Mein "Zyklenirrtum" beim Akkuvergleich (Blei-Lithium)

  • Hallo Leute
    Diese Überlegungen sind gedacht für diejenigen, die sich mit der eventuellen Anschaffung von Lithiumbatterien befassen und ...die noch immer so „blöd“ sind wie ich bis vor kurzem war :oops: . Nachdem ich in letzter Zeit wegen meiner Solaranlage gedanklich etwas „elektrisch unterwegs“ war, hatte ich einen Gedankenblitz, den ich euch nicht vorenthalten möchte.

    Wer sich mit den Lithiumakkus befasst, wird irgendwann einen Kostenvergleich anstellen. Zentrale Größe ist dabei die Zyklenzahl.
    Beispiel für Lebensdauerangabe:
    Bei 50% Entladung 5000 Zyklen, bei 70% Entladung 3000 Zyklen, bei 80% Entladung 2500 Zyklen

    Die falsche Rechnung
    Das wird dann verglichen mit der Zyklenzahl von Bleibatterien. Die Zyklenzahl wird häufig gleichgesetzt mit Lebensdauer. Und auch in diesem Forum habe ich schon Rechnungen gefunden, die beispielsweise so aussahen.
    5000 Zyklen: 5000 / 365 Tage = 13,7 Jahre
    2500 Zyklen: 2500 / 365 Tage = 6,8 Jahre
    500 Zyklen (Blei): 500 / 365 Tage = 1,4 Jahre
    „Logische“ Schlussfolgerung: Eine Batterie, die doppelt so viele Zyklen schafft, die hält auch doppelt so lange. Dann noch die Anschaffungskosten vergleichen und schon weiß ich, ob sich das „rechnet“ (ich weiß, es gibt noch weitere Dinge zu bedenken :wink: )
    Meine Vermutung ist, ich bin nicht der einzige, der bisher so gedacht hat (oK, vielleicht bin ich es ja doch). Aber leider: Alles Blödsinn!

    Die bessere Überlegung.
    Ich versuche mal, das an Hand der Betrachtung einer Lithiumbatterie mit 100 AH zu erklären (bei Lithium gibt es bessere Herstellerangaben).
    Bei obigem Gedankengang bleibt völlig unberücksichtigt, dass die Zyklenzahl sich auf Grund der unterschiedlichen Entladungstiefe ergibt.
    5000 Zyklen bedeuten, ich kann die Batterien 5000 mal um 50% entladen. Das sind 5000*50AH=250000 AH
    2500 Zyklen bedeuten, ich kann die Batterien 2500 mal um 80% entladen, das sind 2500*80AH=200000AH
    Und diese Energiemenge ist die wesentliche Vergleichszahl, die bezüglich der Akkunutzbarkeit interessant ist. Wieviel Energie kann ich während ihrer Lebenszeit in die Batterie hineinstecken und wieder herausholen? In welcher tatsächlichen Zeit das letztlich passiert, ist eigentlich wurscht und sowieso bei jedem unterschiedlich.

    Die Litiumbatterie, die mit 5000 Zyklen angegeben ist, hält also NICHT doppelt so lange wie eine mit 2500 Zyklen, sondern, wenn wir die 2500 Zyklen als 100 % annehmen, lediglich 25 % länger (100%/200000AH*250000AH= 125%).
    Oder anders herum, die mit 2500 Zyklen hält nicht halb so lange, sondern sie hält 80% von der mit 5000 Zyklen. In gleicher Weise muss natürlich auch die Bleibatterie verglichen werden.
    Und schon sieht der Kostenvergleich in € unter dem Strich etwas anders aus.
    Aber die meisten von euch werden das immer schon so betrachtet haben, oder :wink: ?
    Gruß Restler

  • Nun, was an deiner Rechnung nicht so ganz stimmt, du vergleichst ja die Daten ein und der gleichen Li-Batterie bei unterschiedlichen Entladetiefen. Wenn man die mit 80% mehr stresst, dann kommt unter dem Strich weniger Nutzkapazität raus. Das ist doch plausibel und erst mal kein Widerspruch.

    Vergleiche mal in deiner Rechnung Bleibatterien mit 50% Entladezyklen mit LiFeYpo bei 50%!

    Gruß, Holger

  • Holger, ich wollte auf einen weit verbreiteten Denkfehler hinweisen.
    Natürlich muss ich nur EINE Zyklenzahl der Lithiumbatterie mit der Bleibatterie vergleichen, wenn ich die beiden vergleichen will. Das ist doch sebstverständlich. Die Bleibatterie hatte ich doch erwähnt.
    Ich habe die zwei Werte einer Batterie genommen, weil man auch dabei gut zeigen kann, dass doppelte Zyklenzahl (bei der jeweiligen Entladetiefe) eben NICHT doppelte Lebensdauer bedeutet.
    Ein Trugschluss könnte z.B. auch lauten: wenn ich den Lithiumakku immer bis 80% entlade, dann hält er nur halb so lange, als wenn ich ihn nur immer bis 50 % entladen würde. Und die Überlegung wäre genauso falsch.
    Ist garnicht so leicht, etwas zu erklären.
    Gruß Restler

  • ...Einwurf von einem Elektrodeppen:

    Wenn die Bleibatterieen so schlecht bei den Vergleichen abschneiden, wieso haben dann meine popeligen 130 AH Starterbattereien, die ich beim Schrotter als trocken überlagerte, von Bosch als unverkäuflich deklarierte Ware für je 61 DMARK damals gekauft habe, 15 Jahre in meinem 609 D ausgehalten, ehe sie ersetzt werden mussten?

    Sie waren in Reihe geschaltet und wurden nur von der Lima in 24 V aufgeladen, versorgten Licht und 2 Shurflos mit 24 V und ein paar kleinere Sachen (Kühlschrank- und Gasboilersteuerung, Piezo-Zündungen von Kühli, Kocher und Heizung, Autoradio, PC Anschluss) mit 12 V über einen 30 Amp verkraftenden Spannungswandler aus dem LKW-CB-Funk.
    Also jeden Fahrtag gabs nen Zyklus....aber sie waren nicht besonders hoch belastet...also Entladung nur bei einer Woche frei stehen an die 30-50%.

    Mit dem LKW-Womo das gleiche Prinzip, nur mit 2 x 170 AH. Da konnte ich die Lebensdauer nicht so weit verfolgen, weil ich das Auto nach 6 Jahren mit den ersten Batterien verkauft und aus den Augen verloren hatte.

    Ach so, die Leitungen waren immer reichlich dimensioniert...Ladeleitung = Starterkabel 50 mm Alu bezw im LKW 70 mm Kupfer, zum Spannungswandler 10 mm Kupfer...zu den Pumpen 4 mm Kupfer...sonst 2,5 mm.

  • Ich denke es hängt viel von den Belastungszyklen ab.
    In meiner alten Kabine hat die 140Ah Solar-Nassbatterie 10 Jahre gehalten und hatte dann noch 70% Kapazität.
    In der neuen war die vergleichbare 130Ah Batterie nach 6 Jahren platt, obwohl sie genauso (gut) behandelt wurde.

    Unterschied: auf der neuen Kabine ist ein 180W Solarmodul, so dass jeden Tag immer ordentlich nachgeladen wird.
    An trüben Tagen, oder bei leichter Abschattung, liefert Solar vielleicht nur 2-3A. Der Kühlschrank wenn er dann läuft braucht 4,5A. D.h. dadurch gibt es Entladezyklen, die in der Ausphase des Kühlschranks gleich wieder nachgeladen werden.
    Ich habe die Vermutung, dass gerade diese vielen kleinen Zyklen der Batterie geschadet haben. Beweisen kann ich das aber nicht.

    Gruß, Holger

  • Zitat von holger4x4

    Ich habe die Vermutung, dass gerade diese vielen kleinen Zyklen der Batterie geschadet haben. Beweisen kann ich das aber nicht.

    Ich denke nicht, dass es daran liegt. Meine Vermutung ist eher, dass du mit Solar auf dem Dach schlicht mehr verbraucht hast. Möglicherweise öfter genutzt, vielleicht auch ein weiterer/stärkerer Verbraucher. Deshalb hast du dir das Teil doch drauf gemacht, weil du dich dann nicht so einschränken musst. Und dann sind wir wieder bei der möglichen Gesamtentnahmeleistung über der Lebenszeit. Vielleicht dann blöderweise noch eine Tiefentladung und schon gibt es Riesenunterschiede in der Lebensdauer.
    Gruß Restler

  • Nein, an den Verbrauchern hat sich nichts wesentlich geändert. Vorher war es ein Waeco Kompressor Kühlschrank, jetzt ein Kissmann. Die 180W Solar hab ich nur drauf gemacht, weil ich billig dran gekommen bin, sonst hätte ich nur 100W gekauft.
    Aber egal, das ist Geschichte, und so bin ich zur LiFeYPo gekommen :wink:

    Gruß, Holger

  • Zitat von ThomasFF

    Wenn die Bleibatterieen so schlecht bei den Vergleichen abschneiden, wieso haben dann meine popeligen 130 AH Starterbattereien ... 15 Jahre in meinem 609 D ausgehalten ...

    Erstens habe ich nicht geschrieben, dass die Bleiakkus schlecht abschneiden. Ich habe nur geschrieben, was man beim Vergleich beachten sollte. Zweitens ist deine Frage zwar rhetorisch, aber dennoch ....

    Bisher hatte ich versucht zu erklären, warum doppelte Zyklenanzahl NCHT doppelte Lebensdauer bedeutet.
    Für die jenigen, die von den bisherigen Zahlen noch nicht genervt sind, noch ein weiterer, wie ich finde, sehr wichtiger Aspekt für den Vergleich von Blei- und Lithiumakkus.
    Meine bisherige Berechnung des nutzbaren Energieinhaltes über die Lebensdauer gilt nur für EINEN Spezialfall, der eigentlich nur selten eintreten dürfte. Nämlich für den Fall, dass die Akkus bei ihrer Verwendung genau die Kapazität haben, die für sie angegeben ist. Aber ist das auch so? Bei mir eher nicht.
    MEIN Beispiel:
    300AH sind angegeben unter der Voraussetzung, dass ich den Akku in 20 Stunden zu 100% leer ziehe. Meiner Meinung nach ein Ettikettenschwindel, denn ein Bleiakku sollte ja möglichst nur zu 50% entladen werden. Wieso steht dann ein Wert drauf, den ich als Kunde garnicht nutzen soll? Bei 100% Entladung wird er es nicht lange machen. Ok, ist im Moment nebensächlich.
    In 20 Stunden wären meine Akkus bei einer Entladerate von 15 A zu 100 % leer. Ich entnehme aber bei mir in der Regel weitaus kleinere Ströme bis hin zu Null (Solar). Und bei geringerer Stromentnahme kommt bedeutend mehr aus meinen Akkus. Jetzt kommt der Peukertexponent zum tragen, über den mich die Unterlagen zu meinem Batteriecomputer aufgeschlaut haben. Den muss man beim Einrichten des Batteriecomputers eingeben, bei Bleiakkus 1,25.
    Bereits wenige Tage nach der Nullung (bei voll geladenen Batterien wird automatisch oder manuell resettet) kann man auch am Batteriecomputer ablesen, dass die Entladetiefe in % und die entnommenen AH sich immer mehr unterscheiden, und zwar massiv. Wenn ich jetzt 3 Tage nach der „Nullung“ auf 100% zu entnehmende AH hoch rechne, dann liege ich bei ca 450 AH (ich habe aber nur 300AH verbaut).
    Es gibt da einen schönen „Peukert-Rechner“
    http://en.wikipedia.org/wiki/Peukert's_law
    (unten bei "external links" die zweite Zeile)
    Für meine 300AH heißt das für EINEN Zyklus
    Verbrauch konstant 30A, hält 8,4h und liefert 252AH bis komplett leer (nutzbar 252*0,5=126AH)
    Verbrauch konstant 15A, hält 20h und liefert 300AH bis komplett leer (nutzbar 300*0,5=150AH, das entspricht der Angabe)
    Verbrauch konstant 5A, hält 79h und liefert 395AH bis komplett leer (nutzbar 395*0,5=197AH)
    Verbrauch konstant 2A hält 248h und 496AH (nutzbar 496*0,5=248AH)
    Das wären immerhin 248AH statt 150AH, die ich bei flüchtigem Hinsehen bei meinen verbauten 300AH vermuten würde!
    Gemein ist, dass es sich um unterschiedliche Exponenzialkurven handelt und nicht um lineare Abhängigkeiten.

    @TFF So kommen vermutlich die von dir erwähnten vielen Jahre Lebensdauer bei der Bleibatterie zu Stande. Selten gebraucht und wenn, dann minimale Stromentnahme. Da brauchst du ewig, bis du die „brauchbare“ Lebensleistung erreicht hast. Dass sie nicht vorher durch Sulfatierung verreckt ist, kann Zufall sein (Plattenabstand?) oder/und sie war immer gut geladen. Dazu kommt, dass du bei solch geringem Stromanspruch garnicht merkst, dass sie für Normalbeanspruchung bereits lange Schrott wären.

    Wieder zu Peukert. Bei Lithiumakkus liegt der Peukertwert um 1,15 (laut victron energy). Für 200AH Lithium (könnten evtl. 300AH Blei ersetzen, wären aber bereits tierisch teuer) sähe das dann aus wie folgt. Ich setze jetzt voraus, dass die Nennkapazität genauso wie bei Bleiakkus für eine Entladedauer für 20 Stunden an gegeben ist. Habe ich aber bisher noch nirgends bestätigt gefunden.
    Verbrauch 30A, dauert 6h und liefert 169AH bis 100% leer (nutzbar 169*0,8=135AH)
    Verbrauch 15A, dauert 12h und liefert 188AH bis 100% leer (nutzbar 188*0,8=150AH)
    Verbrauch 5A, dauert 44h und liefert 222AH bis komplett leer (nutzbar 222*0,8=178AH)
    Verbrauch 2A, dauert 127h und liefert 255AH bis komplett leer (nutzbar 255*0,8=204AH)

    So und was sollen jetzt die vielen Zahlen?
    Jeder sollte sich vor einem Vergleich klar machen, was er üblicherweise für einen Verbrauch hat. Ich zum Beispiel backe mit meinen 12V weder Brot, noch lasse ich eine Klimaanlage laufen oder heize mein Wasser mit 12V bei stehendem Motor. Bei meinen Kleinverbrauchern, die meist nicht einmal gleichzeitig laufen, und die noch ein wenig von Solar unterstützt werden, werde ich netto eher bei 2 oder 3A Konstantverbrauch liegen. Das bedeutet für MICH, bei Ersatz von 300AH Blei durch 200AH Lithium (was ja bereits tierisch teuer wäre) könnte ich bei Dauerverbrauch um die 2A ca 21% (248:204) mehr aus meinen jetzigen Bleiklötzen pro Zyklus saugen als aus der neuen Lithiumbatterie!
    Na, wenn das keine Überraschung ist.

    Um für MEINEN Fall mit der Bleibatterie gleich zu ziehen, müsste ich in noch mehr Lithium investieren. Dann würde auch der Gewichtsvorteil weiter schmelzen (3x100AH Blei = 62,5 kg, 200AH Lithium bei victron energie bereits 42kg).

    Natürlich sind bei so vielen Parametern bezüglich Verbrauch und verbauter Akkukapazität tausende von Varianten denkbar, und die Ergebnisse werden unterschiedlich sein, aber ich denke, man sollte es berücksichtigen, um keine Überraschung zu erleben.

    Klar, die Lithium-Akkus sind über die Lichtmaschine schneller wieder geladen, aber wenn meine Bleiklötze tatsächlich leer sind, kann ich da vermutlich mit laufendem Motor zu Beginn auch 70 oder 80A rein schieben (hab es noch nie gemessen). Und für diesen (seltenen) Fall müsste ich die Akkus dann auch nicht im Stand komplett laden, bei der Stromstärke reichen zunächst 10 oder 20 Minuten. Voll werden sie dann irgendwann wieder durch Solar oder durch Fahren.

    Hoffentlich habe ich jetzt keine Rechenfehler gemacht. Hat wahrscheinlich sowieso kaum jemand bis hier gelesen :) .
    Gruß Restler

  • Zitat von restler

    .... Hat wahrscheinlich sowieso kaum jemand bis hier gelesen :) .
    Gruß Restler


    Du bist ein kluger Mensch. :wink:
    aber ich bin sicher das es Leute gibt, die das aufsaugen.

    Gruß
    Peter

    Ich habe viel aus meinen Fehlern gelernt, ich glaube ich mache noch einen.

  • Zitat von restler

    Hat wahrscheinlich sowieso kaum jemand bis hier gelesen :) .
    Gruß Restler

    Doch, mindestens ich. :) Aber ich werds noch zwei drei mal lesen müssen (wie die vorigen posts auch) das ichs wirklich verstehe. :D

    LG,
    Beni

    You weren't born just to pay taxes and die...
    One life, live it!

  • Zitat von holger4x4

    Schöne Rechnung, nur baut sich keiner 300Ah rein wenn er nur 2A an Last hat :roll:

    Holger, dass du aber auch immer widersprechen musst :) . Ich habe geschrieben, die 2 A seien die NETTOentnahme. Natürlich habe ich ohne Sonnenunterstützung auch mal bis zu 8A, aber das ist nicht die Regel (z.B Kühlschrank + Fernseher + Licht). Sehr oft geht die Entnahme tagsüber aber auch runter bis 0. Und diese geringen Werte sind es, die die mögliche Entnahme in die Höhe treiben (Exponenzialfunktion).
    Lies es an deinem eigenen Batteriecomputer ab, wenn das Fahrzeug in Gebrauch ist. Mein Victron BMV 600 zeigt mir den Ladezustand (SOC, im Moment 89,5%) und die entnommene Enrgie (CE, im Moment -48,3AH). Daraus errechne ich, wenn ich mit dieser NETTOentnahme so weiter mache, kann ich insgesamt 460AH entnehmen. Wenn die Sonne nie scheint, ist der Saft nach 4-5 Tagen auch futsch. So daneben find ich die 300AH gar nicht.
    Allerdings habe ich geschrieben, das sei für EINEN Zyklus. Das ist eigentlich nicht ganz korrekt, ist etwas mehr. Denn es geht auf dem Weg zur vollständigen Entladung zwischendurch auch wieder (etwas) Solarstrom in die Batterie. Aber die Kernaussage stimmt. Es wird deutlich mehr Strom entnommen bis sie leer ist, als man nach den offiziellen Werten erwarten würde.
    Und übrigens, ich freue mich, wenn du mit deiner Lithiumbatterie zufrieden bist :) .
    Gruß Restler

  • Zitat von dreamteam

    Doch, mindestens ich. :) Aber ich werds noch zwei drei mal lesen müssen (wie die vorigen posts auch) das ichs wirklich verstehe. :D

    Dito!
    Wobei bei meinem Nutzungsgegenheiten (Leichtbau, kurze Ladezeiten, dafür viel Strom) nur LiFePo in Frage kommt, selbst wenn dieser Akku unwirtschaftlicher ist. Aber super, wenn jemand sich so intensiv in ein Thema hinein kniet und dann auch noch versucht, seine Überlegungen in 'allgemeinverständliche Form' (ok, ich brauche noch ein bißchen Zeit dafür :roll: ) zu bringen und auf Rückfragen eingeht! Danke, Hans-Jörg!

    Gruß
    Leerkabinen-Wolfgang

    die nächsten Festivitäten in http://www.Bodenheim.de:

    03.-05.05.2024: Leerkabinen-Treffen

    erstes Juni-WE (07.-10.06.2024): Weinfest - Stellplatz nicht nutzbar

    dritter Sept.-Samstag (21.09.2024): Weinprobe in den WeinbergenStellplätze und V+E vorhanden! Bei Fragen eMail/PN an mich

  • Zitat von colt

    gnmiMB tbbh nv mbMB b GB hnhjmk l r
    ŕñ5BGB! mtj B kzt uMumm MHz nvm

    Hallo Colt,
    deine Tastatur hat wohl einen Schaden - da kommt im Moment nur Müll raus! :evil:
    Bitte dringend erneuern!

    Gruß
    Herby

    Probier's mal mit Gemütlichkeit

  • Zitat von ThomasFF

    ... ist schon ok, der gute Revolver gibt nur das wieder, was er verstanden hat.....hihihi

    Der war gut!!!!!!!!!

    Ich habe viel aus meinen Fehlern gelernt, ich glaube ich mache noch einen.

  • Lifepo4 hat eigendlich einen ganz anderen Vorteil ! Wärend bei Blei die Quallitäten immer schlechter werden und viele Ladegeräte nicht auf den jeweiligen Typ abgestimmt sind so stört es den lifepo4 Akku überhaupt nicht. Gerade im mobilen Bereich fristen die Bleiakkus ein erbärmliches Leben. Da wird mit 150 Ah Wasser und Kaffe gekocht.Der Akku hat viel zu geringen Ladestrom und an Ausgleichsladen ist überhaupt nicht zu denken. Nimmt man nur Licht so benötigt man kein lifepo4. Will man aber Gewicht sparen und große Geräte betreiben so kommt man nicht drumherum . Gerade wird an einer deutschen Uni ein Dauertest gefahren mit 30 mal laden und entladen pro Tag. Sie sind schon bei 9000 Zyklen. Bei Blei wäre da in einem Monat das Licht aus.

Jetzt mitmachen!

Mit einem Benutzerkonto kannst du das womobox Forum noch besser nutzen.
Als registriertes Mitglied kannst du:
- Themen abonnieren und auf dem Laufenden bleiben
- Dich mit anderen Mitgliedern direkt austauschen
- Eigene Beiträge und Themen erstellen