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bleibatterietypen

Bleibatteriearten

Offene Batterien sind solche, bei denen man die kompletten Elektroden ziehen kann (werden nur noch sehr selten benutzt). Bei geschlossenen Batterien hat der Plastiktrog einen Deckel, der fest mit dem Trog verbunden ist (verklebt, verschweißt). Es sind Öffnungen im Deckel, die einerseits das Entweichen von Gasen erlauben und andererseits für Wartungszwecke verwendet werden (Wasser nachfüllen, Säuredichte messen). Die verschlossenen Batterien sind hermetisch dicht, wenn man von einem Überdruckventil absieht (daher Valve Regulated Lead Acid). Bei verschlossenen Batterien sind Wartungsarbeiten praktisch unmöglich, sie verzeihen einem also keine Misshandlungen.

Bei den geschlossenen Batterien hat man flüssige Schwefelsäure zwischen den Elektroden. Bei Gel ist die Säure örtlich festgelegt, indem durch Zugabe von Kieselsäure eine puddingartige Masse erzeugt wird. Bei AGM (Absorber Glass Mat) werden die Elektroden durch säuregetränkte Glasmatten separiert.

Die Bezeichnung der Zellen ist von der Konstruktion der positiven Elektrode, der Art des Elektrolytes sowie der Bauform des Gehäuses abhängig. Das Bild ist nur eine Übersicht und ist nicht vollständig.

VLA = Ventilated Lead Acid ⇒ Batterie mit Zellenstopfen im Deckel
VRLA = Valve Regulated Lead Acid ⇒ wartungsfreie Batterie mit Überdruckventil

'S' am Ende = Standard
'V' am Ende = verschlossen ⇒ VRLA ⇒ Gel oder AGM
'O' am Anfang = ortsfest; Zellengehäuse stabil ⇒ nur Sicherung gegen Fall nötig

PzS = Panzerplatte; Zellengehäuse nicht fest ⇒ Zellen müssen in einen Trog
PzB = wie PzS, jedoch mit 'britischen' Abmessungen
OPzS = Ortsfeste Panzerplattenbatterie
OPzV = Ortsfeste Panzerplattenbatterie

EPzS = positive Panzerplatte, geschlossen
EPzV = positive Panzerplatte, verschlossen
Das 'E' steht sehr wahrscheinlich für den Hersteller Exide [wer da was weiß, bitte melden]

GIS = positive Gitterplatte, geschlossen; nicht zyklenfest
GiV = positive Gitterplatte, verschlossen; nicht zyklenfest

DCG = Deep Cycle Gel; relativ zyklenfest und wartungsfrei (also eine VRLA)

ECSM (Expanded Copper Stretched Metal) mit Kupfer-Streckmetall-Platte im Inneren der Elektroden. Hierdurch wird der Innenwiderstand der Elektroden abgesenkt und die Spannung knickt bei stoßartigen Belastungen etwas weniger ein. Kann man auch in einer PVA einsetzen, sind aber unnötig teuer.

Alle Batterien, die ein 'Pz' (Panzerplatte) im Namen haben, sind immer für PV-Anlagen geeignet. Bei den anderen Batterien muss man gegebenenfalls einen Blick ins Datenblatt werfen, um die Zyklenfestigkeit zu überprüfen.

Flüssigsäure

  • Zulässige Entladungstiefe: 50%
  • Ladeendspannung: 14,4V
  • Erhaltungsladung: 13,8V
  • Ausgleichsladung: 14,8V
  • Maximaler Ladestrom: C/5 generell langfristig nicht über C/10

Man unterscheidet zwischen 2 Arten: Nicht zyklenfähig: KFZ Starterbatterie (ungeeignet) Zykenfähig: Versorgungs/Solarbatterie z.B.(Banner Energybull, Moll Solar)

In Kraftfahrzeugen werden nur sehr kleine Entladungen für das Starten des Autos benötigt. Deswegen haben nicht zyklenfähige Batterie sehr kleine Bleiplattenabstände mit dünnen und fein strukturierten Blei Gittern. Dies ermöglicht eine hohen Startleistung für den Motor. Tiefe Entladungen von mehr als 20% entsprechen nicht dem Einsatzzweck dieser Batterien und haben eine kurze Lebensdauer zur Folge.

Zyklenfeste flüssigsäure Batterien haben dickere Bleiplatten mit größeren Plattenabständen und sind meist durch Vliesseperatoren getrennt. Die wirkt einem Kurzschluss der Bleiplatten durch Sulfaltierung entgegen. Normzyklentiefen von ca. 600 Zyklen SOC 50% können hier erwartet werden.

AGM

Absorbet Glass Mat

Nur allgemeine Richtwerte genaue Daten bitte dem Datenblatt der jeweiligen Batterie zu entnehmen

  • empfohlene Entladungstiefe: max 50%
  • Ladeendspannung: 14,2-14,8V
  • Erhaltungsladung: 13,4-13,6V
  • Ausgleichsladung: —
  • Maximaler Ladestrom: max C/3 Kurzfristige Langfristig nicht über C/5

Eine AGM Batterie gehört zum Type der VRLA-Akkumulator (valve-regulated lead-acid battery); Batterie mit Überdruckventil. Flüssige Säure wird hier in Vliesseperatoren gebunden, jedoch erfolgt keine Fixierung wie bei Gel wodurch kein lageunabhängiger Betrieb möglich ist. Durch den geschlossenen Aufbau sind die Batterien teils auch für den Innenraum zuglassen, da hier eine mögliche Gasung durch interne Rekombination im Normalfall vollkommen ausgeglichen wird. Der große Nachteil dieses Batterietype ist, dass bei starker Gasung das Gas durch das Überdruckventil entweicht und die Batterie wegen dem Wasserverlust austrocknet. Es wird daher empfohlen diese Batterien mit möglichst niedriger Ladeendspannung zu laden um ein schonendes Laden zu gewährleisten. Die zulässigen Ladespannungen allgemein varieren jedoch sehr stark da es unterschiedliche AGM typen mit unterschiedlichen Legierungen gibt. ohne konkretes Datenblatt kann man im Endeffekt keine konkrete Ausage treffen.

Leider ist AGM nicht gleich AGM. Es gibt sehr viele unterschiedliche Typen mit unterschiedlichen Einsatzgebieten. Allgemein kann man von einer Lebensdauer von 5 - 12 Jahre ausgehen, aber man muss in jedem Einzelfall das Datenblatt eingehend studieren. Diese konstruktive Lebensdauer gilt nur, wenn bei Ladung und Lagerung optimale Bedingungen gegeben sind.

Außer auf zu hoher Ladeendspannung reagieren AGM Batterie sehr empfindlich auf warme Einsatzumgebungen. Eine AGM Batterie sollte nur in gemäßigten Zonen, also nicht über 25 Grad, eingesetzt werden. Dies führt häufig zu Problemen, wenn die Batterie in ein Gehäuse eingebaut wird.

Hersteller werben auch mit Entladezyklen von mehr als 50%.

Davon ist im zyklischen PV Betrieb bei verschlossenen Batterien generell abzuraten. Das Hauptproblem der Normzyklenangaben in Kombination mit PV liegt darin, dass sich die Normzyklen auf einen Zyklus aus sofortigem Entladen und Wiederaufladung beziehen. In der Praxis einer PV Anlage ist dies aber selten der Fall, da meist in einstrahlungsschwachen Zeiten die Batterie tief entladen wird und nicht sofort wieder geladen werden kann. Dadurch kommt es zu einer Sulfatierung, welche in Folge dann unter Umständen eine Zellendrift zu Folge haben kann, die bei einer verschlossenen Batterie nur sehr schwer ausgeglichen werden kann.

GEL(normal)

Für Gelbatterien gelten die selben Eigeneschaften wir für AGM Batterien mit dem Unterschied, dass das Elektrolyt hier nicht im Vlies gebunden ist, sondern mit einem Silikat eingedickt wird (GEL). Eine Gellbatterie ist im Unterschied zur AGM Batterie säureschichtungsfrei durch fixierung. Die Ladefähigkeit der Gelbatterie unterschiedet sich von einer AGM durch einen geringeren zulässigen Ladestrom, da der Innenwiederstand größer ist. Daher ist dieser Batterietyp nicht schnellladefähig und er reagiert noch empfindlicher auf Ladung mit zu hoher Spannung. Ladespannung von über 14,4 V, auch kurzfristig, sind strikt zu vermeiden. Die Lebensdauer dieser ebenfalls verschlossenen Batterie ist im Vergleich zu einer AGM um etwa 1/3 höher, auch wiederum abhängig von genauen Typen. Sehr bekannte Vertreter dieser Sparte sind die Exide Sonnenschein Modelle

Generell muss man anmerken das Gel Batterie die besser verschlossene Batterien im Gegensatz zu AGM Batterien sind und hier zu bevorzugen sind

PZS

  • Zulässige Entladungstiefe: 80%
  • Ladeendspannung: 14,4V (Bezogen auf 12V System)
  • Erhaltungsladung: 13,8V
  • Ausgleichsladung: Abhängig von der Entladetiefe bis zu 16,5V(C/100)
  • Maximaler Ladestrom: C/5 kurzfristige Spitzen ⇒ generell langfristig nicht über C/10

PZS (Panzerplatten Batterien). Diese Speicher werden primär im industriellen Traktionsbereich(Staplerbatterie) eingesetzt wird. Die Säuredichte einer solche Batterie welche aus 2V Zellen zusammengesetzt ist 1,29.

Die Zyklenfähigkeit wird ca mit 1200Zyklen bei DOD80 angegeben. Die Haltbarkeit einer solchen Batterien liegt bei ca 10-12 Jahren.

neue PZS

Von der Anschaffung einer „neuen“ echten PzS Batterien für PV-Anlagen auf Grund des vergleichsweise geringen Preises zu OPzS Zellen ist aus mehrerlei Gründen abzuraten, da der Preisvorteil bei PzS hier nicht wirklich vorhanden ist. Mehr dazu um Kapitel OPzS

gebrauchte PZS

Oftmals sieht man solche gebrauchte Batterien in PV Anlagen, welche aus Staplerfahrzeugen stammen. Ob sich das preislich lohnt ist oftmals sehr schwer zu beurteilen da man leider nie exakt weiß in welchem Zustand man einen solche Batterie bekommt und wie sie zuvor behandelt wurde. Ohne einen Ordnungsgemäße Kapazitätstest mit Prüfprotokoll sollte man sich keine gebraucht PZS Batterie kaufen. Augenmerk ist hierauf zu legen welche C Werter die Kapazität zu Grunde liegt. Der Nennwerte eine euen PZS Batterie wird generell in C/5 angegeben. Gebrauchte werden mit Test oft mit 100% allerdings C/10 angegeben. Dies entspricht aber nur mehr 80% der Ursprugsleistung welches von Industrieseite für einen Austauscht spricht da die Kapazität unter 80% dann sehr schnell sehr stark abimmt. Man spricht hier ca von maximal noch 1/3 der Lebensdauer. Dies ist unbedingt bei dem preis einer gebrauchten Batterie zu Berücksichtigen

OPZS

OPZS(Ortsfeste Panzerplatten Batterien) Sind in der „Bleikategorie“ der ideale Speicher für PVAnlagen und für Energiespeicher. Diese Batterien werden schon seit Jahrzehnten für Stationäre Energiespeicher verwendet

Der Unterschied zwischen den zuvor erwähnten normalen PzS Zellen besteht ganz grob in folgenden Punkten

  1. Niedrigere Säuredichte
  2. Erhöhte Bleimenge bei selber Kapazität
  3. weniger Gasung
  4. weniger Wasserbedarf
  5. Erhöhte Lebensdauer >=20 Jahre
  6. Erhöhte Zyklenfähigkeit ca. 2500 Zyklen DOD 50
  7. Transparentes Zellgehäuse
  8. geringer Antimongehalt
  9. Kapazitätsangabe C10 oder C100/C120

Der Preis von OPzS Zellen ist zu PzS Zellen selber Kapazität etwas erhöhte. Doch der erste Anschein täuscht absolut.

Primäre resultiert der Preisunterschied daher, das eine PzS Zellen weniger Blei in den Zellen hat im Vergleich zur OPZS Zelle selber Kapazitöt, da eine PZS Zelle durch die erhöhte Säuredichte aggressiver auf die Bleiplatten wirkt und mehr Kapazität zur Verfügung steht. Eine OPzS wirkt hier vereinfacht gesagt „schonender“ durch die niedrigere Nennsäuredichte, deswegen benötigt sie auch eine größere Bleiplattenoberfläche. Dies sieht man auch wenn man im Speziellen da Gewicht eier OPZS Zelle mit einer PzS Zeller der Selben Kapazität vergleicht . Dieser massive „Mehrbleibedarf“ schlägt sich natürlich auch in einen erhöhten Preis der Batterie nieder, da die Menge des Bleis hier vorrangig den Preis bestimmt. Gleichzeitig aber bedeutet dieser erhöhte Bleiaufwand mehr Zyklen und eine erhöhte Lebensdauer durch die geringer Säuredichte. Somit ist das Fazit OPuS vs PzS im Vergleich zu PZS immer als solche zu sehen das man sich mit einer Ortsfesten OPzS trotz erhöhtem Ankaufspreis umgerechnet auf die Zyklen und Lebensdauer immer besser schlägt.

bleibatterietypen.txt · Zuletzt geändert: 2017/11/16 14:06 von pezibaer