abo
17.12.2007, 18:34
bei der planung oder abänderung der elektrischen anlage im womo oder wowa oder beim kauf stromhungriger verbraucher stellt sich immer wieder die frage: wie lange habe ich denn noch strom wenn das gerät in betrieb ist
die vordergründige antwort
batteriekapazität in Ah : stromaufnahme des/der geräte(s) in A
ist wie so oft leider nicht richtig
zum verständnis des nachfolgenden ist das wissen über folgende einheiten erforderlich
- elektrische spannung U (einheit V volt)
- elektrischer strom I (einheit A ampere)
- elektrische leistung P (einheit W watt)
- zeit T (einheit h stunde)
- batterie kapazität (einheit Ah amperstunden)
um die betriebsdauer berechnen zu können muss zuvor die stromaufnahme I der lasten ermittelt werden. entweder über die angaben am datenblatt oder durch messung.
wenn kein strom sondern nur die leistung des gerätes angegeben ist muss das umgerechnet werden.
I = P / U
der stromverbrauch einer last mit 55watt rechnet sich daher I = 55watt/12volt = 4,6 ampere
warum 12volt?
weil das dem ungefähre mittelwert bei der stromentnahme im womo/wowa entspricht. 13volt hat eine volle batterie, bei 11volt sollte die entladung ungefähr enden. mittelwert daher 12volt.
nachdem nun auf diese weise der benötigte strom errechnet ist kann dieser munter durch die verfügbare kapazität der batterien dividiert werden und so erhält man die betriebszeit.
rechnung in form von
h = Ah / a
für "verfügbare" 70Ah und eine last von 55watt ergäbe sich also folgende betriebszeit:
h = 70Ah / 4,6A = 15,2 stunden
wieviele Ah sind denn nun in der bordbatterie "verfügbar"
um es abzukürzen:
es sind immer weniger Ah als man annimmt
unter allen umständen wird eine batterie nur dann voll, wenn die laderegelung mittels einer ladekennlinie (meist 4 bis 7stufig) und mit temperaturkompensation erfolgt, wobei der temperaturfühler immer an der batterie und nicht im ladegerät sein sollte.
voll wird die batterie also nur bei ladung durch
- die LiMa wenn diese einen guten B2B regler (sterling etc) verbaut hat
- das ladegerät wenn dieses die obigen bedingungen erfüllt
- das solarpaneel wenn der solarladeregler die obigen bedingungen erfüllt
in allen anderen fällen (vor allem beim fehlen der temperaturkompensation) wird die batterie
- bei temperaturen über 30grad zu stark geladen und recht bald durch zellkorrosion geschädigt
- bei temperaturen unter 20 grad zu wenig geladen und längerfristig durch sulphatierung geschädigt
bei temperaturen um die null grad und darunter ist die zu geringe ladung deutlich spürbar. ohne temperaturkompensation wird die batterie nur zu ca 75% bis 80% aufgeladen, egal wie lange sie am ladegerät hängt.
wieviel kapazität verfügbar ist hängt also von der ladetechnik ab
als richtwert zum rechnen kann man bei
- kennlinienladegeräten OHNE temperaturkompensation von 80% ladung im winter und 90% ladung im sommer ausgehen
- bei ladegeräten ohne kennlinie und ohne temperaturkompensation (oder bei ladung über die lichtmaschine) von 70% ladung im winter und 85% ladung im sommer ausgehen
weiters wichtig:
eine batterie darf bauartbedingt nie völlig entladen werden. je nach batterieart und type muessen mindestens 20% bis 40% der gesamtkapazität in der batterie verbleiben um eine tiefentladung und schädigung der zellen zu verhindern.
wir rechnen mit 25% kapazität die am entladeschluss übrig bleiben muessen
kalkulationsbeispiel:
vorahnden sind üppige 2 x 110Ah batterien,
ladung mittels kennlinienladegerät ohne temperaturkompensation oder LiMa
last ist eine kühlbox mit einer leistung von 150watt
wie lange ist die betriebsdauer bei voll geladenen batterien im winter bei ca + 5grad
errechnung des stroms:
150watt / 12volt = 12,5 ampere
errechnung der kapazität:
80% von 220Ah daher 175Ah sind vorhanden
errechnung der restkapazität:
25% von 220Ah daher 55Ah sollen als restkapazität übrig bleiben
errechnung der "verfügbaren" kapazität
175Ah - 55Ah = 120Ah sind "verfügbar"
errechnung der laufzeit:
120Ah / 12,5A = 9,6 stunden
wenn mehrere verbraucher angeschlossen sind einfach vor beginn der rechnung die ströme addieren und dann die rechnung durchführen
mit diesen oder daraus abgeleiten formeln kann man bei bekannten verbraucherströmen und einschaltzeiten auch die benötigte batteriekapazität zurückrechnen um eine gewisse zeit lang autark sein zu können.
aber das ist eine andere geschichte ...
Ergänzung von Holiday:
eine einfache rechnung dazu ist
W att : V olt x 1,8 = Amp/h
der sich daraus ergebende wert wird ganz einfach durch die gesamtkapazität der batterie dividiert.
geht recht schnell und einfach
um bei dem beispiel des verfassers zubleiben
150W :12V = 12,5A x 1,8 = 22,5Ah
220Amp/h : 22,5 = 9,7 std
die vordergründige antwort
batteriekapazität in Ah : stromaufnahme des/der geräte(s) in A
ist wie so oft leider nicht richtig
zum verständnis des nachfolgenden ist das wissen über folgende einheiten erforderlich
- elektrische spannung U (einheit V volt)
- elektrischer strom I (einheit A ampere)
- elektrische leistung P (einheit W watt)
- zeit T (einheit h stunde)
- batterie kapazität (einheit Ah amperstunden)
um die betriebsdauer berechnen zu können muss zuvor die stromaufnahme I der lasten ermittelt werden. entweder über die angaben am datenblatt oder durch messung.
wenn kein strom sondern nur die leistung des gerätes angegeben ist muss das umgerechnet werden.
I = P / U
der stromverbrauch einer last mit 55watt rechnet sich daher I = 55watt/12volt = 4,6 ampere
warum 12volt?
weil das dem ungefähre mittelwert bei der stromentnahme im womo/wowa entspricht. 13volt hat eine volle batterie, bei 11volt sollte die entladung ungefähr enden. mittelwert daher 12volt.
nachdem nun auf diese weise der benötigte strom errechnet ist kann dieser munter durch die verfügbare kapazität der batterien dividiert werden und so erhält man die betriebszeit.
rechnung in form von
h = Ah / a
für "verfügbare" 70Ah und eine last von 55watt ergäbe sich also folgende betriebszeit:
h = 70Ah / 4,6A = 15,2 stunden
wieviele Ah sind denn nun in der bordbatterie "verfügbar"
um es abzukürzen:
es sind immer weniger Ah als man annimmt
unter allen umständen wird eine batterie nur dann voll, wenn die laderegelung mittels einer ladekennlinie (meist 4 bis 7stufig) und mit temperaturkompensation erfolgt, wobei der temperaturfühler immer an der batterie und nicht im ladegerät sein sollte.
voll wird die batterie also nur bei ladung durch
- die LiMa wenn diese einen guten B2B regler (sterling etc) verbaut hat
- das ladegerät wenn dieses die obigen bedingungen erfüllt
- das solarpaneel wenn der solarladeregler die obigen bedingungen erfüllt
in allen anderen fällen (vor allem beim fehlen der temperaturkompensation) wird die batterie
- bei temperaturen über 30grad zu stark geladen und recht bald durch zellkorrosion geschädigt
- bei temperaturen unter 20 grad zu wenig geladen und längerfristig durch sulphatierung geschädigt
bei temperaturen um die null grad und darunter ist die zu geringe ladung deutlich spürbar. ohne temperaturkompensation wird die batterie nur zu ca 75% bis 80% aufgeladen, egal wie lange sie am ladegerät hängt.
wieviel kapazität verfügbar ist hängt also von der ladetechnik ab
als richtwert zum rechnen kann man bei
- kennlinienladegeräten OHNE temperaturkompensation von 80% ladung im winter und 90% ladung im sommer ausgehen
- bei ladegeräten ohne kennlinie und ohne temperaturkompensation (oder bei ladung über die lichtmaschine) von 70% ladung im winter und 85% ladung im sommer ausgehen
weiters wichtig:
eine batterie darf bauartbedingt nie völlig entladen werden. je nach batterieart und type muessen mindestens 20% bis 40% der gesamtkapazität in der batterie verbleiben um eine tiefentladung und schädigung der zellen zu verhindern.
wir rechnen mit 25% kapazität die am entladeschluss übrig bleiben muessen
kalkulationsbeispiel:
vorahnden sind üppige 2 x 110Ah batterien,
ladung mittels kennlinienladegerät ohne temperaturkompensation oder LiMa
last ist eine kühlbox mit einer leistung von 150watt
wie lange ist die betriebsdauer bei voll geladenen batterien im winter bei ca + 5grad
errechnung des stroms:
150watt / 12volt = 12,5 ampere
errechnung der kapazität:
80% von 220Ah daher 175Ah sind vorhanden
errechnung der restkapazität:
25% von 220Ah daher 55Ah sollen als restkapazität übrig bleiben
errechnung der "verfügbaren" kapazität
175Ah - 55Ah = 120Ah sind "verfügbar"
errechnung der laufzeit:
120Ah / 12,5A = 9,6 stunden
wenn mehrere verbraucher angeschlossen sind einfach vor beginn der rechnung die ströme addieren und dann die rechnung durchführen
mit diesen oder daraus abgeleiten formeln kann man bei bekannten verbraucherströmen und einschaltzeiten auch die benötigte batteriekapazität zurückrechnen um eine gewisse zeit lang autark sein zu können.
aber das ist eine andere geschichte ...
Ergänzung von Holiday:
eine einfache rechnung dazu ist
W att : V olt x 1,8 = Amp/h
der sich daraus ergebende wert wird ganz einfach durch die gesamtkapazität der batterie dividiert.
geht recht schnell und einfach
um bei dem beispiel des verfassers zubleiben
150W :12V = 12,5A x 1,8 = 22,5Ah
220Amp/h : 22,5 = 9,7 std