Erstellt von Marcus Rönz | 07.06.2021
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Spannungsgeführte Batterie-Kapazitätsanzeigen sind je nach Last lediglich eine Schätzung. Du benötigst einen Shunt, der in beide Richtungen messen kann. Nur damit ist die Kapazitätsanzeige deiner Batterie zuverlässig.

Inhaltsverzeichnis:Die Kapazität einer Batterie findest du auf dem Außengehäuse aufgedruckt.
Jedoch ist die tatsächliche Kapazität von mehreren Faktoren abhängig:
  • Temperatur
  • Alter
  • bisherige Zyklen
  • Entladegeschwindigkeit / Last
Wie voll die Batterie ist, kann über die Spannung im Ruhezustand (mehrere Stunden nach der Ladung) abgeschätzt werden (gilt nicht für Lithium-Batterien). Je nach Größe der Batterie, Temperatur und angeschlossene Last ist die Kapazität nicht mehr über die Spannung einschätzbar.
Weiter unten gehe ich auf die verschiedenen C-Angaben genauer ein. Schauen wir uns zuvor einen richtigen Batteriecomputer/Batteriemonitor an.

So funktioniert ein Shunt

Batterie-Monitor mit Shunt Sensor Der Shunt kann sowohl fest anschließbar sein, oder als berührungsloser Hallsensor (kennst du von Strommesszangen) und misst den Strom zur oder von der Batterie. Der kleine Computer addiert oder subtrahiert dann die Kapazität und zeigt sie dir an. © Photovoltaik-Guru.de

Batterie-Monitor mit Shunt Sensor
Der Shunt kann sowohl fest anschließbar sein, oder als berührungsloser Hallsensor (kennst du von Strommesszangen) und misst den Strom zur oder von der Batterie. Der kleine Computer addiert oder subtrahiert dann die Kapazität und zeigt sie dir an.

Ein Shunt, an dem die Kabel fest angeschlossen werden, hat einen bestimmten Widerstand. Die Spannung fällt etwas ab, welche der Batteriecomputer als Leistung berechnen kann.
Wie das genau funktioniert, habe ich hier bereits umfangreich erläutert:
Lesetipp: Messshunt anschließen und einstellen - Photovoltaik Leistungsmesser

Weiter gibt es jedoch auch berührungslose Hall-Sensoren. Dabei wird das Batteriekabel durch den Sensor gesteckt. Ein ähnliches Prinzip wirst du von Stromzangen / Zangenamperemeter bereits kennen.

Zitat aus der Wikipedia: "Potentialfreie Strommessung (Stromsensor): Wird das Magnetfeld durch einen stromdurchflossenen Leiter oder eine Spule erzeugt, kann man potentialfrei die Stromstärke in diesem Leiter bzw. der Spule messen z. B. bei Stromzangen". Zitat Ende.

Linktipp zur Wikipedia: Hall-Sensor

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Der Batteriecomputer muss in der Lage sein, in beide Richtungen messen zu können. Alternativ können zwei Computer an einem Shunt angeschlossen werden, wobei dann jeder Computer eine Stromrichtung überwacht. Da dies jedoch eher immer etwas hinderlich ablesbar ist, solltest du einen ordentlichen Batteriemonitor nutzen.

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Produktinformationen: Der Smartshunt von Victron ist sehr genau und wird fest verbaut, d.h. zwischen dem Batteriekabel. Es gibt keinen Monitor, sondern wird per Smartphone-App mittels Bluetooth Verbindung aufgerufen.
Der andere Batteriemonitor hat einen Halleffektsensor, ist anfangs etwas umständlich zu bedienen und die Batteriekapazität, Ladeschluss- und Entladeschlussspannung muss eingestellt werden. Dazu schreibe ich dazu noch eine genaue Bedienungsanleitung (wird hier verlinkt).
Mit diesem Monitor bin ich bisher sehr zufrieden. Nachfolgend Bilder.

Mein Batteriemonitor und erste Erfahrungen

Batteriemonitor Angeschlossen an meiner 24V 80Ah LiFePo4 Batterie. © Wohnen-Heimwerken.de

Batteriemonitor
Angeschlossen an meiner 24V 80Ah LiFePo4 Batterie.

Shunt Hall Effekt Sensor In der Plus-Leitung verbaut. Hier ist die Richtung zu beachten und auf dem Messgerät mit einem Pfeil gekennzeichnet. © Wohnen-Heimwerken.de

Shunt Hall Effekt Sensor
In der Plus-Leitung verbaut. Hier ist die Richtung zu beachten und auf dem Messgerät mit einem Pfeil gekennzeichnet.

Die Erwartungen an den rund 40 Euro Computer war nicht sonderlich hoch und etwas enttäuscht hat mich die Einstellung der Batteriespannung und Kapazität. Hat man den Bogen erst mal raus, funktioniert das aber dann recht flott. Zudem muss man es ja nur einmal einstellen.
Wird die eingestellte Ladespannung von der Photovoltaik-Anlage erreicht, springt der Batteriecomputer automatisch auf die eingestellte Kapazität. In meinem Fall 80Ah. Zudem sieht man rechts unten, wie viel Strom generell über den Akku bereits ging.
Ich bereue den Kauf bisher also nicht.

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Da ich einen Lithium-Akku (LiFePo4 / LFP) nutze, ist die Kapazitätsanzeige auch sehr genau. Den gleichen Shuntcomputer nutze ich jedoch auch bei einer meiner anderen PV-Anlagen an einer Blei-AGM Batterie. Da die Batterie hohen Temperaturschwankungen ausgesetzt ist, sieht man das Problem von Bleibatterien. Daher veranlasst mich dies immer öfters dazu, von Blei in Solaranlagen abzuraten. Nachfolgend ist mir ebenfalls der Hinweis auf die C-Rate / C-Wert wichtig.

Batteriekapazität und der C-Wert

Steht das C vor oder nach der Zahl? Das ist hier die Frage.

Das C vor der Zahl, Beispiel C100

Häufig sieht man diese Angabe oft bei Blei-Batterien und das hat seine Gründe. C100 bedeutet, dass die Kapazität nach 100 Stunden Entladung erreicht ist.
Das lässt sich einfach berechnen.

Eine 90Ah C100 Batterie:
90Ah : 100h = 0,9A

Wird mit exakt 0,9A die Batterie entladen, so könnte man die ganze Kapazität der Batterie nutzen. Entlädst du mit mehr Ampere, wird die entnehmbare Kapazität geringer. Bei Bleibatterien spielt die Temperatur noch eine wesentliche Rolle. Diese sinkt bei tiefen Temperaturen gewaltig.
Aus all diesen Nachteilen eignet sich eine zu kleine Blei-Säure-Batterie eher nicht für die zyklische Anwendung in Solaranlagen oder Elektrofahrzeugen (E-Auto). Etwas geeigneter sind Traktionsbatterien / Blei-Gel / Blei-AGM, die dann häufig in elektrischen Golf-Caddies, Elektromopeds und andere Kleinfahrzeuge zu finden sind.

Das C steht nach der Zahl, Beispiel 3C

Hier steht die Zahl vor dem C. Das C steht für Kapazität (engl.: Capacity) und die Zahl zuvor gibt an, wie hoch die Rate ist. In unserem Beispiel 3C und wir bleiben bei einer 90Ah Batterie.

3 x 90Ah = 270A

Oft sind unterschiedliche C-Wert zwischen Ladung und Entladung für jede Batterie angegeben.

Auch Angaben wie 1/10C gibt es. Ein Zehntel der Kapazität in Ampere. Nehmen wir unsere 90Ah Batterie als fiktives Beispiel mit 1/10C:

1/10 x 90Ah = 27A

Beachte bitte immer das Datenblatt und die Herstellerangaben deiner Batterie. Du findest zu wohl allen Batterien alle Informationen auch im Internet.
Nach bestem Wissen und Gewissen.
Sonnige Grüße, dein

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