ich denke schon sehr lange über diesen Thread nach.
Angeregt durch Richis Umschreibung Deep Cycle/ Flat Cycle und des immer wiederkehrenden Kommentar „3000 Zyklen braucht keiner“ habe ich mich nun endlich aufgerafft um etwas zum Thema Zyklen zu schreiben.
„3000 Zyklen braucht keiner“ - Dazu sag ich mal ein ganz klares JEIN.
JA, das stimmt, denn wirklich niemand wird 3.000 Zyklen in seinem Womo verbringen.
NEIN, das stimmt nicht, denn man muß verstehen welches Potential hinter so einer hohen Zyklenzahl steckt.
Jeder achtet beim Batteriekauf auf die Maße, auf den Preis, den Batterie-Typ … aber auf die Zyklenangaben wird kaum wert gelegt, zumindest hatte ich in den letzten 8/9 Forum-Jahren nicht das Gefühl. Die Nichtbeachtung ist aber verständlich. Die Hersteller stellen kaum Infos bereit. So ist eine Vergleichbarkeit der unterschiedlichen Batterie nicht möglich. Bei Starterbatterien wird der Wert hinter einer für den Verbraucher unverständlichen EN-Blabla versteckt, viele schreiben gar nichts oder verschleiern es mit „3 mal mehr Zyklen“. Transparenz ist es etwas anderes und wird von den Herstellern bewußt unterdrückt. Also lässt man dies bei seiner Betrachtung außen vor. Für den Endverbraucher eine unmögliche Situation. Aber, je zyklenfester Batterien werden, umso mehr Infos bekommt man von den Herstellern.
Vorweg etwas zu den unterschiedlichen Begriffen wie SoC, Vollzyklus, Zyklus, Flachzyklus und Tiefenzyklus.
SoC (State of Charge).
Der SoC-Wert kennzeichnet die noch verfügbare Kapazität. SoC100% bedeutet volle Batterie, SoC0% bedeutet leere Batterie.
Vollzyklus. Wie berechnet man ihn?
Bsp.1: Einen Vollzyklus erreicht man, wenn man von SoC 100% vollständig entlädt und wieder vollständig auflädt.
Bsp.2: Ein Vollzyklus kann aber auch bedeuten das man um die Hälfte entlädt, wieder vollständig auflädt und das zweimal macht.
Bsp.3: Nehmen wir einen Ladezustand von 90%, entladen auf 40% und laden wieder auf 90% und wiederholen das zweimal.
Bei allen Beispielen wurde also die gleiche (volle) Kapazität entnommen und wieder zugeführt. Egal ob das in einem Schritt passiert oder in Teilzyklen. Mehrere Teilzyklen sind demnach ein Vollzyklus, sofern es sich um die gleiche Kapazität handelt.
Allerdings wird bei 12V-Batterien wie wir sie nutzen nie von Vollzyklen gesprochen, sondern ganz pauschal von Zyklen und die unterscheiden sich je nach Typ.
Es gibt den flachen Zyklus (Flat Cycle) der kurzfristig sehr hohe Ströme bereitstellt, aber dazu nur bis zu 10-15% der Gesamtkapazität nutzt und ….
es gibt den tiefen Zyklus (Deep Cycle) der eher niedrige Ströme zieht und das bis zu 50-80% der Gesamtkapazität.
Für beide Zyklenarten gibt es eine Vielzahl an Batterie und nur sehr wenige die beide Arten abdecken.
Der Kaffee-WR-Konsument ist also in einer Zwickmühlen, denn er möchte gerne hohe Ströme über ein breites Spektrum der Kapazität nutzen. Dazu wählt man nach heutigem Stand am besten LiFe(Y)PO4. Diese Batterien erreichen sehr viele Zyklen und genau darüber wurde am Anfang der hohe Preis beim Kauf gerechtfertigt. Nachvollziehbar, denn man muss seiner Holden den hohen Preis rechtfertigen - geht zumindest den meisten so. Natürlich gibt es viele weitere gute Argumente, wie geringes Gewicht, Hochstromfähigkeit, Spannungsstabil, volle Kapazitätsentnahme etc.etc. Alle Argumente würden verpuffen, wenn nur die sonst üblichen 400-600 Zyklen zur Verfügung stehen.
Die Zyklenfestigkeit ist also ein wichtiges Argument für LiFe(Y)PO4, bei den Bleibatterie ein meist unbeachtetes Kriterium.
Warum sind mir dennoch die scheinbar nicht nutzbaren 3000 Zyklen so wichtig.
Das lässt sich leicht erklären und selbstverständlich mache ich das an meiner Bleibatterie, der Blei-Kristall klar, es könnte aber auch eine sehr zyklenfeste Gel oder AGM sein. Jedoch stellt kaum eine Firma ein so umfangreiches Datenblatt zu Verfügung. Das ist allein schon der Grund die Erklärung anhand dieser Batterie vorzunehmen, weil andere Hersteller nicht Willens sind ihre Datenblätter umfangreich und aufschlußreich zu gestalten.
3.000 Zyklen oder auch 8.000 Zyklen braucht sicherlich niemand, weil allein die Lebenszeit der Batterie sicher vorher verstreicht. Aber die Zyklenfestigkeit kann man auch anders nutzen, nämlich indem man die Batterie weiter entlädt als die gängigen 50%. Das ist die übliche Vorgehensweise bei LiFe(Y)PO4 und das lässt sich auch bei einer Bleibatterie so handhaben, sofern sie dazu in der Lage ist. Der Strom unter der 50%-Grenze ist nicht schlechter, aber lässt die Batterie stärker altern. Hier kommt die anfänglich hohe Zyklenzahl zum Tragen und spielt ihre Vorteile aus.
Unten seht ihr eine Grafik aus dem Datenblatt der BK --> Link. Beschrieben wird Zyklenanzahl in Abhängigkeit zum SoC.
Klar, das sind Werte aus Laborbedingungen die es im Wohnmobil so niemals gibt und dennoch ist es ein guter Anhaltspunkt.
Wie man sehen kann ist die Zyklenfestigkeit stark von der Entladetiefe abhängig. Warum ist das so?
Einer Batterie wenig zu entnehmen ist kein Problem, sie aber vollständig zu entleeren bedeutet Stress für eine hochzyklenfeste Batterie. Das quittiert sie mit einer geringeren Zyklenzahl. Man könnte das jetzt ganz wissenschaftlich mit dem chemischen Prozess in der Batterie erklären, aber das interessiert sicherlich die wenigsten, mich gar nicht. Nur soviel, ab einer Entladung von 80% spricht man von einer Tiefentladung.
In meiner Kostenübersicht --> Link kann man sehr gut sehen wie die Kosten pro kWh bis SoC 20% nahezu stabil sind und darunter in die Höhe schnellen. Das trifft auch auf LiFe(Y)PO4 zu --> Link, je dichter man an 0% geht umso teuerer wird die kWh.
Aus über 7.500 Zyklen bei einer 10% Entnahme der Kapazität werden im schlimmsten Fall 628 Zyklen bei einer 100% Entnahme. Bei der üblichen 50%-Empfehlung sind es etwa 2.700-2.800 Zyklen und genau die braucht keiner. Da stimme ich jedem zu. Es stehen also 628 mal die volle Kapazität bereit und genau hier setze ich an. In der Praxis wird man sicher einen Mix aus Voll- und Teilzyklen haben, die Lebensdauer wird also eher höher sein. Egal wie, 60 Nutzungstage pro Jahr bedeuten immerhin 10 Jahren. Natürlich ist das erst einmal unvorstellbar. Wir sind doch mittlerweile kurze Lebenszeiten von Produkten gewohnt. Wie oft wechselt man Glühbirnen im Haushalt und in San Francisco in einer Feuerwache leuchtet mit kurze Unterbrechungen seit 117 Jahren ein und die selbe.
Aus der Möglichkeit der vollständigen Entladung ergibt sich der größte Vorteil:
Man darf seine Batterie erheblich kleiner wählen und das ohne Risiko.
Man muss nicht mehr 200Ah durch die Landschaft fahren aus der man nur 100Ah entnehmen soll. Niemand von euch kauft ein Kiste Bier und bringt sie halbvoll zurück. Jeder würde sich beschweren, wenn er Doppel-Whopper bestellt, aber nur eine Brot-/Fleischscheibe essen darf und der Rest zurück in die Küche geht. So sehe ich das eben auch mit der eingelagerten Energie. Wenn ich 200Ah kaufe, will auch 200Ah nutzen. Jetzt wird sicherlich jemand anmerken wollen, dass man auch einer Gel oder AGM mehr als 50% entnehmen darf. Natürlich geht das, aber aus der anfänglich schon deutlich geringeren Zyklenzahl (400-600 Zyklen) geht es für diese Batterien ebenfalls steil bergab. Wenn ich nur noch geschätzte 100 Zyklen habe weil ich z.B. auf 20% Restkapazität gehe, kann man sich je nach Nutzung des Womos vielleicht schon nach ein oder zwei Jahren nach einer neuen Batterie umschauen. Tiefentladung ist immer wieder ein Thema und Berichte dazu gibt es im Forum zu genüge. Das ist nicht nur lästig und kostet Geld, es ist auch ökologisch nicht wirklich zu vertreten. Von vollständiger Entladung will ich gar nicht reden. Das geht mit der BK, mit LiFe(Y)PO4, aber nicht mit den populären Vertretern der AGM oder Gel.
Jetzt kann man natürlich als Gegenargument bringen, dass die Laborbedingung im Wohnmobil niemals vorherrschen und die Batterie niemals die Werte aus dem Datenblatt erreicht. Aber das betrifft nicht nur hochzylenfeste Batterien, sondern alle auf dem Markt befindlichen Batterien. Kostet der nicht normgerechte Gebrauch 10, 20 oder auch 30% Lebenszeit, trifft das sicher auf alle Batterien zu und das Verhältnis bleibt immer noch das selbe.
Ich habe letztens gelesen das ein Wohnmobil durchschnittlich etwas über 12 Jahre genutzt wird. Ist die Erstausrüstung nach zwei drei Jahren hin, macht es immer noch Sinn auf eine Batterie zu gehen, die vielleicht ein Alter von 10 Jahren Nutzung erlaubt.
Die volle Entnahme relativiert auch den Preis.
Man sollte nicht den Fehler machen und eine 200Ah-AGM mit einer hochfesten 200Ah-Batterie (Hersteller erstmal egal) zu vergleichen. Das kann man dann besser an den Zyklen festmachen. Wenn eine normale 200Ah-AGM/Gel rund 600 Zyklen bei SoC50% vergleichen will, dann nur dagegen eine 100Ah mit 600 Zyklen bei SoC0%. Die Batterie wird kaum bis gar nicht teurer sein. Eine Übersicht zu Batterien habe ich ja bereits veröffentlicht die genau diese Betrachtungsweise mit verrechnet. --> Link Danach sind die zyklenfesten Batterien nicht teurer und meist sogar preiswerter als andere. Gerade die Batterien mit wenigen Zyklen habe sich als die teuersten herausgestellt und die Betrachtungsweise "Was kostet eine Ah" führt auch nicht zu einem richtigen Ergebnis.
Ein weiterer Profit ist das erheblich geringere Gewicht.
Jedem dürfte einleuchten, dass 200Ah-AGM/Gel mehr wiegt als eine 100Ah hochzyklenfeste Alternative. Man spart etwa 50% an Gewicht. Nur noch besser kann das LiFe(Y)PO4, hier spart man etwa ein Drittel an Gewicht.
Aus ca. 64KG (AGM), 31,5kg (BK) oder ca, 20kg(LiFe) kann man die gleiche Energie entnehmen.
Die Verwendung von hochzyklenfesten Batterien schont auch die Umwelt.
Das lässt sich zum Einen über das geringere Gewicht erklären und zum Anderen über die längere Lebensdauer. Mag sein dass es nicht jeden interessiert, mich jedoch sehr. Es ist auch ein Unterschied ob Blei einer 200Ah oder einer 100Ah recycelt werden. Denn auch dieser Prozess kostet Energie die aufgebracht werden muss. Natürlich kann man nicht von Öko reden, aber die Ökobilanz ist definitiv besser wenn man kleinere Batterien über einen längeren Zeitraum nutzt.
Solange man seine zur Verfügung stehende Energie nicht überwiegend über den WR beziehen will, solange gibt es keine Probleme mit den zyklenfesten Bleibatterien. Tests in diesem Forum haben gezeigt, dass bei einer Entladung gemäß C10 die volle Energie vor Abschaltung des EBLs (10,5V) zur Verfügung steht. Üblich ist aber eher die C20 Entladung. Die Spannung wird also nicht ganz so stark wie bei der C10 Belastung einbrechen. Wer sein Essen lieber über Strom zubereiten will oder 30 Senseo-Pads am Tag durchbringt ist natürlich mit LiFe(Y)PO4 besser aufgestellt. Aber für den durchschnittlichen Womo-User trifft das vermutlich nicht zu. Hier sind kleine Ströme eher der Regelfall und das geht mit einer Bleibatterie durchaus wie die Vergangenheit gezeigt hat.
Nun, wo Licht ist, ist auch Schatten.
Nur von Vorteilen kann man nicht schreiben, es gibt auch einen Nachteile. Das kontinuierlich Fallen der Spannung wahrend des Entladeprozess. Je geringer die Spannung ist, umso geringer ist der Wasserdruck der Tauchpumpe. Das ist ein schleichender Prozess. Aber damit kann ich leben, denn es stellt in der Praxis kein wirkliches Problem dar, denn sobald Solar am nächsten Tag wieder Strom liefert, ist das Problem keines mehr. Verschweigen will ich es dennoch nicht. Das betrifft aber nur die Bleibatterien, LiFe(Y)PO4 ist hiervon ausgenommen, da sie über die gesamte Kapazität sehr spannungsstabil ist. Mir ist trotz deutlich reduzierter Spannung noch nie die Heizung ausgefallen. Ja, es gibt diese Fälle im Forum, aber das hat nichts mit der Batterie zu tun, sondern üblicherweise lag es an der zu schwachen Verkabelung.
Das Einzige an das man sich gewöhnen muss, dass das Voltmeter oder der Batteriecomputer auch mal weniger als 12V anzeigt. Das kennt man so von seinen alten Bleibatterien nicht.
Der Markt der Batterien hat sich aufgeteilt. Es gibt für jeden Anwendungsfall eine Lösung. Nassbatterien waren mal der Standard, hinzugekommen sind Gel, AGM und weitere. Zu den Starterbatterien sind mittlerweile zyklenfeste Starterbatterien hinzugekommen um den Start-Stopp-Anforderungen gerecht zu werden. Da ist es kein Wunder das man weiter über den Tellerrand schaut und sich bei der Industrie oder Stromspeichern umschaut. Gerade diese legen großen Wert auf die Haltbarkeit, weil Ausfälle und Austausch unproduktive und dadurch teure Zeiten sind. Als Endanwender haben wir heute eine gute Möglichkeit Informationen zu Alternativen zu bekommen. Es müssen nicht die alten Bekannten sein. Das Rad dreht sich nunmal weiter ... auch in der Batterieentwicklung. Man darf halt nur nicht so paranoid sein und alles anzweifeln.
Dies ist ganz bewußt kein Werbethread für die BK, sondern für hochzyklenfeste Batterien, wozu auch LiFe(Y)PO4 zählt.
Die Vorteile der anfänglich falsch verstanden unrealistischen 3000 Zyklen liegen auf der Hand, man muß nur verstehen welches Potential dahinter steckt.
Sachliche Kommentare und konstruktiver Austausch sind sehr erwünscht. Verschwörungstheoretiker die nicht mehr an die Langlebigkeit von Produkten glauben, bitte ich dazu einen Extrathread aufzumachen.
P.S. Gruß an Sunny
