Berechnung der benötigten Akkukapazität von Powerstationen oder Caravanakkusystemen
Die Akkukapazität von mobilen Powerstationen oder (Caravan-)Akkus wird in der Regel in Wattstunden (Wh) und Amperestunden (Ah) angeben.
Ein Hersteller von 12Volt LiFePO4 Akkus aus dem Caravanbedarf gibt in seinen Datenblatt z.B. folgende Werte für sein Akkusystem an:
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Kapazität in Ah |
Kapazität in Wh |
|---|---|
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105Ah |
1344Wh |
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200Ah |
2560Wh |
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300Ah |
3840Wh |
Doch wie weiß man, wie viele Wattstunden man benötigt?
Dazu ein paar Rechenbeispiele:
1.Beispiel Kompressorkühlschrank oder Kühl-/ Gefrierkombination ohne Invertertechnik
Bei der klassischen Bauform dieser Geräte wird der Kompressor über ein Thermostat intervallweise eingeschaltet, so dass je nach Gerät, Füllgrad, eingestellter Temperatur und Umgebungstemperatur etwa 15 Minuten Laufzeit pro Stunde zusammen kommen. Die Leistungsaufnahme dieser Geräte kann am Typenschild, welches sich häufig im Inneren des Kühlraumes sich befindet. Typisch sind Werte (je nach Gerätegröße) von 100-150Watt
Laufzeit
0,25*24 = 6 h Laufzeit pro Tag
daraus ergibt sich folgender Bedarf
6h*150W = 900Wh pro Tag
2.Beispiel Heizungsanlage mit klassischen Ölbrenner und Umwälzpumpen
Die Leistungsaufnahme der Heizungsanlage und der einzelne Pumpen können an den Geräten an den Typenschildern abgelesen werden. Die Laufzeit der Heizung und der Pumpen ist natürlich vom jeweiligen Gebäude und dem Heizverhalten der Bewohner abhängig.
In diesen Beispiel nehme ich folge Werte an:
-
Heizung 400W + 30W Ölpumpe; 8h Laufzeit pro Tag
-
Umwälzpumpe ungegregelt 50W; 24h Laufzeit pro Tag
daraus ergibt sich folgender Bedarf
8h*430= 3440Wh
24h*50W = 1200Wh
Gesamtbedarf 4640 Wh pro Tag
3. Beispiel Kofferradio
Ein Kofferradio mit einer Leistungsaufnahme von 15W wird pro Tag 4h benutzt.
daraus ergibt sich folgender Bedarf
4h*15W = 60Wh pro Tag
4. Beispiel LED Leuchtmittel E27 5W
Ein Lampe mit einer Leistungsaufnahme von 5W wird pro Tag 2h benutzt.
daraus ergibt sich folgender Bedarf
2h*5W = 10Wh pro Tag
5. klassische Filterkaffeemaschine
Eine Kaffeemaschine mit 1100W wird 20 Minuten pro Tag genutzt.
daraus ergibt sich folgender Bedarf
20 Minuten = 0,33h
0,33h*1100W = 363Wh pro Tag
Fallstricke die es zu beachten gilt:
Zu diesen Werten muss dann noch der Eigenbedarf des Wechselrichters/ der Powerstation und dessen/ derer Wirkungsgrad berücksichtigt werden.
Hat ein Wechselrichter z.B. einen Eigenbedarf (Stand-By Bedarf) von 2W, so ergibt sich pro 24h Betrieb immerhin ein Eigenverbrauch von 48Wh.
Moderne Wechselrichter erreichen einen Wirkungsgrad von typischerweise 85...95% , sprich wird ein Gerät mit 1000W Leistungsaufnahme betrieben so ergibt sich eine Entnahme aus dem Akku von bis zu 1150W durch die Verluste des Wechselrichters.
Je nach Akkuchemie (Blei, LiFePO4 etc.) kann ein Akku nicht zu 100% entladen werden ohne Schäden davonzutragen (Faustformel bei Blei etwa 50% und bei LiFePO4 etwa 80-90% Entladung möglich)
Soll also der Kühlschrank aus Beispiel 1) zwei Tage betrieben werden so kämen folgende Posten zusammen
Bedarf Kühlschrank 1800Wh
+
Bedarf Wechselrichter 96Wh
+
Zuschlag Wirkungsgrad 270Wh
2166Wh +20% Restkapazität welche nicht entnommen werden kann ohne den Akku zu schaden
=
2600Wh Akkukapazität pro 48h benötigt.
Will man nun einen Akku vom anfangs genannten Hersteller benutzen, um den Kühlschrank zwei Tage autark zu betreiben ohne z.B. via einer Solaranlage den Akku nachzuladen, so müsste man zum 300Ah Modell greifen um genügend Reserve zu haben.