss dann der Akku, der "vorn" ist, die Hauptarbeit leisten. Aber er ist ja nicht dumm und holt sich klammheimlich die verausgabte Ladung von seinen Brüdern zurück, so lange, bis alle den gleichen Ladezustand haben. Das funktioniert sogar im Millivoltbereich und mit 1,5 mm" Leitungen - dauert dann eben nur etwas länger. Ein Herr Kirchhoff hat als noch junger Mann im 18. Jahrhundert (1847) ein Gesetz http://f1.hs-hannover.de/filea…f1/tel/e-grundlagen_1.pdf dazu erlassen, nach dem sich bis heute alle vermaschten Akkus richten müssen :!:
    Die von Dir angesprochene Sternschaltung ist also ausschließlich für sehr hohe Leistungen erforderlich, wo wirklich "alle gleichzeitig ranmüssen"! :thumbup:
    Grüße, Martin

    Mit einem Draht klappt es nicht, und ab zwei kann man verwechseln. (Unbekannt)


  • Die von Dir angesprochene Sternschaltung ist also ausschließlich für sehr hohe Leistungen erforderlich, wo wirklich "alle gleichzeitig ranmüssen"! :thumbup:
    Grüße, Martin


    Von den Strömen her stimmt das. Nur hat man es bei Batterien auch mit Zyklen zu tun. Es nützt ja keinem was, wenn der Strom zwar zur Verfügung steht, aber die vordere Batterie dabei die erstmal die Hauptlast zu tragen hat und sich den Strom dann über die weiter entfernt liegenden Batterien über die Spannungsdifferenz wieder zurückholt. Die müssen nicht nur wegen der maximalen Leistung alle gleich belastet werden, sondern auch wegen der begrenzten Zyklen und der mit der Zeit abnehmenden Kapazität.

  • Die Frage hast du mir mittlerweile beantwortet. Ich wollte es nur mal fundiert abgesichert bestätigt haben, ob Akkus verschiedener Größe, aber gleicher Bauart und gleichen Alters nur relativ gleich entladen werden, aber nicht absolut. Oder anders formuliert: Habe ich einen 10-Liter-Eimer und einen 3-Liter-Eimer, sollten daraus die gleichen cm Füllhöhe entnommen und wieder zugeführt werden und keinesfalls die gleiche Menge.


    Ich habe nunmal die kleineren Akkus für den Winterbetrieb der Solaranlage darumstehen und will sie nicht vergammeln lassen.


    Grüße
    B.

  • Habe ich einen 10-Liter-Eimer und einen 3-Liter-Eimer, sollten daraus die gleichen cm Füllhöhe entnommen und wieder zugeführt werden

    Und genau das passiert. Das garantiert Dir Herr Kirchhoff mit seinem 2. Gesetz, dem "Maschensatz". Und ... Lade/Entladezyklen kommen dabei überhaupt nicht zum Tragen, bzw. nur insoweit, wie Du selbst lädtst/entlädtst. Der Ladungsausgleich innerhalb der Gruppe findet ganz minimal zeitversetzt statt (eben so schnell, wie Strom nun mal fließt 8) )- also für den Beobachter eigentlich absolut zeitgleich und vermutlich über Messungen der Klemmenspannung mit üblicher Meßtechnik überhaupt nicht erfassbar. Alles Andere wäre Haarspalterei. :) (Bei einem Transistor muss auch zuerst ein Basisstrom fließen, bevor er durchschaltet. Würdest Du deshalb von einem Zeitunterschied sprechen? Er ist aber physikalisch da!) Sie verhalten sich nun mal einfach ... genau wie parallell geschaltete Glühlampen unterschiedlicher Leistung! :thumbup:
    Grüße, Martin


    P.S. Ich bin sogar so ketzerisch, zu behaupten, dass Deine - wie auch immer sie hießen - Pulser- egal, an welchem Akku der Gruppe Du sie angeschlossen hattest, zu jeder Zeit immer auf die ganze Gruppe gewirkt haben! :huh: :D

    Mit einem Draht klappt es nicht, und ab zwei kann man verwechseln. (Unbekannt)

  • Meine physikalische Intuition lässt mich gerade im Stich. Früher wäre das nicht passiert. ?(


    Wenn ich also den 10-Liter-Eimer und den 3-Liter-Eimer untenrum mit einem Rohr gleichen Durchmessers verbinde, ist es dann nicht so, dass die Höhe in beiden Eimern gleichmäßig abnimmt? Dass beide also relativ gesehen gleich entladen werden? Wenn im kleineren Eimer ein stärkerer Wasserfluss wäre, würde ja auch umgehend sein Druck im Rohr abnehmen, analog wie die Spannung einer Batterie.

  • genau. :thumbsup:
    d. h. da sich die Füllhöhe aufgrund des Verbindungsrohres ohnehin schon vorher ausgelichen hat, (Unter der Bedingung, dass sie beide auf gleicher Höhe stehen, haben sie dann auch den gleichen Füllstand) liefert dann der 3l-Eimer 1 l Wasser, während der 10 l-Eimer in der gleichen Zeitspanne 3,33 l liefern muss!
    So haben - und behalten sie beide immer den gleichen "Ladezustand". :)
    Grüße, Martin

    Mit einem Draht klappt es nicht, und ab zwei kann man verwechseln. (Unbekannt)

  • Wenn im kleineren Eimer ein stärkerer Wasserfluss wäre, würde ja auch umgehend sein Druck im Rohr abnehmen, analog wie die Spannung einer Batterie.

    Guter Satz! :) Und hier sagt Herr Kirchhoff: Wenn Du jetzt ein klitzekleines Loch (Selbstentladung) im kleineren Eimer hättest - oder einfach ein Glas Wasser heraus schöpfst, muss der größere Eimer ihm sofort aushelfen! :rolleyes:

    Mit einem Draht klappt es nicht, und ab zwei kann man verwechseln. (Unbekannt)

  • Komisch. Gestern dachte ich noch, irgendwo einen unerklärbaren Widerspruch in irgendeinem Beitrag zu lesen, aber heute ist er wech... ?(


    Übrigens, ist zwar leicht OT, aber ich bin elterlich bedingt, mit der Befüllung von Öltanks großgeworden (Mineralölhandel). Da gab es in den 70er und 80er Jahren noch Tanks und vermutlich heute noch welche, die in Betrieb sind, die unten miteinander verbunden sind. Ich glaube, das ist heute bei Neuanlagen verboten. Einwandige Plastiktanks sowieso. Da läuft dann bei der Befüllung erstmal mehr in den Tank am Ende der Leitung, weil sich dort der Druck staut. Der Grenzwertgeber sitzt dann sinnvollerweise auch auf dem letzten Tank. Dann kann man fast beliebig lange warten und immer wieder nach der Abschaltung was reinlaufen lassen, bis die sich ausgeglichen haben.


    Heute bei den modernen Batterietanks konnte mir kein Heizungsbauer sagen, wieso der Grenzwertgeber auf dem ersten Tank sitzen muss. Die werden von oben befüllt, haben alle die selben Öffnungsquerschnitte und müssten alle gleichzeitig voll werden. Ist aber nicht der Fall. Bei mir wechseln die sich jedes Mal zwischen dem ersten und dem letzten Tank ab, trotz gleichem Fülldrucks. Nur gleichen die sich nicht mehr aus, erst bei der Entnahme. Ich kriege die nie richtig voll.


    Nur gut, dass elektrische Batterien weder von oben noch von unten befüllt werden. :)

  • O.T.

    wieso der Grenzwertgeber auf dem ersten Tank sitzen muss. Die werden von oben befüllt, haben alle die selben Öffnungsquerschnitte und müssten alle gleichzeitig voll werden

    Das ist eine Frage des Staudruckes. Aus diesem Grunde ist auch eine minimale Füllgeschwindigkeit vorgeschrieben (ich glaube, bin aber nicht sicher... 2 m/s) Wenn Du den verzinkten Loro-X-Stutzen oben aus dem Tank herausschrauben würdest, würdest Du sehen, dass er gar keinen vollen Durchgang hat, sondern eine Blende mit ca. 15 mm Öffnung eingeschweißt ist. Dadurch soll sich im Füllrohrsystem ein Druck aufbauen, der dann in alle Tanks einen gleichmäßigen Füllstrahl "schießt". In der Praxis klappt das leider nicht ganz, parallell zum statischen Druck der Förderpumpe am Tankwagen wirkt auch noch ein dynamischer Druck durch die Fließgeschwindigkeit im Rohr. Deshalb bekommt meist der letzte Tank auch das Meiste ab. Der Grenzwertgeber spricht aber bei 90% Füllhöhe an, deshalb ist das ziemlich egal. Die Tanks sind über die dünne Saugrohrleitung nach dem Weinheberprinzip verbunden - also tatsächlich kommunizierende Gefäße, auch, wenn sie "unten" nicht mehr verbunden sind. Sobald die Brennerpumpe also einmal angesaugt hat, kann und wird sich bei Brennerstillstand (fehlender Saugdruck) über diese Leitung der Flüssigkeitsspiegel zwischen den Tanks ausgleichen.
    (Das ist wie eine Parallellschaltung großer Akkus über eine 0,75 mm" Kupferlitze - dauert also seine Zeit. :D ).
    Um so unverständlicher ist, dass die Bauordnungen der meisten Bundesländer bei Batterietanks eine Auffangwanne vorschreiben, die das Volumen eines :!: Tanks aufnehmen kann. Die Sauggarnitur hängt ja ganz unten im Tank. :thumbsup:
    Grüße, Martin

    Mit einem Draht klappt es nicht, und ab zwei kann man verwechseln. (Unbekannt)

  • Irgendwo hab ich das hier mal gelesen:


    §1. Ein Bleiakku ist kein Eimer!




    Diese Einsicht klingt zwar unspektakulär, räumt aber mit dem weit
    verbreiteten Irrtum auf, man könne einfach Strom in Akkus füllen und
    wieder entnehmen, so wie man Wasser in einen Eimer oder Benzin in einen
    Tank füllt und wieder entnimmt...


    Grüße, Tom

  • §1. Ein Bleiakku ist kein Eimer!

    Stimmt. :rolleyes:
    Ein Bleiakku hat eine Seele!
    Und ... er ist seehr nachtragend, wenn er einmal schlecht behandelt wurde.
    Ich wollte mit meinem O.T. Eingehen auf den O.T-Beitrag auch nur darstellen, dass es völlig gleichgültig ist, ob wir es bei Parallel- oder Reihenschaltungen mit STROM, Flüssigkeiten, oder Gasen zu tun haben - sie gehorchen alle den gleichen Gesetzen. (Nur die von uns vergebenen Begriffe und Maßeinheiten heißen anders). Wer einmal begriffen hat, wie STROM "denkt", hat auch mit dem oft unverständlichen Verhalten der anderen Medien keinerlei Probleme.
    Sie sind wie wir - sie gehen immer den Weg des geringsten Widerstandes. :thumbup: :thumbsup: :D :thumbsup:
    Grüße, Martin

    Mit einem Draht klappt es nicht, und ab zwei kann man verwechseln. (Unbekannt)

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