Kleines Elektrik Lexikon
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"Säurebatterie": Gemeint sind alle Batterietypen mit flüssigem
Elektrolyt, also sowohl Starter-, Solar- als auch zyklenfeste
Batterien. Für sie alle gilt, daß sie im Innenraum von Fahrzeugen nur
noch in einem geschlossenen, belüfteten Raum eingebaut werden dürfen.
Eine Säurebatterie will regelmäßig auf einen gut gefüllten Wasserstand
kontrolliert werden. Prüfen Sie regelmäßig den Säurestand. Füllen Sie
ggf. die entsprechende Zelle mit destilliertem Wasser auf. Verschließen
Sie anschließend alle Deckel wieder gründlich.
Heutzutage sind als Starterbatterien vorwiegend wartungsfreie
Säurebatterien üblich. Wartungsfrei heißt hier wartungsarm! Die Zellen
sind nicht mit Ventilen abgeschlossen.
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Keine flüssige Säure sondern geliertes Elektrolyt: Das bedeutet 100%ige Wartungsfreiheit, kein Nachfüllen von destilliertem Wasser nötig. Bis ca. 700 Lade- und Entladezyklen bei 60%-iger
Entladung möglich, selbst nach einer Tiefentladung wieder optimal
aufladbar, höchste Zuverlässigkeit durch die geringe Selbstentladung.
Die Gelbatterie verfügt auch nach 6-monatiger Standzeit noch über 90 % ihrer vollen Kapazität.
Rückzündhemmend und nahezu gasfrei (die beim Laden entstehenden Gase
werden zu Wasser rekombiniert). Der Einbau im Wohnraum ist dadurch auch
nach neusten EG-Vorschriften möglich.
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Die AGM-Batterie ist versiegelt, wartungsfrei, auslaufsicher und lageunabhängig zu betreiben.
Die Säure ist in einer Art Schwamm (Glasvlies / AGM = absorbing glas
mats) gebunden – auch bei einer Beschädigung der Batterie kann keine
Säure austreten und die Batterie kann in jeder Lage betrieben werden.
Gleichzeitig stützt das Vlies die Platten gegeneinander ab und sorgt so
für hohe Rüttelfestigkeit. Überladung kann bei Gelbatterien dazu
führen, dass ein Teil des Gases sich als Wasser auf der Gelschicht
absetzt, was die Leistung dauerhaft schwächer werden lässt. Bei einer
AGM-Batterie kann freies Wasser immer wieder durch das Vlies in die
Batterie eingebunden werden, so dass die Leistungsfähigkeit erhalten
bleibt.
Die Batterieplatten in Blei-Kalzium-Legierung sorgen (wie bei
Gelbatterien) für niedrige Selbstentladung auch bei langen
Stillstandsphasen. Bei Gelbatterien bremst das Gel allerdings den
Ladungstransport, deshalb sind die Hochstromeigenschaften schlechter.
Weiterhin haben AGM Batterien auch gute Eigenschaften bei niedrigen
Temperaturen. Damit sind sie ein guter Kompromiss, um sowohl kurzzeitig
eine hohe Leistung zu erhalten und darüber hinaus auch eine lange
Lebensdauer zu bieten. AGM Batterien sind deshalb als Service- und
Solarbatterien ideal geeignet.
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Seit 1.1.1999 gelten Starterbatterien als besonders überwachungsbedürftiger Abfall.
Aus diesem Grunde haben sich die Vertreiber, die Säurebatterien an
Endverbraucher abgeben, verpflichtet, ein Pfand in Höhe von 15,– zu
erheben, wenn bei Neukauf einer Batterie keine gebrauchte
Starterbatterie in Zahlung gegeben wird.
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Automatische Ladegeräte garantieren einen schonenden Ladevorgang
und können ununterbrochen angeschlossen bleiben. Die Abschaltung
erfolgt bei ca. 14,2 V Batteriespannung. Sie verhindern ein Überladen
der Batterie und sind meist für Gel- und Bleibatterien geeignet.
Heutige Ladegeräte sind, anders als frühere Modelle mit Trafo und
Gleichrichter, mit so genannter Switch-Mode-Technologie ausgerüstet.
Sie formen die Spannung elektronisch geregelt um, und bringen eine
Gewichtsersparnis von ca. 60 %. Außerdem entsteht beim Laden weniger
Wärme. Der Ladestrom bleibt auch bei Netzschwankungen immer konstant
(wichtig in südlichen Ländern).
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Die Ladekennlinie beschreibt wie das Ladegerät den Strom an die Batterie abgibt.
Die
einfachste ist die W-Kennlinie. Sie lädt mit fallendem Strom, dass
heißt je höher der Batteriestrom, desto niedriger der Ladestrom. Die
Aufladung dauert jedoch sehr lange.
Besser ist das Laden mit der IU-Kennlinie. Dabei wird mit vollem Ladestrom und konstanter Spannung geladen.
Moderne Ladegeräte laden mit einer IUoU-Kennlinie. Diese lädt auch mit
vollem Ladestrom und konstanter Spannung bis zu einer Batteriespannung
von ca. 14,2 V (Gasungsspannung). Danach wird der Strom langsam
reduziert, bis die Vollladung erreicht ist. Anschließend schaltet das
Ladegerät in eine Erhaltungsladung um.
Werden zusätzliche Verbraucher eingeschaltet beginnt der Ladevorgang in
Form einer Pufferladung. Man erreicht so optimale Ladezeiten und schont
die Batterie. Achten Sie jedoch auch auf die unterschiedlich langen
Ladevorgänge bei Blei-,Gel- oder AGM-batterien, sowie auf den guten
Zustand der Batterie, da viele Ladegeräte erst ab einer
Batteriespannung von 3 V zu laden beginnen.
Übersicht der Kennlinien
I = Laden mit konstantem Strom
U = Laden mit konstanter Spannung
W = Laden mit fallendem Strom
o = Selbstständige Umschaltung in andere Ladekennlinien
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Know-How Ladegeräte - Was bedeutet eigentlich...?
Amperestunden (Ah)
Maßzahl für den Energieinhalt. Eine Batterie mit 80 Ah liefert z.B. 80
Stunden lang 1 A oder 20 Stunden lang 4 A. (ma. 70% Entnahme)
Erhaltungsladung
Nach Vollladung wird die Ladespannung abgesenkt. Die Erhaltungsladung
gleicht die Selbstentladung der Batterie aus. Ladegeräte mit
Erhaltungsladung können beliebig lange angeschlossen bleiben.
Gasungsspannung
Jene Spannung, ab der leicht entzündliche Gase aus der Batterie entweichen. Bei einer 12 V Batterie ist dies ca. 14,2 - 14,4 V.
Pufferladung
Wird während des Ladens der Batterie durch diverse Verbraucher Energie
entnommen, liefert das Ladegerät den Mehrbedarf an Strom und verhindert
trotzdem ein Überladen der Batterie.
Know-How Laderegler: Die am weitesten verbreiteten Laderegler sind die Shunt-Regler.
Diese regulieren die vom Solarmodul erzeugte Leistung entsprechend des
Ladezustands der Batterie. Wenn die Batterie sehr leer ist, wird der
maximale Strom aus der Solarzelle entnommen, wenn die Batterie ziemlich
voll ist, wird die Solarspannung heruntergeregelt.
MPP Regler versprechen eine bessere Ausnutzung der möglichen
Solarleistung. Sie gehen von folgender Voraussetzung aus: Die vom
Solarmodul an die Batterie abgegebene Leistung ist das Produkt aus
Spannung und Strom. Die höchste Leistung gibt die Solarzelle dann nicht
ab, wenn der Strom am höchsten ist, sondern bei einer bestimmten
Kombination aus Spannung und Strom.
Der MPP Regler sucht nun (ähnlich wie eine automatische
Satellitenantenne den Satelliten sucht) ständig die höchste Leistung
aus der Solarzelle herauszuholen – bis die Batterie voll ist. Das kann
im Idealfall (kalte Temperaturen, leere Batterie) einen Unterschied von
ca. 30% gegenüber einem Shunt Regler ausmachen. Der Eigenverbrauch der
Regler sollte dann aber möglichst gering sein.
In manche Regler sind dann noch Zusatzfunktionen eingebaut wie z.B.:
Lastausgang mit Unterspannungswarnung /
Unterspannungsabschaltung: Ersetzt einen Batteriewächter, wenn wirklich
die komplette Wohnmobil-Elektrik darüber läuft. Für größere Wohnmobile
ist der Lastausgang in der Regel zu schwach.
Anschluss für Starterbatterie: Gibt einen Teil des Ladestroms an die Starterbatterie ab.
Anschluss für Temperaturfühler: Sinnvoll bei höheren Leistungen, besonders, wenn der Laderegler nicht in der Nähe der Batterie untergebracht wird.
Anzeigen für aktuelle Funktion: Aktuelle Ladung, Unterspannungswarung etc.
Datenlogger: Aufzeichnung z.B. der von der Solarzelle gelieferten Energiemenge. Kann vom Service nachträglich ausgelesen werden.
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Wechselrichter haben die Aufgabe, aus einer Gleichspannung
(meist 12 V) eine Wechselspannung von 230 V zu erzeugen. Dafür können
unterschiedliche Techniken verwendet werden, die sich meist auf die
Ausgangsspannung auswirken.
1. Rechteckwechselrichter
Diese Geräte sind preisgünstig und
reichen für viele Einsätze aus. Jedoch ist der Betrieb von Geräten mit
eingebauten Transformatoren oder elektronisch geregelten Geräten oft
problematisch, da eine Rechteckspannung Störungen verursachen kann.
2. Sinusähnliche Wechselrichter
Diese Geräte arbeiten in einer getakteten Rechteckspannung. Diese wird
in hoher Frequenz umgewandelt, bei der die einzelnen Impulse begrenzt
werden. Es ergibt sich ein treppenförmiger Verlauf, der einer
Sinuskurve sehr ähnlich ist.
3. Sinus Wechselrichter
Sie bilden die Netzspannung mit 50 Hz am besten nach. Daher gibt es
keine Einschränkungen, welche Geräte Sie damit betreiben. Selbst
empfindliche Geräte, wie Messgeräte oder Computersysteme können damit
betrieben werden.
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Installation Wechselrichter
Bitte achten Sie auf ausreichende Kabelquerschnitte (siehe auch Diagramm bei Solarmodulen) und auf entsprechende Absicherung.
Je höher die Ausgangsleistung umso höher muss die
bereitgestellte Batteriekapazität sein, mindestens 15%, besser 20% der
benötigten Leistung (600 Watt Wechselrichter - 90–120 Ah Batterie).
Grundsätzlich sollten die Inverter so nah wie möglich bei den Batterien untergebracht werden, um hohe Leitungsverluste durch lange Kabel zu vermeiden.
Ausbautipps 
