Erstellt von Marcus Rönz | 26.01.2020
Springe zum gewünschten Bereich innerhalb dieser Seite: Startähnliche ThemenKommentare
Unterschiedliche Akkus und Kapazitäten in der Solaranlage? Manches funktioniert. Im ersten Teil der Blei Akku mit unterschiedlichen Kapazitäten in der Reihen- und Parallelschaltung.

In den meisten Solaranlagen haben wir entweder Blei, Li-Ion, LiFePo4 oder auch OPzS Akkus. Und in dieser Beitragsreihe möchte ich klären, wie und welche Zellen und Kapazitäten man miteinander mischen kann. Zudem gehe ich genauer auf die Entladekurve, Ladeschlussspannung, Parallel- und Reihenschaltung ein.

Teil 1: Blei Akkus und der Mix unterschiedlicher Kapazitäten

Die Blei-Fraktion: altbewährte Blei Batterien im Mix

Bisher waren die Blei Akkus die wohl günstigste, einfachste und sicherste Speichertechnik in der Photovoltaik. Schaut man sich die Lebensdauer und die Ladezyklen an, wird klar, dass vor allem Li-Ion Akkus bereits das bessere Preis-Leistungs-Verhältnis bieten.
Blei Akkus sind jedoch unkompliziert, sehr sicher und der Mix unterschiedlicher Kapazitäten ist nicht unbedingt gravierend.

Lesetipps:Wir nehmen an:
Unsere 24V Solaranlage benötigt zwei 12V Blei Akkus in Reihe.
Damit wir die Kapazität des Speichers steigern, können wir weitere Akkus nutzen. Haben diese unterschiedliche Kapazität? Kein Problem - bis zu einem gewissen Maß.

Blei Akkus: Reihenschaltung, Parallelschaltung, Kapazität Mix Wie wirds gemacht? Reihenschaltung und Parallelschaltung von 12V Blei Akkus mit unterschiedlichen Kapazitäten. © Wohnen-Heimwerken.de

Blei Akkus: Reihenschaltung, Parallelschaltung, Kapazität Mix
Wie wirds gemacht? Reihenschaltung und Parallelschaltung von 12V Blei Akkus mit unterschiedlichen Kapazitäten.

Erläuterung zum Bild:

Auf der linken Seite:
Die einfache Standardverdrahtung für 24V. Da die Kapazitäten unterschiedlich sind, wird beim Entladen der Akku mit der höheren Kapazität eine höhere Spannung haben als der kleinere. Bei Blei-Akkus mag das nicht ganz so gravierend sein wie z.B. bei Li-Ion. Beim Laden jedoch kocht der kleinere Akku schneller (Knallgas-Entwicklung/Wasserstoff).
Das geht auf die Lebensdauer und es muss Wasser nachgefüllt werden. Bei Wartungsfreien bzw. Gelakkus ist dies nicht möglich und führt zum baldigen Tot der kleinen Batterie.



Tipp: bei nur geringen unterschieden der Kapazität kann hier ein Balancer genutzt werden (weiter unten im Text). Ansonsten sollte nur geringere Abweichung der Kapazität überhaupt Anwendung finden. Besser ist es, dies generell zu meiden.

Mittleres Bild:
Ist im Grunde dasselbe wie das linke, nur das parallel noch einmal der gleiche Fehler eingebaut ist.

Rechtes Bild:
Dies funktioniert. Da die Kapazität der unteren (kleineren) Akkus geringer ist, fließen hier andere Ausgleichsströme. Im Gewissen Maß ist das in Ordnung. Wird jedoch sehr viel Leistung aus den Akkus bezogen, müssen die Kabelquerschnitte ebenfalls angepasst werden. Der Unterschied darf trotzdem nicht zu hoch sein. Ein 50Ah Akku und ein 100Ah sollten nicht parallel geschaltet werden.
Zudem kann der Laderegler durch erreichen der Ladeschlussspannung abschalten, obwohl der dickere Akku noch nicht voll ist.

Lade- und Entladestrom bestimmt den maximalen Differenzunterschied

Je höher ein Akku belastet wird, desto mehr Energie wird verschwendet. Ist eine kleine Last angeschlossen, funktioniert die Parallelschaltung bei unterschiedlichen Kapazitäten ideal.

Das Gleiche gilt auch für das Laden.
Ein hoher Ladestrom (Ampere) treibt den kleineren Akku schneller an seine Ladeschlussspannung. Die Ausgleichsströme erhöhen sich. Bei einer größeren Photovoltaikanlage sollten die Kapazitäten der Akkus nahe beieinander liegen. Fließt nur wenig Strom, kann die Differenz der Kapazität auch höher ausfallen.

So funktioniert der Mix:

Da die Akkus mit geringerer Kapazität schneller leer sind, müssen diese parallel geschaltet werden. Dann fließen die Ströme vor allem aus den Akkus mit höherer Kapazität und von den kleineren Akkus ein geringerer Strom.

Beim Ladevorgang ist das umgedreht.

Die kleineren erreichen schneller eine höhere Spannung und es fließt mehr Strom von den kleinen zu den größeren.

Stelle dir das ganze vor wie ein 5L und ein 10L Eimer vor. Der kleinere ist schneller voll und auch schneller leer. Und nur in der Parallelschaltung fließen die Ausgleichsströme, damit alle Akkus in der Schaltung anständig geladen werden.

Abhilfe bei geringen Kapazitätsunterschieden oder Akkuzustand:
Je älter oder sulfatierter der Akku ist, desto höher ist der Innenwiderstand oder desto geringer ist die Kapazität.
Hast du zudem nicht die Möglichkeit gleiche Akkus in Reihe zu schalten, helfen sogenannte Balancer. Diese versuchen ein Spannungsgleichgewicht zwischen zwei oder mehr Akkus herzustellen. Das nennt man Balancen.

Dieser Ausgleichslader ist auch bei mir in Betrieb und arbeitet bisher zuverlässig. Hast du 48V Sytsemspannung der Solaranlage, benötigst du 3 davon.

Bild(er) von Amazon.de / Werbung
Dieser farblich gekennzeichnete Abschnitt enthält Werbelinks.
Mehr ansehen


Beachte: Es gibt Balancer für unterschiedliche Spannungsbereiche. Der Akkutyp ist entscheidend. Ein Li-Ion Balancer funktioniert natürlich nicht für 12V Blei Akkus.

Selbstbalancing bei Blei Akkus:
Das gute an Nass-Säure-Akkus, also nicht die Wartungsfreien oder Blei-Gel/Blei-Vlies ist, dass leichtes Kochen erwünscht ist. Da ein 12V Akku aus 6 Einzelzellen besteht, wird ein internes Ungleichgewicht des Ladungszustand so ausgeglichen.
Hat man zwei möglichst gleiche Akkus in Reihe geschaltet (Beispiel 24V), dann köchelt meist der eine eher als der andere. Auch hier wird das Ungleichgewicht der beiden 12V Akkus ausgeglichen.

Manche Laderegler können ein automatischen Zellenausgleich starten. Das macht mein Victron Laderegler einmal im Monat selbstständig. Dieser erhöht einfach die Ladespannung.
Bild(er) von Amazon.de / Werbung
Dieser farblich gekennzeichnete Abschnitt enthält Werbelinks.
Mehr ansehen


Simple Überwachung ungleicher Spannungs-/Ladezustände:
Es gibt kleine Voltmeter, welche du an jeden einzelnen Akku anbringen kannst. Diese kosten nicht viel und verbrauchen nur sehr wenig Strom (meist um die 20mA). Es hilft dir, um driften zu erkennen. Es ist sinnvoll die bei in Reihe geschalteten Akkus einzusetzen. Die dazu parallel geschalteten benötigen das nicht. Bei 24V (2x12V) sind also zwei Voltmeter sinnvoll.

Bild(er) von Amazon.de / Werbung
Dieser farblich gekennzeichnete Abschnitt enthält Werbelinks.
Mehr ansehen


Gut und wichtig zu wissen: Es entsteht Wasserstoff / Knallgas! Der Raum muss gut belüftet sein. Offenes Feuer oder Rauchen ist tabu!
Beim Kochen verdampft nur das destillierte Wasser, welches man regelmäßig kontrollieren und wieder auffüllen sollte. Die Schwefelsäure verdampft dabei nicht.
Mit sogenannten Säureheber kann das auch überprüft werden. Mittels destillierten Wasser kann eine zu hohe Säuredichte kompensiert werden.

Bild(er) von Amazon.de / Werbung
Dieser farblich gekennzeichnete Abschnitt enthält Werbelinks.
Mehr ansehen


Bei der Säureprüfung sind säurefeste (Gummi) Handschuhe und Augenschutz zu tragen! Die Schwefelsäure frisst!

So geht es weiter..

Im nächsten Thema zu dieser kleinen Akku-Serie geht es um Li-Ion Akkus. Das wird dann hier verlinkt.

Nenne mir deine Erfahrungen und Themenwünsche! Vielleicht hast du auch Verbesserungsvorschläge?
Nach bestem Wissen und Gewissen.
Sonnige Grüße, dein

Deine Meinung ist wichtig! | Kommentar verfassen

Hinterlasse deinen Kommentar. Beachte die Regeln & Nutzungsbedingungen.

Hinweis:
Du kannst erst kommentieren, wenn die Speicherung von Cookies zugelassen wurden. Die gespeicherte Cookie-Information identifiziert dich beim nächsten Besuch wieder und zeigt dir den Status deines Kommentars.
Nach dem zustimmen muss diese Seite neu geladen, damit das Formular zum kommentieren hier erscheint. Verwende diesen Link zum erneuten Laden dieser Seite, wenn du Cookies akzeptiert hast: Seite neu laden

Neuste Kommentare erscheinen oben. Kommentare sind Meinungen der Nutzer.
Diese Seite nutzt Cookies. Datenschutz ansehen Cookies zulassen
Am Seitenende unter Cookies kannst du deine Entscheidung jederzeit widerrufen.