Hallo zusammen,

Das Verhalten eines Blei Säure Akkus ist sehr speziell.
Es ist nur sehr schlecht z.B. mit dem Verhalten eines einfachen Flüssigkeitstanks zu vergleichen.

Aus diesem Grund gibt es immer wieder Verständnisprobleme.
Ich will versuchen das Verhalten des Blei Säure Akkus zu verdeutlichen,
ohne im Detail auf die chemischen Hintergründe einzugehen.

Folgendes Modell (Annahme) beschreibt die Effekte recht gut:

Der Blei Säure Akku besteht intern aus zwei Energie Speichern.
1. primärer Speicher: wenige, jedoch freie und schnell verfügbare Ladungsträger auf/in den Bleiplatten
2. sekundärer Speicher: der große Energiespeicher der Schwefelsäure, langsam verfügbar

Das kann man mit einem Wassertank vergleichen der intern zwei Tanks hat:
1. primärer Speicher: mit gefiltertem Wasser, schnell und direkt zugänglich
2. sekundärer Speicher: mit ungefiltertem Wasser der über einen Feinfilter mit dem primären Speicher verbunden ist

Beim Entladen passiert nun folgendes:
Die Ladungsträger aus dem primären Speicher werden entladen.
Hierdurch entsteht ein Spannungsgefälle das dafür sorgt,
dass sich langsam die Schwefelsäure im sekundären Speicher zersetzt.
Der sekundäre Speicher füllt dann den primären Speicher langsam auf.

Warum langsam ?
1. die chemische Reaktion ist nicht beliebig schnell.
2. Wenn die Oberflächen der Bleiplatten sulfatiert oder klein sind,
können die im sekundären Speicher produzierten Ladungsträger
nur noch langsam in den primären Speicher wandern.

Die Sulfatierung auf den Bleiplatten hat demnach 2 Effekte:
1. leichte Verringerung der gesamt Kapazität,
das Sulfat steht im sekundären Speicher nicht mehr zur Verfügung.
2. wesentlich wichtiger: Verhinderung des Ladungsausgleichs.


Mit diesem Modell kann man sich nun ein paar Anwendungsfälle besser erklären:

1. Laden
Der Akku ist 'scheinbar' voll, die Ladespannung ist hoch, ...
korrekt: der primäre Speicher des Akkus ist voll.
Wenn man danach einfach zwei Stunden wartet kann man wieder laden.
komisch, was ist passiert? ist der Akku von selbst leerer geworden?
Nein, die Ladungsträger aus dem primären Speicher sind in den sekundären Speicher gewandert
und dort ist freies Sulfat wieder in Schwefelsäure gewandelt worden.

2. Entladen
Der Akku ist 'scheinbar' leer, die Enladespannung ist niedrig, ...
korrekt: der primäre Speicher des Akkus ist leer.
Wenn man danach einfach zwei Stunden wartet kann man wieder entladen.
komisch, was ist passiert? Ist der Akku von selbst voller geworden?
Nein, die Schwefelsäure im sekundären Speicher ist zerfallen, Sulfate sind nun frei,
aber auch Ladungsträger sind frei, diese sind in den primären Speicher gewandert.


Gut, was nutzt dieses Wissen den Inselstrom Betreibern?
+ Sobald der Blei Säure Akku entladen wird, oder nicht voll ist entstehen freie Sulfate
+ Lässt man diesen freie Sulfate nur genügend Zeit, setzten sie sich da ab,
wo es am meisten 'weh' tut, nämlich auf den Bleiplatten.
+ Sulfatierte Bleiplatten verhindern den Zugriff auf den sekundären Speicher,
dem Speicher mit der größten Kapazität.
+ Der Akku hat dann irgendwann 'scheinbar' keine Kapazität mehr.

Was kann man tun ?
+ Der Blei Akku will eigentlich immer voll sein!?
Das ist nicht gerade der Sinn eines Akkus oder?
Also den Akku im Normalfall nur zu 30 % entladen und dann wieder aufladen.
Man betreibt den Akku im Bereich 70 % - 100 % Füllgrad.

+ Reserve Akkus auf Spannung halten, bzw. in regelmäßigen Abständen laden.

+ Leichtes "köcheln" vermischt die Säure und zersetzt auch die Sulfatplättchen

+ Intervall laden
Wenn der primäre Speicher voll ist, kann man nicht weiter laden.
dann z.B. 2 Stunden warten und wieder laden.

+ kurzeitig mit relativ viel Strom Entladen und Laden löst die Sulfate von den Platten
+ Megapuls und Tetra Salz versprechen auch die Sulfate zu lösen.
+ Gelöste Sulfate sind nicht in Schweflsäure gebundene Sulfate!
Gelöste Sulfate müssen unbedingt wieder Schwefelsäure bilden,
sonst setzen Sie sich ja wieder ab.
Dest. Wasser bis zur Max. Markierung
Akku gleichzeitg geladen und voll halten.


Wie erkenne ich ob der Akku nun tatsächlich voll ist ?
+ Säuredichte mit der Nennsäuredichte des Akkus vergleichen
+ Ruhespannung (min 2 Stunden Ruhe) mit der Nennruhespannung vergleichen
- Die Ladespannung ist (meistens) ungeeignet!
- Die Enladespannung ist (meistens) genauso ungeeignet!

Wie kann ich Nennsäuredichte oder Nennruhespannung ermitteln ?
Wenn man das Prinzip des Bleisäure Akkus verstanden hat,
kann man diese Parameter hinreichend genau selbst ermitteln:
+ man sorgt dafür das der Akku wieder 'gängig' wird.
Laden, Entladen, Laden ...
Der Akku muss vernünftige Ladeströme annehmen.
Der Akku muss "köcheln", wenn Spannungen von z.B. 14.5 V anliegen.
+ Man lädt den Akku in Intervallen: Laden, min. 2 Stunden warten, Laden, ...
man kontrolliert jeweils Ruhespannung und Säuredichte.
Wenn sich Ruhespannung und Säuredichte tatsächlich nicht mehr ändern,
hat man Nennsäuredichte und Nennruhespannung hinreichend genau ermittelt.

Wer möchte kann sich dann mit der "Nennruhespannung" eine kleine Tabelle machen:
z.B.
12.8 V -> 100 %
12.7 V -> 90 %
12.6 V -> 80 %
12.5 V -> 70 %
...
Diese Tabelle ist eine Vereinfachung, aber man kann durchaus damit arbeiten,
tatsächlich ist das Verhalten im Bereich 70 % - 100 % fast linear, < 70 % ist es dann nicht mehr linear.
Wer es genauer haben möchte muss die Entladekurve des Akkus messen:
tief, mit dem zu erwartenden Nennstrom entladen,
stündlich Spannung und Strom messen, Kurve aufzeichnen, ...


Ich hoffe das war einigermaßen verständlich und ihr könnt damit was anfangen.


Gruß Frank

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Black 300, 700 Wp Photovoltaik
500 Ah 24 V Blei-Säure
2 KW Trapez Wechselrichter 220 V
3,5 KW Gas Generator und 1,5 KW Netzladegeräte

Hallo liebe Windradgemeinde,

abschließend möchte ich noch folgendes über meine PZB-Batterie berichten.
Anfang letzten Monats hatten wir eine kleine Grillparty bei uns im Garten. Zu dieser Party kam auch unser Verwandter (Staplermonteur), der mir die Batterie besorgt hatte. Beim Bierchen hat er mir dann erzählt, dass im die Batterie beim Transport umgefallen war und einige Liter Batteriesäure ausgelaufen war. Die Batterie wurde dann mit dest. Wasser wieder aufgefüllt.
Nach diesem Gespräch war mir klar (trotz des Alkohols), dass der Batterie einfach nur Säure fehlte. Also hatte ich mir Batteriesäure besorgt und einen Säureausgleich durchgeführt.
Dazu habe dabei die Batterie leicht köcheln lassen und die fehlende Flüssigkeit mit Säure aufgefüllt.
Das ganze hat ca. 3 Wochen gedauert (Ich habe ca. 5l nachgefüllt). Danach hatten alle Zellen wieder eine Säuredichte von 1,29 kg/l (Nenndichte laut Hersteller).
Seit dieser Maßnahme reagiert die Batterie wieder ganz normal, wie erwartet. Die Ruhespannung liegt jetzt auch bei meiner Batterie bei 12,8V (bei 100% voll). Nachgeladen wird bei 12,5V (etwa 70% voll). Gestern ist mein Black 300 (12V) geliefert worden.
Ich hoffe ich kann den Generator bis Ende des Monats aufbauen.

Nochmals vielen Dank für eure Hilfe.

Grüße aus Berlin

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Thomas

Meine Anlage:
Black 300 12V
85 WP Solar (2 achs. Nachführung)

Hallo Frank,

schon etwas älter...

http://www.rrr.de/~phil/?edta

Bezugsquellen (Stand 1/2006)
http://www.koehlerchemie.de/

Art.-Nr. A3613, 500g für 14,40€)

Gruß
Harald