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Kundenanfrage

Akku-Gott

  • »Kundenanfrage« ist der Autor dieses Themas

Beiträge: 345

Registrierungsdatum: 15.04.2010

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Thomas Rücker

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1

02.11.2012, 20:39

Ladespannungsschwellen / Umschaltspannungen für Ladung bzw. Entladung

Sehr geehrter Herr Rücker
Mit Interesse habe ich Ihre Beiträge über Bleiakkus gelesen und Sie haben mich überzeugt. Ich bin Besitzer einer Alternativenergieanlage, welche einerseits aus einer Photovoltaikanlage
besteht, welche kürzlich ergänzt wurde mit einer Peltonturbine mit Generator. Die Solaranlage besteht aus 2 Solarpaneln mit je 85 Wp und der Generator der Peltonturbine hat eine
Leistung von 650 bis 820 Wh ( Diese Leistung voll während 24 Stunden. ) Die Solaranlage liefert bei schönem Wetter durchschnittlich 0.5 kWh pro Tag und die Wasserkraftanlage ca.
15 kWh innert 24 Stunden. Die Anlage ist ausgerüstet mit einem Wechselrichter, 24 V/230 V 2.6 kVA Phi 0.96 . Die Stromquellen laden 10 VARTA Solarbatterien mit einer Kapazität von
100 Ah, C 100 ( 12 Akkus mit je 2mal 5 Akkus serie u. diese 5mal paralell geschaltet, also eine Kapazität von 500 Ah, C100 )
Da ich nebst den üblichen 230 V Verbrauchern eine Ueberkapazität habe, werden die Akkus so gesteuert, dass sie wenn sie eine bestimmte Ladespannung erreichen, eine Infrarotheizung
von 620 Watt einschalten u. die Batterien bis zu einer Ladespannung von 25 V entladen. Sofern keine weiteren Verbraucher eingeschaltet sind, wiederholt sich dieser Zyklus im Rhythmus
von wenigen Minuten wieder , dh. die Batterien sind in einem ähnlichen Modus wie bei einer Schwebeladung im Betrieb.
Meine Fragen:
- Welche Einstellungen der Spannungswerte für die Ladung, resp. Entladung der Batterien würden Sie mir für den Fall der „Ueberschussleistung“ empfehlen. ( Den oberen spannungs-
Wert gebe ich absichtlich nicht bekannt, da ich eine zuverlässige Empfehlung von Ihnen erwarte.) Möglicherweise können Sie mir auch einen besseren unteren Wert der Entladung
empfehlen, - die 25 V sind eingestellt unter Last ?
- Weiter interessiert mich,wie bei dieser Betriebsart die Anzahl der Ladezyklen für die Lebensdauer der Akkus berechnet werden müssten?
Ich wäre Ihnen sehr dankbar, wenn Sie mir kompetente Angaben zu meinen Fragen liefern würden. N.B. Der Betrieb der Heizung ist erwünscht, weil sich das Wohnobjekt in einer Höhe
Von 1910 müM befindet, wo selbst im Sommer geheizt werden muss .
Besten Dank für Ihre Bemühungen.
Freundliche Grüsse
Josef V.

Tom

Moderator

Beiträge: 2 074

Registrierungsdatum: 27.02.2010

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2

02.11.2012, 20:40

Hallo,

zunächst möchte ich feststellen, dass ich kein Fachmann für autarke Energieversorgungen, in der Größenordnung wie sie von Ihnen beschrieben werden, bin. Aber natürlich gibt es gewisse Parallelen zu mobilen Bleiakkus und den an diese gestellten Ansprüchen.

Darüber hinaus fällt es schwer, für die von Ihnen genannten Betriebspunkte sinnvoll absolute Spannungswerte zu benennen. Zunächst ist es für die Lebensdauer der Akkus nicht förderlich, wenn ständig Ladungen und Entladungen vorgenommen werden. Die Lebensdauer wird dadurch deutlich verkürzt. Insbesondere wird eine 99,99% Vollladung dadurch sicher ausgeschlossen. Gerade diese vollständigen Aufladungen sind aber mit Blick auf eine zufriedenstellende Akku-Lebensdauer unerlässlich. Auch der Innenwiderstand der Akkus (also die Spannungslage unter Lastbedingungen) kann durch sie positiv beeinflusst werden. Genau dieser Akku-Innenwiderstand ist auch der kritische Faktor bei der Festlegung der von Ihnen gesuchten Spannungsschwellen für Beendigung der Ladung und Wiederzuschaltung des Ladestroms. Daher spielt auch die Höhe des Lade- und Entladestroms bei der Festlegung der Spannungs-Schaltschwellen eine ganz wesentliche Rolle.

Es würde jetzt zu weit führen, wenn ich die technischen Zusammenhänge im Detail aufführen würde, aber als erstes würde ich versuchen, die Überschussleistung allein auf die Infrarotheizung zu schalten und die Akkus möglichst lange im Bereich einer gesunden Vollladung zu halten. Ihre kleine Wasserkraftanlage scheint hierfür auch ideal zu sein.

Die Frage nach den idealen Spannungen für die Zu- und Abschaltung des Ladestroms würde ich in jedem Fall strikt gemäß der Angaben des Akkuherstellers festlegen. Sie wissen sicher, dass es sehr unterschiedliche Spannungswerte gibt, je nach Akkutemperatur und dem Lastschema, dem die Akkus unterworfen sind. So benötigen Bleiakkus in Stand-By-Anordnung z.B. erheblich niedrigere Ladespannungswerte als Akkus unter zyklischen Betriebsbedingungen. Ich kann die bei Ihnen vorliegenden Betriebsbedingungen aber leider nicht aus der Ferne ermitteln. Vermutlich sind diese bei Ihnen auch nicht immer konstant, sondern ändern sich insbesondere mit den Jahreszeiten. Auch diese Schwankungen müssten mit Blick auf maximale Akkuleistung und -Lebensdauer natürlich berücksichtigt werden. Wenn ich nun diese wichtigen Faktoren unberücksichtigt lasse und Ihnen einfach "meine" Schaltschwellen empfehle, tue ich Ihnen sicher keinen Gefallen.

So bleibt nur, die benötigten Spannungen aus den Datenblättern des Akkuherstellers zu entnehmen und auf eine Controllersteuerung zurückzugreifen, die je nach Betriebsbedingungen die zu Ihren Akkus passende Spannungskurven "fährt". Ich bin mir sicher, dass es hier eine große Zahl von Anbietern gibt, die Ihnen entsprechende "Akkucontroller" zur Verwendung im Autarkenergiebereich anbieten können, die meine oben geäußerten Gedanken umzusetzen verstehen.

Zur Beantwortung Ihrer zweite Frage (Berechnung der Zyklenzahl unter bestimmten Betriebsbedingungen) muss ich ebenfalls auf die Hersteller-Datenblätter verweisen, da es sich hierbei ein reine Erfahrungswerte mit ganz bestimmten Akkutypen handelt. Diese Werte schwanken also je nach Akkutyp und Betriebsbedingungen extrem stark und sind daher nicht pauschal zu beantworten. Allerdings gehen die Hersteller-Datenblätter naturgemäß nur sehr begrenzt auf die Betriebsbedingungen ein (meist werden verschiedene Kurven bei unterschiedlichen Entladetiefen zur Verfügung gestellt), beachten die Art und Häufigkeit der Vollladungen aber überhaupt nicht, obwohl gerade diese von ganz entscheidender Wichtigkeit bei der Beantwortung der Frage nach der zu erwartenden Akku-Lebensdauer ist.

Grüße, Tom

Kundenanfrage

Akku-Gott

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Thomas Rücker

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3

02.11.2012, 21:46

Sehr geehrter Herr Rücker
Vielen Dank für Ihre rasche Stellungnahme.Leider hat mir bis jetzt niemand klare Angaben für meine Fragen liefern können.Von VARTA bin ich allerdings enttäuscht, weil hier praktisch keine Datenblätter
erhältlich sind. Allerdings habe ich von Sonnenschein Batterien im Internet Datenbätter gefunden. Bis jetzt habe ich die Lade-Schwellwerte für die Batterien auf 27.2 V eingestellt und den Entlade-
Schwellwert auf 25 V unter Last. Wie Sie richtig bemerken schwanken die Temperaturwerte von Plus 25 Grad Celsius zu Minus 15 bis 20 Grad Celsius. Natürlich ist mir klar, dass bei diesen Temperatur-
Unterschieden ab Referenz Plus 25 Grad Celsius mit einer Korrektur von 5 mV pro Grad gerechnet werden müsste. Was mir aufgrund der fehlenden Datenblätter auch nicht klar ist, ob ich bei diesen
Batterien mit einer Lade-Endspannung von 13.8 V b. 25 Grad oder mit 14.5 resp. 14.2 V rechnen müsste ?Eines ist für mich klar,- meine nächsten Batterien für diese Anlage werden sicher nicht mehr
von VARTA sein !
Nochmals vielen Dank für Ihre Bemühungen.
Freundliche Grüsse
Josef V.