Leider können wir hier nicht auf alle Punkte eingehen, es wird versucht die Informationen möglichst komprimiert Ihnen zu beschreiben, da Sie sonst ein hunderte Seiten starkes Buch lesen müssten. Es wird nur Bezug auf Bleibatterien genommen. Der logische Aufbau des Textes wäre bei den jeweiligen Typen zu beginnen, wenn dem Leser aber so viel Information gegeben wird, ist er schon ermüdet wenn es zu den wichtigen Informationen kommt, daher haben wir den Text so strukturiert, das die wichtigen Informationen am Anfang und die Grundlagen zu den Typen erst am Ende erscheinen. Eine Batterie ist nicht gleich eine Batterie, eine Starterbatterie sollte eine hohe Kaltstromeigenschaft haben, das bedeutet bei Minus 17°C sollte die Batterie für 30 Sekunden den Startstrom für das Fahrzeug liefern können. Somit ist die Eigenschaft für einen Zyklischen Betrieb nicht wirklich gegeben, hier gibt es bessere Batterien wie die Gel- oder AGM Batterie. Aber nicht jede AGM Batterie ist für die Anwendung gleich gut, denn es gibt AGM Starterbatterien, AGM Standbybatterien, AGM Deepcycle Batterien, jede dieser AGM Batterien hat wieder seinen bestimmten Einsatzbereich. Die AGM Batterien haben einen geringeren Innenwiderstand als Gel Batterien, daher eigenen sich diese zu einer höheren Stromabgabe und vor allem für Anwendungen von regenerativen Energien, denn wenn der Widerstand der Batterie geringer ist, läßt sich die Batterie auch leichter laden. Gel Batterien haben eine höhere Zyklenfestigkeit, dafür mögen Gelbatterien keine hohen Entnahmeströme. In der folgenden Grafik sehen Sie die Relation zwischen der Zyklenanzahl in Verbindung mit der Entladetiefe, zu den unterschiedlichen Bleibatterietypen. Batterien altern auch durch Ladung und Entladung , die Quantität der Zyklen hängt von der Entladungstiefe ab. Unter günstigen Umständen sind je Batterietyp diese Werte erreichbar.
Batterie Entladung richtig erklärt
Bei den Gel Long life Batterien handelt es sich um 2 Volt Zellen, welche nur in Größeren Anlagen Verwendung finden. Eine Batterie ist bereits bei einer Spannung von 12 Volt zu 50% entladen, daher ist ein Unterspannungsschutz für Batterien sehr wichtig. Bei 10, 5 Volt ist die Batterie bereits zu 100 % entladen, alles was tiefer entladen wird, schädigt die Batterie irreversible. Daher sollte die Batterie richtig dimensioniert werden. Neben der Entladetiefe, ist für eine hohe Lebenserwartung der Batterie auch die Temperatur wichtig, dabei ist es egal, ob es die Umgebungstemperatur ist oder die Temperatur, welche durch das laden der Batterie entsteht. Daher ist die Temperaturüberwachung und der daraus resultierende Ladestrom zu beachten, welche Auswirkung die Temperatur auf die Batterie hat, sehen Sie in der folgende Darstellung von Victron Energy:
Batterien brauchen die richtige Temeratur
Eine zu hohe Temperatur schadet der Batterie und ist irreversibel, daher ist nicht nur der Lagerplatz der Batterie sondern auch die Temperatur während des Ladevorganges wichtig. Ist der Ladestrom zu groß, wird die Batterie heiß, was irreversible Schäden hervorruft. Die Kälte schadet bis minus 30°C nicht wirklich der Batterie, aber die Kapazität nimmt ab, so können Sie aus einer Deep Cycle Batterie bei minus 30°C, bei einem kleinen Entladestrom, nur noch 20% der Kapazität erwarten.
Wie jedem bekannt ist, fließt der Strom den Weg des geringsten Widerstandes. Durch die Ladung der Batterien oder minimale Temperaturunterschiede, verändern sich die Widerstände in der Batterie, so das die Batterien unterschiedlich be- und entladen werden. Das kann soweit führen, dass bei dem Verbinden von Batterien eine Batterie schon nach 1/3 der Lebenserwartung zerstört ist während die andere Batterie noch völlig in Ordnung ist. Denken Sie bitte immer an die unterschiedlichen Widerstände, denn nur so kann man es verstehen warum es doch richtig ist was man über Parallelschaltungen und Reihenschaltungen einmal gelesen hat. Um diese negativen Einflüsse zu umgehen, schließen Sie bitte bei einer Parallelschaltung von Batterien die Batterien nur wie folgt an: Alle Batterien die unmittelbar mit einander verbunden werden, müssen das gleiche Alter, den gleichen Ladezustand, die gleiche Kapazität, die gleiche Kabellänge haben, denn das beeinflusst den Widerstand. Der Strom muss diagonal durch die Batterie, also bitte nie den Plus und den Minus an der ersten Batterie anschließen, sondern den Plus an die erste Batterie und den Minus an die letzte Batterie nur so wird die Batterie gleichmäßig geladen, das ist ganz wichtig. Die Kabel müssen für die Ströme zum beladen und die Entnahme ausreichend dimensioniert sein.
Batterien Schaltungen im Detail
Bei einer kombinierten Reihen- und Parallelschaltung würde es dann wie folgt aussehen.
Bei der Reihenschaltung von Batterien sollten sogenannte Batteriebalancer eingesetzt werden, diese sorgen dafür, dass die Batterien auf dem gleichen Spannungsniveau bleiben. In einer 12 Volt Batterie sind 6 Zellen je 2 Volt enthalten. Leider geschieht das Gleiche mit den jeweiligen Zellen, wie es oben bereits mit den Batterien ( Blöcken ) beschrieben ist. Die Zellen haben untereinander unterschiedliche Widerstände und werden somit ungleichmäßig geladen, bzw. Entladen. Ein Ausbalancieren ist hier leider nicht möglich, daher werden gelegentlich Ausgleichsladungen vorgenommen, dadurch werden die Zellen die im Spannungsniveau voller sind überladen und geschädigt und die Zellen welche leerer sind, auf das volle Niveau gebracht, somit schadet jede Ausgleichsladung den volleren Zellen.
Batterien im Einsatz
Werden bei Fahrzeugen Starterbatterien und Aufbaubatterien, über eine Ladequelle geladen, zum Beispiel eine Lichtmaschine, werden die Batterien zum Laden Parallel mittels eines Trennrelaise verbunden. Da die Starter Batterie und die Aufbaubatterie immer eine andere Größe, Belastung oder sogar Bauart haben, werden die Batterien so nicht optimal geladen und es ist zu empfehlen hier einen B2B ( Batterie zu Batterie ) Ladewandler zu verwenden, diese sind auch als Batteriebooster bekannt. Somit werden die Aufbaubatterien optimal und typengerecht geladen. Bleibatterien sollten wenn möglich immer voll sein, ist also eine Batterie entladen worden, ist es für die Lebenserwartung positiv zu werten, wenn die Batterie möglichst kurzfristig wieder aufgeladen wird, auch Teilladungen sind schon hilfreich, besser ist es jedoch das die Batterie vollgeladen wird.
Häufig hört man als Grund für eine defekte Batterie, die ist sulfatiert. Dies ist nur begrenzt richtig, denn jeder Entladevorgang geht, nur mit einer Sulfatierung. Es handelt sich hier um feine Kristalle welche sich an den Bleiplatten anlagern. Beim Laden, wird das Bleisulfat dann wieder in Bleidioxid gewandelt. Steht aber nun eine Batterie eine längere Zeit ungeladen oder nicht ganz voll geladen, wachsen die kleinen Kristalle zu größeren Kristallen, in dem unter anderem die Bleisäure kristallisiert und somit die Säuredichte in der Batterie abnimmt, was also nicht nur die aktive Fläche der Bleiplatten reduziert, sondern auch die elektrochemische Reaktion beeinflusst. Die großen Bleikristalle, sind irreversibel, es gibt viele Produkte die zwar versprechen, die Batterie zu retten, aber ab einem gewissen Stadium ist da keine Rettung mehr möglich.
Die Arten von Batterien
Bei stationären Batterien, also welche die nicht bewegt werden wie in einem Fahrzeug, entschichtet sich der Elektrolyt bei Bleisäurebatterien. Das bedeutet, dass in unterschiedlichen Höhen in der Batterie eine unterschiedliche Säuredichte vorhanden ist. Das beschädigt die Batterie, somit muss dafür sorge getragen werden, dass die Batteriesäure entschichtet wird. Das geht in dem man die Batterien regelmäßig so stark lädt, dass die Batterien blubbern, das hilft zwar, schädigt aber die Lebenserwartung der Batterie, einfacher ist es hier Luft in das untere der Batterie zu pumpen, so dass die Luft wenn diese nach oben steigt den Elektrolyt durchmischt. Bei den Angaben zur Kapazität der Batterie steht zum Beispiel 100 Ah C oder K 20. Die Zahl hinter dem K oder C, gibt an in welcher Zeit die 100 Ah entladbar sind. Dividieren wir die 100 Amperestunden durch die Zeit von 20 Stunden, ergibt dies 5 Ampere. Würden wir also die Batterie mit 5 Ampere belasten, wäre die Batterie nach 20 Stunden leer. Je niedriger also der C Wert ist, desto besser ist eigentlich die Batterie. Eine 100 Ah Batterie bei gleichem Preis in C5 wäre einer mit C 100 vorzuziehen. Eine einfache Entscheidungshilfe bei Bleibatterien ist wenn man das Gewicht bei gleicher Kapazität vergleicht. Sehen Sie eine 100 AH Batterie mit 25 kg und eine mit 35 kg, ist davon auszugehen, dass die 35 kg Batterie stärkere Bleiplatten verbaut hat und somit auch eine Längere Lebenserwartung bietet.
Es gibt die folgenden Bleibatterien, Bleisäure, Gel, AGM, Spirallcell, Reinbleibatterien. Jeder Typ ist konstruktiv anders aufgebaut, es wäre aber falsch wenn Sie die Batterien nur nach der Bauart auswählen, denn in der Bauart gibt es dann jeweils weitere konstruktive wichtige Unterschiede, so gibt es eine Bleisäure Batterie, als Starterbatterie, als Traktionsbatterie, als Standby Batterie, mit dicken Bleiplatten, mit Röhrenplatten mit…….. . Wenn Sie also eine Batterie suchen und Sie wissen Sie benötigen diese für eine zyklische Anwendung, dann suchen Sie als Beispiel eine AGM deep cycle Batterie und nicht eine AGM Starterbatterie. Das Laden der Batterien ist sehr wichtig, denn Batterien sollten passend zur Anwendung geladen werden, wichtig ist das man die Daten des Batterieherstellers einhält um die Batterie zu laden. Permanentes Laden, muss nicht wirklich gut sein, da dabei die Batterie auch belastet wird, sollte also eine Batterie eine längere Zeit nicht benötigt werden, ist es besser den Batteriehauptschalter zu betätigen und die Ladung und Entladung zu verhindern, dies sollte jedoch nur geschehen, wenn die Batterie vollgeladen ist, spätestens nach 3 Monaten sollte die Batterie nachgeladen werden.
Sollten Sie der englischen Sprache mächtig sein, finden sie unter dem folgenden Link die besten Inforamtionen zu allen Batteriethemen: http://batteryuniversity.com/learn/