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Akku-Technik Teil 14 – Lithium als Solarspeicher

Lithium als Solarspeicher

Die Lithium-Zelle in Verwendung als Solarspeicher setzt sich immer mehr durch. Der größte Vorteil ist, der wesentlich geringere Platzaufwand und das Gewicht. Baut man sich so einen Stromspeicher selbst, kommt er sogar günstiger als ein OPz Blei-Akku bei ähnlicher Zyklenzahl. Optimal ist der Einsatz in Wohnmobilen, da hier das Platzangebot immer problematisch ist. Wo man einen 2 kwh Blei-Akku eingebaut hat bekommt man leicht einen 5 kwh Lithium-Ionen-Akku hinein und das Gewicht ist gerade mal 1/5. Etwas mehr Volumen benötigt der LiFePo-Akku, das Gewicht liegt hier im Verhältnis knapp unter der Hälfte eines Blei-Akku. Bei OPz-Zellen halbiert sich der Faktor noch einmal. Das Bauen eines Lithium-Akkupaketes ist kinderleicht. Alle notwendigen Informationen erhält man beim Kauf der Komponenten im Shop.

Laderegler: 

Hat man schon eine Solaranlage mit Blei-Stromspeicher so kann man den Laderegler leider nicht mehr weiter verwenden, da die Ladekurve nicht für die Lithium-Zelle passt. Hier ist unbedingt ein Regler mit CC-CV Kurve zu verwenden. Es gibt schon Laderegler die eine stabile Ladespannung generieren, diese kann man auch verwenden, vorzugsweise mit programmierbarer Ladeendspannung. So ist man flexibler in der Anwendung. Da der Laderegler die Ladespannung nicht ausschalten kann, wie bei einem Ladegerät würde es auf Dauer der Zelle schaden. Um diese Schädigung zu unterbinden lädt man nicht auf die Ladeendspannung der Zelle hin, sondern bleibt 2-3/10 V darunter. Das gleiche gilt bei Backup-Systemen.

Lade.- ,Entladeparameter: 

Die Lithium-Zelle benötigt im Falle einer Lithium-Ionen-Zelle 4,2 V Ladeendspannung und im Fall einer LiFePo-Zelle 3,65 V. Ein sanftes Laden und Entladen verdreifacht die Lebensdauer und verringert die Wärmebildung. Also verbaut man so viele Zellen parallel, dass man bei maximalen Ladestrom des Ladereglers <0,5C der Zelle kommt. Beim Entladen sollte man zumindest 1C bei Belastung nicht dauerhaft überschreiten. Die Kapazität des Akkus ist von der Stromentnahme abhängig und bewegt man sich unter 1C so ist sie die Kapazität um 5-10% höher als bei 2C. Vorsichtig sollte man bei der Wahl das Standortes sein. Dieser sollte frostfrei und womöglich belüftet sein. Nicht weil hier Dämpfe entstehen, sondern um eventuelle Wärmeentwicklung abführen zu können.

Die Wahl der Zell-Type:

Um hier wirtschaftlicher zu agieren ist es bei Lithium-Ionen Zellen nicht notwendig auf hohe C-Werte zu setzten. Man muss ja sowieso ein Paket anfertigen und daher schafft man das schon bei 5-10A Entladestrom leicht. Bei den LiFePo-Zellen muss man darauf nicht so achten, diese Zellen vertragen <3 C ohne bedenken. Aber welche der beiden Typen sollte man jetzt nehmen. Will man einen Stromspeicher für eine kleine Ewigkeit (10-20Jahre) wird man sich für die LiFePo-Zelle entscheiden. Sie kostet leider das zweifache ist jedoch wesentlich gefahrenloser und hält sicher doppelt so lange. Legt man Wert auf Gewicht und Volumen wird man die Li-Ionen-Zelle wählen. Hier liegt es im Ermessen des Benutzers.

Lebensdauer:

Dieses Thema fürchtet jeder Zellen-Verkäufer, da es sehr umfangreich ist und es von vielen Parametern abhängig ist. In den Datenblättern kann man lesen nach wie vielen Zyklen eine Zelle ihre Kapazität zu 20% verliert. Folgt man den Anleitungen in diesem Blog wird man diese verdoppeln, wenn nicht sogar verdreifachen. Da jede Lithium-Zelle einen kalendarischen Alterungsprozess unterliegt und dieser nicht vorhersehbar ist, sind die Angaben zur Lebensdauer sehr wage. Also ob jetzt bei optimalen Einbau die Zelle 5, 10 oder 15Jahre hält ist einfach nicht vorauszusagen. Das gilt aber für Blei-Akkus gleichermaßen.