Blei Säure Akkus 'überwintern'

 
Erdorf
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Blei Säure Akkus 'überwintern'

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Gepostet: 17.04.2011 - 21:34 Uhr  ·  #1
Hallo zusammen,

nachdem ich im letzten Winter festgestellt habe das die Blei Säure Akkus bei niedrigen Temperaturen,
doch recht spürbar an Leistung und Kapazität verlieren,
möchte ich nun im Sommer eine selbst geregelte Heizung einbauen.

Den Tip hatte ich, von jemanden hier im Forum, Schwede war's glaub' ich...

Das habe ich vor:

+ Die Akkus werden komplett in Styropor eingepackt.
+ Im Sommer könnte man zu Not den Deckel abnehmen,
hoffe/denke das dies im Sommer nicht nötig wird, weil der Styropor ja auch vor Wärme schützt.
+ Ich wollte Heizfolie anbringen.
Ich habe 12 Zellen, ich wolle 12 x 3 Watt selbstklebende Folie anbringen:
Heizfolie

Das sind meine Fragen, die offenen Punkte:
+ reicht die Heizleistung von ca. 40 Watt?
Wenn ich im 'worst case' 40 Watt * 24 h rechne komme ich auf eine knappe KWh pro Tag.
Mehr darf ja sowieso nich aus der Batterie gesaugt werden,
sonst bekomme ich ganz andere Probleme ...
+ Wie kann ich das Ganze am einfachsten auf so 20 °C - 25 °C (+- 2 °C) regeln.
Wenn möglich nur einfache elektrische Lösungen.
Pulsen oder ähnlich ist bestimmt nicht zwingend nötig,
Selbstbau bei Elektronik ist mir zu ungewiss,
einen passenden Regler, käuflich zu erwerben würde schon gehen...
Nur welchen?

Vielen Dank schon mal jetzt für eure Hilfe und eure Tips ...

Gruß Frank
Erdorf
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Re: Blei Säure Akkus 'überwintern'

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Gepostet: 18.04.2011 - 19:30 Uhr  ·  #2
Hallo zusammen,

Ich habe folgenden Regler gefunden: THERMOSTAT-KAPILLAR
Dieser Regler erlaubt es die Temperatur z.B. auf 20°C einzustellen.
Er schaltetet bei Überschreiten dann die Heizfolie ab.
Laut Datenblatt würde er, so wie ich es verstehe, dann bei Unterschreiten von 17° C wieder die Heizfolie einschalten.
Der Regler arbeitet rein mechanisch, benötigt keinen Strom und verbraucht auch demnach keinen Strom.
Er kann 16 (4) A 250 V schalten was vollkommen ausreichend ist.

Weil es einfacher zu verschalten ist und weil ich dann etwas mehr Reserve habe überlege ich aktuelle
folgende Heizfolie zu verwenden: 12 x Heizfolie 24V 5 Watt

Zum Signalisieren dass gerade geheizt wird wollte ich z.B. diese 24 Volt LED verwenden und sichtbar neben dem Regler installieren.

Was meint ihr?

Danke Gruß Frank
XXLRay
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Re: Blei Säure Akkus 'überwintern'

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Gepostet: 18.04.2011 - 21:58 Uhr  ·  #3
Menelaos
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Re: Blei Säure Akkus 'überwintern'

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Gepostet: 18.04.2011 - 22:59 Uhr  ·  #4
Ich frage mich ob das ganze überhaupt sinnvoll ist?!

So eine Heizung kostet, wenn es wirklich kalt ist, unglaublich viel Strom. Diese Energie kommt natürlich aus dem Akku...

Eigentlich kann Kälte einer Batterie überhaupt nichts anhaben solange sie gut geladen ist. Wenn die Batterie voll ist, braucht man zweistellige Minusgrade um die Säure einfrieren zu lassen. Ist sie leer, sieht es anders aus. Letzteres ist es aber was auch in KFZ die Schäden verursacht. Die Leute fahren im WInter kurzstrecke, darum wird die Batterie nicht richtig geladen. Durch die tiefen Temperaturen verrringert sich die Kapazität und irgendwann is nicht mehr genug Saft drauf ...und DANN ERST kann die Kälte Schäden anrichten!

Ich denke, wenn du deine Batterie gut mit Wärmeschutzfolie und STyropor einbettest, wirst du keine Probleme haben wenn du darauf achtest, dass das Teil immer mindestens halb voll gelden ist.

Wenn deine Batterie regelmäßig geladen wird, entsteht ohnehin Reaktionswärme in den Zellen. Das sollte dicke ausreichen einige Grad Temperatur herauszuholen. Dann lieber die Isolierung sehr gut ausführen.

Gruß
Max
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Re: Blei Säure Akkus 'überwintern'

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Gepostet: 19.04.2011 - 13:34 Uhr  ·  #5
Danke schon mal an alle für die Rückmeldung.

Zitat geschrieben von XXLRay

Wenn du die Heizung aus deiner Akkubank speist, solltest du unbedingt einen Tiefentladeschutz vorsehen.


Hallo XXLRay,
das ist eine super Idee,
ich kann einen freien Lastausgang einer meiner Laderegler dazu verwenden.
Den kann ich so einstellen, dass die Heizung sich nur bei Spannungen >= 25.0 V einschalten kann.
Damit habe ich einen Tiefentladeschutz der bei 30% Entladung anspringt.
Außerdem habe ich dann auch einen Schutz falls die Spannung durch aktuell große Ströme einknickt.
Gefällt mir gut, danke für den Hinweis ...

Zitat
Ich frage mich ob das ganze überhaupt sinnvoll ist?!

Das Frage ich mich auch und die Frage ist zweifelsfrei berechtigt.

Ich muss jetzt, glaube ich, mal größer ausholen...

Mein Vater hat die Anweisung die Batterien nicht unter 25.0 V (Ruhespannung morgens) zu entladen.
Das macht bei normalen Temperaturen (20°C ... 25°C) 30 % Entladung aus.
Falls er 25.0 V unterschreitet, muss er aktiv mit Gasgenerator nachladen.
Es ist zwingend erforderlich ein hartes Limit vorzugeben,
weil mein Vater, bei einem weichen Limit, den Hang hat die Akkus viel zu tief zu entladen.

Im Sommer und in den Übergangsmonaten funktioniert das System sehr gut.
Im Winter funktioniert das System auch, jedoch muss zu oft aktiv nachgeladen werden.

+ es gibt weiger Sonne
+ die reale Akku Kappazität sinkt, aufgrund der niedrigeren Temperaturen
+ die Ruhespannung sinkt, aufgrund der niedrigeren Temperaturen

Belasse ich es bei den 25.0 V minimale Ruhespannung,
'sinkt' die scheinbare Nutzkappazität um ca. 60 % gegenüber den Sommermonaten ab.
Meinem Vater eine Temperatur abhängige minimale Ruhespannung an die Hand zu geben,
ist zu kompliziert und würde in der Praxis nicht funktionieren.
Aus diesem Grund möchte ich die Temperatur der Akkus auch in den Winter Monaten relativ konstant halten.
a) Erhöhung der realen Kappazität
b) Anzeige der realen Kappazität über die Ruhespannung funktioniert wieder.

Dem gegenüber steht natürlich die Entladung des Akkus, durch eine Heizung, z.B. über Nacht.
Diese Entladung ist natürlich umso geringer, je besser die Akkus wärmeisoliert sind.
Eine sehr gute Wärmeisolierung ist Vorraussetzung für das Heizsystem.
Es ist gut möglich, dass eine sehr gute Wärmeisolierung alleine schon ausreicht,
wenn dies der Fall sein sollte würde das Heizsystem aber nicht schaden,
weil es entsprechend selten aktiv wird.

Bei Problemen kann man ja immer noch das Heizsystem abschalten,
bzw. die Aktivierungsspannug höher, z.B. erst ab 25.2 Volt einstellen.

Ein weitere Punkt ist, dass ich die Änderungen im Sommer,
für den Winter umsetzten muss.
Im Winter selbst, sind gröbere Änderungen des Systems nicht mehr möglich,
erst im nächsten Sommer wieder.
Die Materialkosten für das Heizsystem sind vergleichsweise gering ca. 70 Euro,
es wäre nicht tragisch wenn sich das Heizsystem als 'verzichtbar' herausstellen würde.

Danke Gruß Frank
Schwede
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Re: Blei Säure Akkus 'überwintern'

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Gepostet: 19.04.2011 - 17:14 Uhr  ·  #6
Hi Frank,
wenn de Luftraum sehr klein ist und Du gut isolierst, reicht die Folie alle mal. Setze die Folie auf dicke Alufolie, die du großräumiger um die Akkus verteilen kannst. Die Heizfolie nicht direkt mit den Akkus in Berührung bringen (Luft aufwärmen ist sinnvoller, als den Akku punktuell zu erwärmen...). Ob es in deinen Breiten wirklich wichtig ist, weiß ich nicht, hier jedoch ist ja bei den Freizeithäusern im Winter ja auch mal mit mehr als -20° zu rechnen. Hier reicht die Wärmeerzeugung durch den Ladezyklus auch bei guter Isolierung allein nicht. Der Thermostat ist gut und sicher. Als Kontrollleuchte geht jede Led mit Vorwiderstand (lowcurrent mit 3,5kohm bei 24 V).
Für Schweden empfehle ich das alle mal, zumindest wenn die Häuser oder der Akkustandort nicht beheizbar sind oder werden... Wie auch immer, hier haben die Nutzer die Investition nicht bereut...und der Nutzen liegt in diesem Fall deutlich über dem "Stromverbrauch". Mehr Bums im Winter kann nicht schaden und die Lebensdauer wird erhöht, sofern die Heizung nicht den Akku leerlutscht. Aber Du nutzt ja einen Tiefentladeschutz.

Gruß Andre
Erdorf
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Re: Blei Säure Akkus 'überwintern'

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Gepostet: 20.04.2011 - 15:00 Uhr  ·  #7
Vielen dank Schwede für die Rückmeldung.

Du denkst also auch das 60 Watt ausreichen und der Temperatursensor passt.

Das mit der Luft erwärmen finde ich komisch,
immerhin sollen die Akkus warm gehalten werden und nicht 'nur' die Luft drum herum.
Gut die Luft wird früher oder später die Akkus auch heizen,
aber warum so kompliziert?

Ich wollte für jede der 12 Zellen eine 5 Watt Heizfolie kaufen und auf jede Zelle kleben.
Meine Zellen stehen senkrecht, sind gute 80 cm hoch.
Die Folie möchte ich so unten, so tief wie möglich, nicht am Boden, wegen Zerstörung der Folie,
natürlich direkt an die Zellen anbringen, dort soll die Wärme ja hin.
Als netten Nebeneffekt verspreche ich mir dann noch eine bessere Säure Durchmischung,
aufgrund der leichten, erstehenden Thermik.

Die 5 Watt pro Zelle sind im Vergleich der Masse einer Zelle: ca. 50 KG so gering,
das ich nicht glaube das es zu nennenswerten Temperaturunterschieden in der Zelle kommt.
Die Säure und die Bleiplatten, sollten die Wärme deutlich schneller verteilen können, als sie durch die Heizfolie entsteht.
So dass ich nicht von "punktueller Erwärmung" ausgehe.

Die Luft um die Zellen möchte ich dann lieber als zusätzlichen Isolator
zwischen den Zellen und dem Styropor 'sehen' und nicht als Wärmetransportmedium.

Zum Regeln möchte ich dann aber die Luft messen.
Insgesamt erwarte ich ein sehr Träges Wärmesystem,
das ich auch diesen 'Nachteil' als nicht soo kritisch ansehe.

Danke nochmal für deinen Post,

Was meinst du?

Gruß Frank
Menelaos
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Re: Blei Säure Akkus 'überwintern'

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Gepostet: 20.04.2011 - 20:57 Uhr  ·  #8
Nur um mal ein Verhältnis für die Wärmeentwicklung zu bekommen welche beim LAden entsteht, wäre es vielleicht mal ganz sinnvoll, sich den Widerstand der BAtterie auszurechnen. Das kann man ja machen wenn man den Widerstand der Kabel zur Batterie und den des Generators kennt. Wenn man das macht, kann man ermitteln, welche Verlustwärme in der Batterie bei welchen LAdeströmen erzielt wird. Dann hat man mal einen netten vergleich ob dazu, ob eine 5 Watt Heizung pro Batterie eher viel ist oder ehr "gar nichts"....ich tippe da eher auf letzteres. Wenn diene Batterie also regelmäßig und täglich geladen wird, wird die dadurch entstehende Wärmeleistung (sehr viel) größer sein als deine Heizung. Daher denke ich, dass die Heizung ansich gar nicht das ausschlaggebende ist, sondern vor allem eine sehr gute Isolierung der Batterie. Ich würde dafür gut dickes Styropor und auch wärmeschutzfolie aus dem KFZ verwenden. Die Luftschicht um die Batterie herum, da stimme ich Schwede zu, ist meiner Meinung nach aber sehr wichtig. Luft ist ein sehr guter Isolator. Wenn du 2 Pullover übereinander ziehst, ist es auch nicht der SToff ansich der dich wärmt, sondern das isolierend wirkende Luftpolster zwichen den beiden Pullis...! Styropor macht ja im Prinzip auch nichts anderes...das sind ja auch nur lauter Luftkugeln....

Gruß
Max
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Re: Blei Säure Akkus 'überwintern'

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Gepostet: 20.04.2011 - 21:35 Uhr  ·  #9
Hallo Max,

danke für die Anregung,

Die Akkus haben einen Wirkungsgrad von ca. 90 - 95 % oder es müssen 5 - 10 % mehr geladen, als entladen werden.
Pro Tag werden ca. 2 KWh entnommen. Davon also 10 % wären ca. 200 Wh Abwärme durchs Laden oder Entladen.

Wenn ich mit insgesamt 60 W z.B. 5 h zusätzlich heize wären das 300 Wh.

Der Vergleich reicht aus um festzustellen dass die 60 Watt in jedem Fall reichen
und in der Lage sind mehr Wärme zu produzieren als die eigene Erwärmung durch das Laden oder Entladen.

Was aber nicht bedeutet, dass eine sehr gute Isolierung alleine nicht auch ausreichen könnte.
Wir haben schon eine Teilisolierung vorgenommen:
von Unten, Hinten und von den Seiten Styropor:
Von Oben und von Vorne Decken. Das reicht definitiv nicht aus.

Ich möchte das Thema zweifelsfrei diesen Sommer abschließen und nicht nochmal,
dann nächsten Sommer nachbessern müssen...

Im letzten Winter kam es zu 'komischen' Effekten:
Gegen Nachmittag haben die PV Laderegler abgeriegelt weil die Akkus scheinbar voll waren.
Am nächsten morgen waren dann die Akkus doch scheinbar nicht soo voll?!
Ich habe dann die Spannungsfenster Temperatur korrigiert und die Aussagen relativierten sich.
Es ist mir lieber, die 'Überschussenergie' wird genutzt um die Akkus zu temperieren
das tut den Akkus gut, sorgt für mehr reale Kapazität und für einigermaßen konstante Spannungsfenster,
weniger komische Effekte und effizienterer Nutzung der Akkus.

Vielen Dank
Gruß Frank
Menelaos
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Re: Blei Säure Akkus 'überwintern'

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Gepostet: 20.04.2011 - 21:46 Uhr  ·  #10
WIe kommst du auf 90-95% Wirkungsgrad? Das glaube ich noch nicht so ganz...wodurch hast du das ermittel oder hast du das nur mal so angenommen?

Gruß
Max
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Re: Blei Säure Akkus 'überwintern'

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Gepostet: 20.04.2011 - 21:59 Uhr  ·  #11
Zitat
Das mit der Luft erwärmen finde ich komisch,
immerhin sollen die Akkus warm gehalten werden und nicht 'nur' die Luft drum herum.
Gut die Luft wird früher oder später die Akkus auch heizen,
aber warum so kompliziert?


Ok, ich nehme an, Du hast eine größere Akkubank. Diese wird wohl in einem Gehäuse plaziert werden, welches Du gut isolieren willst, oder es schon ist (Lüftung nicht vergessen, da Du ja offene Zellen verwendest, aber das ist dir bestimmt klar). Gut, ich habe mich mit dem Luftraum nicht klar ausgedrückt: nach einigem Experimentieren habe ich festgestellt, dass ein Luftraum zwischen einem halben und einem cm. sehr gut ist. Bei größeren Akkubänken sind die Heizfolien oft flächenmässig zu klein um die gesamte Akkubank relativ gleichmässig zu erwärmen. Daher habe ich die Heizfolien auf dicke Haushaltsfolie aufgebracht (je eine Folie auf beiden Seiten zum fixieren geht auch super!! und Klebeversuche sind überflüssig!!), die Wärmeverteilung ist gut. Auch reflektiert die Folie die Wärme zurück und unterstützt die Isolation. Eine Überhitzung ist mir noch nicht bekannt geworden, zumal bei mir immer mit TK geladen wurde. Im Sommer sollte jedoch zumindest die Oberseite entfernt werden... Und: Baue den Schalter vom Thermostaten NICHT in den Isolierbehälter ein... Hatte mir mal so eine Sauerei ansehen können... Erstaunlich was Knallgas so alles anrichtet... Ob Du in den Zellen damit eine Zirkulation in Gang bringst, glaube ich nicht aber Versuch...... klug und so weiter. Heizfolien direkt unter schwere Akkus kam nicht gut bei meinen Versuchen, da solltest Du aufpassen, falls Du es versuchen willst.
Ist wohl doch nicht so kompliziert, oder?? :D versuche mich nächstes mal klarer auszudrücken...

@Max
gerade die Ladeschwachen Zeiten machen Probleme. Ein hoch und Runter der Temperatur ist auch nicht das Beste. Daher habe ich dies in den nördlichen Breiten ca 10x eingebaut und bessere Ergebnisse erzielt. Frank hat mit seinen Beobachtungen genau das festgestellt, was mich zur Zusatzheizung bewogen hat. Wenn es in den Breiten nicht notwendig wird, umso besser. Für die Haltbarkeit von Akkus sind relativ konstante Temperaturn genauso wichtig, wie sich vor Tiefentladung zu schützen. Nun könnte das Argument der "Energieverschwendung" angefürt werden... Ich fand den Einsatz lohnend und die erste Anlage hat damit 7 Winter!! in Norrbotten gut überstanden, nachdem die erste Akkubank nach 2 Wintern nur mit Isolierung die Hufe hochgerissen hat..
Der Wirkungsgrad von Akkus bewegt sich in diesem Bereich, vorausgesetzt ich habe keinen Bleischrott... :D
Gruß Andre
Menelaos
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Re: Blei Säure Akkus 'überwintern'

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Gepostet: 20.04.2011 - 22:10 Uhr  ·  #12
Der Wirkungsgrad ansich schon...aber damit darf man ja nicht rechnen...oder?

Wenn man misst was vorne rein gehtund was man hinten wieder rasuholt und die differenz dann als Wärme betrachtet mag das wohl hinkommen...aber man muss das ganze ja von der ohmschen Seite betrachten...Wird der Ladestrom höher, geht auch der WIrkungsgrad runter, ebenso beim Entladestrom. Deshalb sollte man sich mal für einige Lastfälle den WIderstand des Akkus ausrechnen. Der Generator hat einen WIderstand, die Leitung und die BAtterie eben auch. Die Verluste teilen sich gleichmäßig entsprechend dieser WIderstände auf. Das hat aber noch nichts mit dem eigentlich Phänomen des WIrkungsgrades zu tun...meine ich jedenfalls.

In der Praxis glaue ich außerdem nicht an solche Traumwerte wie 95%. Bei uns waren es iommer so zwichen 70 und 75% maximal, bei Entladung mit hohem Strom teilweise weniger, mit nicht neuen Akkus definitiv noch viel weniger...

Max
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Re: Blei Säure Akkus 'überwintern'

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Gepostet: 21.04.2011 - 06:16 Uhr  ·  #13
Zitat geschrieben von Menelaos

Der Wirkungsgrad ansich schon...aber damit darf man ja nicht rechnen...oder?


Das stimmt irgendwie schon und doch nicht ganz. Wir sollten mit Wirkungsgradangaben prinzipiell etwas vorsichtiger umgehen. Besonders in komplexen Systemen...
Die Rechnung von Frak holpert etwas, aber es passt so ungefähr für das Teilsystem. Es ist eher ein Kennlinienversuch, als Wirkungsgrad. Ist hier aber im Teilsystem egal und die Wärmemengen könnten ungefähr stimmen.
Nun könnte Frank eine Kennlinie aufnehmen ( ist in Systemen immer besser als Wirkungsgrade zu berechnen), jedoch sehe ich den Sinn HIER nicht. Wenn die Lade- und Entladeverluste das Teil auf Temperatur halten, ok, wenn nicht kann ja geheizt werden.. und wenn nicht, ist nur das Problem, Papa zu erziehen, an kalten Tagen etwas sparsamer mit den gespeicherten Energieen umzugehen...

Und natürlich hast Du irgendwie recht : der Gesammtwirkungsgrad eines Systems errechnet sich ja aus den Verlusten... Dazu gehört in der E- Technik ja der Innenwiderstand. Nun, dieser ist (nicht nur) bei Akkus wechselnd, damit ist auch der Gesamtwirkungsgrad wechselnd, was das Teilsystem angeht. Genauso ist es mit den anderen Teilsystemen.. :( Daher ist eine Berechnung immer sehr schwer und oft unkorrekt. Ermittelt wird meist in geschlossenen Systemen unter definierten Bedingungen (Labor).
Hier liegt die Schwierigkeit... Ändert sich im System ein Teilsystem, ändert sich auch oft der Wirkungsgrad. PV- Module mögens kalt, Akkus wärmer, Generatoren sollten auch nicht so warm werden..... seufz... Daher sind ja auch die Verkaufsangaben für mich oft ein Lacher... Bei ein paar z.B. Grad mehr oder weniger kann es unglaublich anders (meist schlechter) aussehen.

Deine 70-75% (wenn wir uns nicht auf Wirkungsgrad als Begriff einigen :D ) bei Akkus scheinen mir sehr nach zu kleinen oder Starterakkus (Gitterplatte) auszusehen...???? Alles was unter 80% der eingespeisten Menge liegt deutet auf Fehler hin... (vom alten bis zum schrottigen Akku, oder oft zu kleine Kpazitäten...)


@ Frank:
Wenn die Heizleistung zu groß sein sollte, schalte die Dinger dann einfach in Reihe... Vielleicht siehst Du hier einen Umschalter mit vor... zum Experimentieren vielleicht geht das auch mit "zusammengerödelten" Drähten..
Erdorf
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Re: Blei Säure Akkus 'überwintern'

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Gepostet: 21.04.2011 - 11:01 Uhr  ·  #14
Zitat geschrieben von Menelaos

WIe kommst du auf 90-95% Wirkungsgrad? Das glaube ich noch nicht so ganz...wodurch hast du das ermittle oder hast du das nur mal so angenommen?

Gruß
Max


Hallo Max,
Die 90% - 95 % Wirkungsgrad haben die Akkus unter Labor Bedingungen.
Messen ist im Grunde unmöglich, u.a. deswegen weil es keinen klaren Punkt für "Akku voll" gibt.
Auch ist das ganze zu sehr von der Temperatur der Höhe der Stromzufuhr und Abnahmen und anderen,
in der Praxis nicht konstant zu haltenden Bedingungen abhängig.

Hier kann man meiner Meinung nach nur grob überschlagen um ein sich die Größenordnungen klar zu machen.

Auch ist es nicht korrekt dass die vollen 10 % in Wärme umgesetzt werden.
Ich schätze dass, insbesondere beim Laden ca. 50 % der verloren gegangenen Energie 'vergast' werden.
Beim Gasen dehnt sich die Flüssigkeit um ca. Faktor 1000 gegen den Äußeren Druck aus,
diese Energie muss aufgebracht werden und sorgt nicht für Erwärmung.

Wie auch immer,
es wird vieles besser und einfacher, wenn die Temperatur aktiv geregelt wird.
Wenn das aktive Eingreifen durch sehr gute Isolierung seltener wird, um so besser...

Gruß Frank
Erdorf
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Re: Blei Säure Akkus 'überwintern'

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Gepostet: 21.04.2011 - 22:15 Uhr  ·  #15
Hallo Max,

Noch eine Info zur Selbsterwärmung der Akkus:

Mit den alten Akkus: 24 V 500 Ah = 12KWh, ca. 400 Kg hatten wir mal im Sommer
etwas gröber experimentiert, um festzustellen, wann denn nun der Akku richtig voll ist.

Wie hatten aktiv, mit Gasgenerator immer weiter geladen.
Es stellte sich folgenden, stabile Situation ein:
30 V Akkuspannung und ca. 15 A Strom.
Wir haben diese Situation ca. 1 Stunde lang laufen gelassen und somit ca. 450 Wattstunden in den Akku eingespeist.
Der Akku wurde nicht warm (gefühlt),
aber er kochte und das war deutlich zu sehen und zu hören.
Mein Vater hatte auch mal während eines Festes diese Situation mehrere Stunden so laufen gelassen.
Keine Veränderungen der Spannung oder Ströme keine auffällige Temperatur Erhöhung.
Das hatte ich soo nicht erwartet und daraus geschlossen dass eine nicht unerheblich Menge an Energie vergast wird.

Noch etwas zum Innenwiederstand der Akkus.
Ich habe jetzt 24 V ca. 800 Ah = ca. 20 KWh Nennkapazität.
Der Innenwiederstand dieser Akkus zu messen ist nicht einfach, wie soll man dass den anstellen?
In erster Näherung ist der Innenwiederstand nahe Null!
Sprich die Spannung fällt erst mal nicht bei moderaten Belastungen.
Upps wenn man dann doch 30 Minuten lang moderat belastet sinkt die Spannung ja doch, z.B. um 0.1 V.
Und wenn man dann die Belastung weg nimmt und einfach wartet ist plötzlich wieder die Ursprungsspannung da.
Hmm, komisches elektrisches Gerät welche Werte nehme ich denn nun um den Innenwiederstand zu berechnen?

Also ich weiß nicht, bei Starterdbatterien gibt man den maximalen Kurzschluss Strom an.
Gut damit könnte man den minimalen Innenwiederstand berechnen z.B. 12 V / 300 A = 0.040 Ohm.
Der gilt dann aber nur am Anfang, weil die 300 A sehr schnell abfallen...

Wen ich mal überschlage und 1600 Ah gegenüber z.B. 63 Ah vergleiche,
könnten meine Akkus anfänglich z.B. wenige MilliOhm Innenwiederstand beim Entladen haben.
Nun nützt die Betrachtung des Innenwiederstand beim Entladen überhaupt
es um abschätzen zu können welche Wärmemengen entstehen?
Bei anfänglichen wenigen MilliOhm und dem Wissen das sich dieser Wert permanent ändert wohl nicht.

Was besser wäre, wenn man über einen längeren Zeitraum die zugeführte und entnommene Energie messen würde.
Das Verhältnis könnte man dann als 'Ladefaktor' für dieses System bezeichnen.
Ich nehme mal nicht das Wort "Wirkungsgrad" sonst bekomme ich wieder Ärger vom Schweden ...
Wie auch immer, die Differenz zwischen zugeführter und entnommener Energie wäre dann die Verlustenergie.
- Wenn man lange genug misst wäre es dann auch egal ob der Akku nun gerade voll ist oder nicht. -

Die Verlustenergie teilt sich dann in unbekannten Anteilen in Wärme, Gasen, Spaltungsenergie des Wassers
und vermutlich noch anderen übersehenen Anteilen auf.
Tja bei Strömen bis zu 100 A habe ich noch kein günstiges Gerät gefunden
dem ich zutraue zuverlässig, im Dauerbetrieb, zugeführte und entnommene Energie aufzuzeichnen.
Oder so: es war bisher immer günstiger das Geld z.B. in mehr PV oder eben jetzt die Heizung zu stecken ...

@all
Danke für die Diskussion,
Das Forum ist für mich eine echte Bereicherung,
Wie viel einfacher und sicherer ist es, solche Themen mit fachlich guten Leuten durch zu denken.

Gruß Frank
Menelaos
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Re: Blei Säure Akkus 'überwintern'

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Gepostet: 22.04.2011 - 01:23 Uhr  ·  #16
Moin Frank,

Zum ermitteln der Daten könntest du zum beispiel einen tuningy verwenden...ok...bei 100 A wird es da eng.

http://cgi.ebay.de/Turnigy-Pow…3a5b98b004

...und das dann wiedrum einmal am Eingang, einmal am Ausgang...aber da ist man dann acuh schon bei gut 100 Euro und ich denke mal das ist es nicht wert nur um den "Wirkungsgrad" zu bestimmen, zumal das Teil nur bis zu einer betsimmten zahl durchzählt. Je nach Version sind es maximal 5 bis 50 Kwh...das ist bei dir ja ncht so sehr lange...aber es wäre auf jeden fall mal eine Möglichkeit.

Ich habe auch 2 von den Dingern und finde die echt prima.

Damit haben wir auch unsere Akkus überprüft damals und bekamen die Bestätigung dass sie total hinüber waren.

Schwede hat Recht, es waren alte Busbatterien die Peter von der Arbeit mitgebracht hatte. Irgendwann konnte man laden ohne ende aber entladen ging dann ganz schnell, Wirkungsgrad zum Schluss unter 30% und dann gabs Zellenschluss und nichts ging mehr...aber für umsonst alle Mal gut zum testen.

Auf jeden Fall kann man mit sowas sehr schön den Zustand seiner Akkus überprüfen.

Ok...aber wir schweifen ab (und ich bin Schuld) :-D
Schwede
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Re: Blei Säure Akkus 'überwintern'

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Gepostet: 22.04.2011 - 06:25 Uhr  ·  #17
Zitat geschrieben von Menelaos

Zum ermitteln der Daten könntest du zum beispiel einen tuningy verwenden...ok...bei 100 A wird es da eng.


Ja, das ist genau das Problem bei großen Energiespeichern..... Die Meßfehler werden hier beim Einsatz von Meßtechnik zu moderaten Preisen oft groß.... In dem Fall, der für Frank relevant ist, scheinen mir seine angewandten Mittel ein guter Kompromiss zu sein. Der Zustand der Batterie, Säuredichte, Ladeschlussspannung bei Temperatur "X", usw. ist schon sehr Aufschlussreich.

Zitat
Oder so: es war bisher immer günstiger das Geld z.B. in mehr PV oder eben jetzt die Heizung zu stecken ...


Technik ist manchmal schön und auch nützlich, aber wir haben ja noch einen Kopf....., was Du sehr gut bewiesen hast. So eine Anlage ist KEIN Kinderkram und Du scheinst sie sehr gut im Griff zu haben..... RESPEKT!
Den Innenwiderstand wirst Du wohl nur indirekt ermitteln können. Ist aber auch egal. Wenn Du hier "Auswertedaten" für was auch immer haben willst, suche dir relevante Daten, die für deine Betriebszustände wichtig sind und erstelle Kennlinien. Sollten diese erheblich Abweichen, hast Du schon eine sehr gute Fehlersuchbasis. Das ganze ginge auch ohne Computer in Listen und handgezeichneten (Punkte verbinden kann ja wohl auch jeder selbst) Diagrammen, falls notwendig.

Zitat
Wir haben diese Situation ca. 1 Stunde lang laufen gelassen und somit ca. 450 Wattstunden in den Akku eingespeist.
Der Akku wurde nicht warm (gefühlt),
aber er kochte und das war deutlich zu sehen und zu hören.


Wow, hätte ich nicht gedacht. Jedoch: vielleicht war an dem Tag ja die Umgebungstemperatur höher und ihr konntet nichts fühlen.... Obwohl bei den Teilen und den Bums als Einspeisung hier vielleicht wirklich nur 2-3° (nicht) zu "fühlen"waren. Das Gasen "frisst" ja viel der joulschen Energie...

Vielleicht wäre mal eine Messung der Elektrolyttemperatur interessant als Anhaltspunkt und eine Kontaktmessung der Batteriehülle...

WICHTIG: Spare nicht bei der Isolierung, denke an Entgasungsöffnung.. und eine Wartungsöffnung sollte sich leicht entfernen lassen. Ich habe immer mit Deckeln gearbeitet, die leicht abzunehmen waren. Im Sommer gab es dann nie Probleme mit Überhitzung.
UND: Isoliere unten am Besten mit einem "harten" Isolierstoff, sowas wie Glas- oder Steinwolle wird zerdrückt und die Isoliereigenschaften verschlechtern sich DRAMATISCH!!!, da die Luft fehlt...

Viel Spaß beim Bauen und ich bin sehr interessiert, was bei deinem Teil rauskommt. Denn eine Akkubank der Größe ist nicht alltäglich und kann für kleinere Anlagen super Feldforschung sein.

Gruß Andre
Erdorf
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Re: Blei Säure Akkus 'überwintern'

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Gepostet: 22.04.2011 - 11:45 Uhr  ·  #18
Hallo zusammen,

Auf Anregung von Max möchte ich mir nochmal genauer die Größenordnungen der Wärmemengen klar machen.

Ich habe geschätzte 200 Wh pro Tag an Eigenerwärmung und mögliche 300 Wh pro Tag über eine Zusatzheizung.

Die 12 Zellen der Akkus wiegen (ich habe nochmal genau nachgeschaut) 480 Kg und
haben ein Volumen von 12 X 101mm x 198mm x 685mm (Füllhöhe) = 164 Liter.
Die Säure wiegt 1.28 kg/l, Blei hat 11.3 kg/l

Also:
1) 11.3 kg/l * VBlei + 1.28 kg/l * VSäure = 480 Kg
2) VBlei = 164 Liter - VSäure

Zusammengesetzt:
11.3 kg/l * (164 Liter - VSäure ) + 1.28 kg/l * VSäure = 480 kg
1853,2 kg - 11.3 kg/l * VSäure + 1.28 kg/l * VSäure = 480 kg
10.02 kg/l * VSäure = 1373,2 kg
VSäure = 137 l
VBlei = 27 l

Prüfung:
137 l 1.28 kg/l + 27 l * 11.3 kg/l
175 kg (Säure)+ 305 kg (Blei) = 480 kg -> OK

hmm, aus dem Bauch heraus hätte ich 2/3 Gewichtsanteil Blei, also 320 Kg angenommen,
die Rechnung hätte ich mir sparen können ...

Wie auch immer die Wärmekapazitäten:
Blei: 0,129 kJ/kg K
Schwefelsäure: 1,386 kJ/kg K (Dichte 1,8356 kg/l)
Wasser: 4,187 kJ/kg K (Dichte 1)
Batterie Säure 3,5 kJ/kg K (Dichte 1,28 kg/l, geschätzte 3 Teile Wasser + 1 Teil Schwefelsäure)

Die spezielle Wärmekapazität dieses Akkus wäre:
305 kg (Blei) 0,129 kJ/kg K + 175 kg (Säure) * 3,5 kJ/kg K = 652 kj/K
(1 kj = 1000 Nm = 1000 Ws = 1/3.6 Wh)

-> 181 Wh / K

Anders ausgedrückt: Ich muss 181 Wh Energie aufbringen, um den Akku um ein °C zu erwärmen.

Es wird ganz schön eng, liegt aber alles in der abgeschätzten Größenordnung.

Wenn ich geschätzte 500 Wh am Tag zur Verfügung habe,
dann kann ich damit die Temperatur um so etwa 3 °C erhöhen.
Und die Isolierung muss so gut sein, dass sich der Akku nicht mehr als 3 °C pro Tag abkühlt.
Ich verlasse mich jetzt einfach mal auf die positiven Erfahrungen vom Schweden,
werde sorgfältig isolieren und das ganze über einen scharfen Tiefentladeschutz "abdeckeln".
Im Herbst wird es erste Ergebnisse geben, im neuen Jahr dann das Fazit.

Gruß Frank
Menelaos
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Re: Blei Säure Akkus 'überwintern'

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Gepostet: 22.04.2011 - 21:42 Uhr  ·  #19
Klasse Rechnung......die aber leider davon ausgeht, dass die ganze erzeugte Wärme für immer vorhanden bleibt...das bedeutet du rbauchst eine perfekte Isolierung....alleine schon durch die Belüftung der Zellen wir das aber so nicht ausreichen...bzw. der Effekt wird sehr gering sein.....ich zweifle noch immer, ob es sinnvoll ist den ganzen Aufwand und die Kosten für die Heizung aufzuwenden um die Batterie 2 oder 3 Grad wärmer zu halten...wenn überhaupt...

Ich denke weiterhin, dass eine gute Isolierung ausriecht bzw. die Heizung nicht sooo viel mehr bringt....zudem werden dann auch noch zusätzliche Zyklen gefahren (oder soll das nur mit Überschuss geacht werden?- wohl kaum) und das ist ja auch nicht geade gut für den Akku...bzw. sinnvoll...

Ich will dir das ganze aber auch nicht ausreden, versuche nur mal aufzuzeigen dass die Heizung meiner Meinung anch nicht viel bringen wird...aber das ist auch nur meine persönliche Meinung, belegen kann ich es nicht und schaden wird es wohl kaum (außer eben die zusätzlichen Zyklen)

Gruß
Max
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Re: Blei Säure Akkus 'überwintern'

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Gepostet: 23.04.2011 - 06:57 Uhr  ·  #20
@ Max
Natürlich betritt Frank hier Neuland. Im Gegensatz zu meinen Lösungen, handelt es sich um eine ganzjährig aktive Anlage, die um Größenordnungen über den Anlagen liegt, die ich so betreut habe. Bei mir ging es um Erhöhung der Lebensdauer durch Heraufsetzung der Umgebungstemperatur. In meinen klimatischen Breiten sind im Winter die extremen -Celsiusse für Akkus schädlicher, als einige "Mehrzyklen". Auch kam bei der von mir angewandten Ladetechnik immer nur eine Gasungssteuerung (jeder 3. Zyklus bei ab ca. 15%) dazu, wenn auch etwas zu laden war. Das verhinderte bisher Schichtung und ungleichmäßige Korrosion an den Elektroden. Die Zusatzheizung war hier die einzige Last im Winter, mal abgesehen von einer, in nur einem Fall, Arlamanlage. Diese war jedoch so stromsparend (1,8mA Ruhestrom), dass ich damit erst garnicht gerechnet habe.
Die Entlüftungsöffnung kann als Thermosyphon ausgeführt werden und kann geringe Durchmesser haben. Wichtig ist nur, ich bekomme die Gase meist nicht komplett raus und muß entsprechend vorsichtig sein. Selbst bei Anwendung von Rekombinatoren ist das Problem nicht komplett aus der Welt zu schaffen... Aber ein Betreiber von größeren Akkubänken sollte damit umgehen können...
Noch mal zu den von mir erreichten Temperaturen bei einer Beispielanlage:24V / 300Ah, Gewicht ca 300Kg??? (hab ich nicht mehr genau im Kopf und ich will nicht nachschlagen (immer noch 56k- Zeit) ) Heizleistung 30 / 60W umschaltbar, Isolierung 25cm + Holzkiste 2,5 cm, Wärmekoeffizienten müsste ich nachsehen, war aber sehr gut..
Der Besitzer hatte div. Logger. Bei -36°C über mehrere Tage konnten die Akkus auf 12° gehalten werden.
Außerdem denke ich sogar noch weiter und versuche für die nächste Anlage einen Luftsolarkollektor für die Heizung mit zu integrieren. Hier reicht besimmt ein Teil von max. 1qm. Auch denke ich darüber nach, falls mal wieder Windkraft mit dazu kommt, den Dumpload auch mit heranzuziehen.

Wie gesagt, ob es zur Kapazitätserhaltung oder im Winter Steigerung bei "aktiven" Anlagen beiträgt weiß ich nicht, jedoch ist das Experiment für die Forengemeinde sehr interessant. Und ich bin mehr als gespannt.

@ Frank
Die Folien kleben wie der Teufel, also gut überlegen wo anbringen!!! Daher kam auch meine Idee mit der Alufolie..... Probiere die Hysterese deines Schalters aus, hatte inmal einen, der hatte 5 Grad!!! Nachjustieren geht bei den Teilen vielleicht auch, wenn es sich nicht um eine Produktionsumstellung handelt, aber sei vorsichtig.
Falls es nicht klappt, die Folien nehme ich dir ab (Funktionstüchtig), wenn Du willst..

Gruß Andre
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